JP6135136B2 - Vehicle speed limiter - Google Patents
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Description
本発明は、車両の実車速が設定車速を超えないように、駆動源の出力や制動力を自動的に調節して実車速を制御する車速制限装置に関する。 The present invention relates to a vehicle speed limiting device that controls an actual vehicle speed by automatically adjusting an output of a drive source and a braking force so that the actual vehicle speed of the vehicle does not exceed a set vehicle speed.
従来、アクセル操作の有無に関わらず、車両の走行速度を自動的に制限する車速制限装置が知られている。すなわち、車両の最高速度が所定の設定速度を超えないように、駆動源(エンジン,走行用モーター等)の出力や制動力を制御するものである。近年では、設定速度を運転者が任意に設定できるようにした調整式の車速制限装置(アジャスタブルスピードリミッター)も開発されている。 Conventionally, a vehicle speed limiting device that automatically limits the traveling speed of a vehicle regardless of whether or not an accelerator operation is performed is known. That is, the output of the driving source (engine, driving motor, etc.) and braking force are controlled so that the maximum speed of the vehicle does not exceed a predetermined set speed. In recent years, an adjustable vehicle speed limiter (adjustable speed limiter) that allows a driver to arbitrarily set a set speed has been developed.
典型的な車速制限装置は、車両の実車速が設定車速に近づいたときに車両の出力を低減させて、それ以上の加速を抑制するように機能する。一方、実車速が設定車速と比較して十分に小さいときには、出力に制限が加えられることはなく、アクセル操作量に応じて通常通りに車両の加速の度合いが調節される。このように、車速制限装置は、低速走行時の車両の出力を制限しないという点で定速走行装置(クルーズコントロール装置)とは相違する。したがって、一定の巡航速度を維持しにくい一般道路での速度超過を未然に防ぐうえで、あるいは、車両の燃費を向上させるうえで有用である。 A typical vehicle speed limiter functions to reduce the output of the vehicle and suppress further acceleration when the actual vehicle speed of the vehicle approaches the set vehicle speed. On the other hand, when the actual vehicle speed is sufficiently smaller than the set vehicle speed, the output is not limited, and the degree of acceleration of the vehicle is adjusted as usual according to the accelerator operation amount. Thus, the vehicle speed limiting device is different from the constant speed traveling device (cruise control device) in that it does not limit the output of the vehicle during low speed traveling. Therefore, it is useful for preventing an excessive speed on a general road where it is difficult to maintain a constant cruising speed, or for improving the fuel efficiency of the vehicle.
ところで、車速制限装置による車速制限は、加速しようとしている車両の加速度を減少させるように作用する。このとき、車両は運転者の走行意思に反する方向に制御されることになる。そのため、車速制限に伴う加速度変動が運転者にとって不自然に感じられやすく、ドライブフィーリングが損なわれやすいという課題がある。 By the way, the vehicle speed restriction by the vehicle speed restriction device acts to reduce the acceleration of the vehicle to be accelerated. At this time, the vehicle is controlled in a direction contrary to the driver's intention to travel. Therefore, there is a problem that the acceleration fluctuation accompanying the vehicle speed limitation is easily felt by the driver, and the drive feeling is easily impaired.
このような課題に対し、車速制限時のトルク変動を抑制することで、車速制限に由来するトルクショックを緩和する技術が提案されている。例えば、特許文献1には、車両の走行速度の上昇を抑制するための目標トルクに対し、フィルタリング処理を施すことによってトルクの急変を緩和する制御が記載されている。このような制御により、トルクショックに伴うドライバビリティの悪化を抑制できるとされている。 In response to such a problem, a technique has been proposed in which torque shock resulting from vehicle speed restriction is alleviated by suppressing torque fluctuation during vehicle speed restriction. For example, Patent Document 1 describes a control that reduces a sudden change in torque by performing a filtering process on a target torque for suppressing an increase in the traveling speed of a vehicle. By such control, it is said that deterioration of drivability accompanying torque shock can be suppressed.
しかしながら、上記のような従来の車速制限装置では、車速制限の開始直後や、車速が設定速度に達したときの加速度変動を抑制することができない。
例えば、車両に実際に作用する加速度の大きさは、瞬間的な車速の値には依存せず、車速の時間変化勾配に対応したものとなる。一方、特許文献1に記載されたような従来の車速制限装置では、車速制限が開始された時点での加速度や、車速が設定速度に達した時点での加速度の大きさが考慮されていない。そのため、車速制限の開始直後に加速度変動が生じ、運転者が車両の引っ掛かり感やもたつき感を覚える場合がある。また、車速が設定速度に達したときも同様であり、ドライブフィーリングが低下しやすい。
However, the conventional vehicle speed limiting device as described above cannot suppress the acceleration fluctuation immediately after the start of the vehicle speed limitation or when the vehicle speed reaches the set speed.
For example, the magnitude of the acceleration actually acting on the vehicle does not depend on the instantaneous value of the vehicle speed, and corresponds to the time change gradient of the vehicle speed. On the other hand, in the conventional vehicle speed limiting device as described in Patent Document 1, the acceleration at the time when the vehicle speed limit is started and the magnitude of the acceleration when the vehicle speed reaches the set speed are not considered. For this reason, acceleration fluctuations occur immediately after the start of the vehicle speed restriction, and the driver may feel that the vehicle is caught or feels loose. The same is true when the vehicle speed reaches the set speed, and the drive feeling tends to decrease.
本件の目的の一つは、上記のような課題に鑑み創案されたもので、車速制限に伴って発生する加速度変動の違和感を低減させることができるようにした、車速制限装置を提供することである。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも、本件の他の目的として位置づけることができる。 One of the purposes of the present invention was devised in view of the above problems, and is to provide a vehicle speed limiting device that can reduce the uncomfortable feeling of acceleration fluctuations that occur in association with vehicle speed limitation. is there. It should be noted that the present invention is not limited to this purpose, and is a function and effect derived from each configuration shown in the embodiment for carrying out the invention described later, and can also provide a function and effect that cannot be obtained by conventional techniques. Can be positioned as
(1)ここで開示する車速制限装置は、車両の実車速が設定車速を超えないように、前記実車速を制御する車速制限装置である。この車速制限装置は、前記設定車速よりも低い判定車速から前記設定車速までの速度範囲における目標車速を時間の関数で表現したものに対応する目標曲線を設定する目標曲線設定手段を備える。また、前記目標曲線設定手段で設定された前記目標曲線に沿って前記実車速が変化するように、前記実車速を制御する制御手段を備える。 (1) The vehicle speed limiting device disclosed here is a vehicle speed limiting device that controls the actual vehicle speed so that the actual vehicle speed of the vehicle does not exceed a set vehicle speed. The vehicle speed limiting device includes target curve setting means for setting a target curve corresponding to a target vehicle speed expressed as a function of time in a speed range from a determination vehicle speed lower than the set vehicle speed to the set vehicle speed. In addition, control means is provided for controlling the actual vehicle speed so that the actual vehicle speed changes along the target curve set by the target curve setting means.
前記目標曲線設定手段は、前記実車速が前記判定車速以上になった第一時刻での前記実車速の変化勾配(実加速度)と前記第一時刻での前記目標曲線の傾き(目標加速度)とを一致させるとともに、前記目標車速が前記設定車速に達する第二時刻での前記目標曲線の傾き(目標加速度)をゼロに設定する。
つまり、前記目標曲線設定手段での前記目標曲線の設定では、前記第一時刻での傾きと前記第二時刻での傾きとが拘束される。前記第一時刻での拘束条件が「前記実車速の変化勾配(実加速度)に傾きが一致すること」であり、前記第二時刻での拘束条件が「前記目標車速の変化勾配(目標加速度)がゼロであること」である。
The target curve setting means includes a change gradient (actual acceleration) of the actual vehicle speed at a first time when the actual vehicle speed is equal to or higher than the determination vehicle speed, and an inclination (target acceleration) of the target curve at the first time. And the slope (target acceleration) of the target curve at the second time when the target vehicle speed reaches the set vehicle speed is set to zero.
That is, in the setting of the target curve by the target curve setting means, the inclination at the first time and the inclination at the second time are constrained. The constraint condition at the first time is “the slope matches the actual vehicle speed change gradient (actual acceleration)”, and the constraint condition at the second time is “the target vehicle speed change gradient (target acceleration)”. Is zero. "
また、前記車両の実加速度に基づき、前記判定車速を設定する判定車速設定手段と、前記車両の実加速度に基づき、前記目標車速を時間について二階微分したものに相当する目標ジャークを設定する目標ジャーク設定手段と、を備える。さらに、前記目標曲線設定手段が、前記第一時刻に前記判定車速設定手段で設定された前記判定車速と前記設定車速との車速偏差(速度差)と、前記目標ジャーク設定手段で設定された前記目標ジャークとに基づき、前記目標曲線を設定する。 Also, based on the actual acceleration of the vehicle, and determining vehicle speed setting means for setting the determination vehicle speed, based on the actual acceleration of the vehicle, the target for setting a target jerk corresponding to that the target vehicle speed and second-order differential with respect to time and jerk setting means, Ru equipped with. Further, the target curve setting means is a vehicle speed deviation (speed difference) between the determination vehicle speed set by the determination vehicle speed setting means at the first time and the set vehicle speed, and the target jerk setting means is set by the target jerk setting means. based on the target jerk, to set the target curve.
(2)また、前記目標ジャーク設定手段は、前記第一時刻における前記車両の実加速度が大きいほど、前記目標ジャークの絶対値を増大させることが好ましい。つまり、前記実車速が前記速度範囲内に入ったときの実加速度が大きいほど、その後の目標加速度の変化勾配の絶対値を大きくすることが好ましい。
なお、前記実車速が前記判定車速から前記設定車速に至るまでの間は、前記目標ジャークが一定の値(固定値)とされることが好ましい。
( 2 ) Moreover, it is preferable that the said target jerk setting means increases the absolute value of the said target jerk, so that the real acceleration of the said vehicle in said 1st time is large. That is, it is preferable to increase the absolute value of the change gradient of the target acceleration thereafter as the actual acceleration when the actual vehicle speed falls within the speed range increases.
In addition, it is preferable that the target jerk is a constant value (fixed value) until the actual vehicle speed reaches from the determination vehicle speed to the set vehicle speed.
(3)また、前記目標曲線設定手段が、時間の二次関数として表現される前記目標車速に対応する前記目標曲線を設定することが好ましい。
例えば、前記判定車速と前記設定車速との車速偏差をDとし、前記目標ジャークをJとして、時間tの関数である前記目標車速VTGT(t)をVTGT(t)=(J/2)t2+(-2JD)1/2t+VSET−Dと表現することが考えられる。
( 3 ) Further, it is preferable that the target curve setting means sets the target curve corresponding to the target vehicle speed expressed as a quadratic function of time.
For example, the vehicle speed deviation between the determination vehicle speed and the set vehicle speed is D, the target jerk is J, and the target vehicle speed V TGT (t) as a function of time t is V TGT (t) = (J / 2) It can be expressed as t 2 + (− 2JD) 1 / 2t + V SET −D.
(4)また、前記制御手段が、前記実車速と前記目標車速との差に基づき、前記実車速をフィードバック制御することが好ましい。
(5)また、前記制御手段が、前記車両のアクセル操作量に基づいて算出されるドライバー要求トルクが、前記目標車速と前記実車速との差に基づいて算出される車速制限用要求トルク以上である場合に、前記フィードバック制御を実施することが好ましい。
つまり、前記実車速が前記目標車速以上まで増大しない程度に前記ドライバー要求トルクが小さい場合には、運転者の意思を尊重して、前記ドライバー要求トルクに基づく出力制御を実施することが好ましい。一方、前記ドライバー要求トルクが比較的大きく、前記実車速が前記目標車速以上まで増大するおそれがある場合には、前記装置要求トルクに基づく出力制御を実施することが好ましい。
( 4 ) Moreover, it is preferable that the said control means feedback-controls the said actual vehicle speed based on the difference of the said actual vehicle speed and the said target vehicle speed.
( 5 ) Further, the driver required torque calculated by the control means based on the accelerator operation amount of the vehicle is greater than or equal to a vehicle speed limiting required torque calculated based on a difference between the target vehicle speed and the actual vehicle speed. In some cases, it is preferable to implement the feedback control.
In other words, when the driver request torque is small enough that the actual vehicle speed does not increase to the target vehicle speed or higher, it is preferable to perform output control based on the driver request torque with respect to the driver's intention. On the other hand, when the driver required torque is relatively large and the actual vehicle speed may increase to the target vehicle speed or higher, it is preferable to perform output control based on the device required torque.
なお、前記ドライバー要求トルクは、前記アクセル操作量と前記エンジンの回転速度とに基づいて算出されることが好ましい。一方、前記装置要求トルクは、前記実車速と前記目標車速との速度差に基づいて算出されることが好ましい。 The driver request torque is preferably calculated based on the accelerator operation amount and the engine speed. On the other hand, it is preferable that the device required torque is calculated based on a speed difference between the actual vehicle speed and the target vehicle speed.
開示の車速制限装置では、第一時刻での目標曲線の傾きと実車速の変化勾配(実加速度)とが一致するため、制御手段による制御開始時における加速度変動を抑制することができ、車両走行の引っ掛かり感や加速度変動の違和感を軽減することができる。
また、第二時刻での目標曲線の傾きがゼロに設定されるため、実車速が設定車速に到達したときの加速度変動を抑制することができる。なお、目標車速に対する実車速の上昇の遅れ(すなわち、応答遅れや誤差)がないものと仮定すれば、第二時刻の加速度変動はゼロとなり、実車速が滑らかに設定車速に一致する。また、たとえ目標車速に対する実車速の上昇の遅れがあったとしても、実車速が設定車速に到達したときの加速度変動は極めてゼロに近い値となる。
In the disclosed vehicle speed limiting device, since the inclination of the target curve at the first time coincides with the change gradient (actual acceleration) of the actual vehicle speed, fluctuations in acceleration at the start of control by the control means can be suppressed, and vehicle travel It is possible to reduce the feeling of being caught and the uncomfortable feeling of acceleration fluctuation.
Moreover, since the inclination of the target curve at the second time is set to zero, it is possible to suppress the acceleration fluctuation when the actual vehicle speed reaches the set vehicle speed. If it is assumed that there is no delay in increase of the actual vehicle speed with respect to the target vehicle speed (that is, response delay or error), the acceleration fluctuation at the second time becomes zero, and the actual vehicle speed smoothly matches the set vehicle speed. Further, even if there is a delay in the increase of the actual vehicle speed with respect to the target vehicle speed, the acceleration fluctuation when the actual vehicle speed reaches the set vehicle speed becomes a value very close to zero.
このように、実車速が設定車速を超えないように速度上昇を抑制しつつ、制御手段による制御の前後での不自然な加速度変動を抑制することができ、運転者に与えうる違和感を軽減できるとともにドライブフィーリングを向上させることができる。また、装置構成や制御構成が簡素であり、例えば従来の車速制限装置に対して目標曲線を設定するための演算構成を適用するだけで、開示の車速制限装置を実現することもできる。したがって、例えば車両の加減速度をリアルタイムに検知してエンジン出力を制御するような手法を採用した場合と比較して、開発工数や実車両への適合工数を大幅に削減することができ、製品コストを安価にすることができる。 Thus, while suppressing the speed increase so that the actual vehicle speed does not exceed the set vehicle speed, unnatural acceleration fluctuations before and after the control by the control means can be suppressed, and the uncomfortable feeling that can be given to the driver can be reduced. At the same time, the drive feeling can be improved. Further, the device configuration and the control configuration are simple. For example, the disclosed vehicle speed limiting device can be realized only by applying a calculation configuration for setting a target curve to a conventional vehicle speed limiting device. Therefore, compared to, for example, a method that detects the acceleration / deceleration of the vehicle in real time and controls the engine output, the development man-hours and the man-hours to adapt to the actual vehicle can be greatly reduced, and the product cost Can be made cheaper.
以下、図面を参照して実施形態について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. Note that the embodiment described below is merely an example, and there is no intention to exclude various modifications and technical applications that are not explicitly described in the following embodiment. Each configuration of the present embodiment can be implemented with various modifications without departing from the spirit of the present embodiment, and can be selected or combined as necessary.
[1.装置構成]
本実施形態の車速制限装置は、図1に示す車両1に適用される。この車両1には、エンジン2及びブレーキ装置3と、これらの作動状態を制御する電子制御装置としてのエンジンECU4(ENG-ECU)及びブレーキECU5(BRK-ECU)とが設けられる。エンジン2は、駆動輪に対して車両1を加速させる駆動力を付与するように機能するものであれば、その種類や形式は任意である。同様に、ブレーキ装置3は、駆動輪に対して車両1を減速させる制動力を付与するように機能するものであれば、その種類や形式は問わない。エンジンECU4,ブレーキECU5は、運転者による運転操作や車両1の走行環境,車載装置の作動状態等に基づき、それぞれエンジン2,ブレーキ装置3を制御する。
[1. Device configuration]
The vehicle speed limiting device of this embodiment is applied to the vehicle 1 shown in FIG. The vehicle 1 is provided with an
また、この車両1には、エンジンECU4及びブレーキECU5の動作に割込可能な電子制御装置として、車速制限ECU9(車速制限装置)が設けられる。これらの各ECU4,5,9は、例えばマイクロプロセッサやCPU,ROM,RAM等を集積したLSIデバイスや組み込み電子デバイスとして構成され、車両に設けられた車載ネットワーク網の通信ラインを介して互いに通信可能に接続される。
Further, the vehicle 1 is provided with a vehicle speed limiting ECU 9 (vehicle speed limiting device) as an electronic control device that can interrupt the operations of the
車速制限ECU9は、車両1の実車速Vが設定車速VSETを超えないように、エンジン2の出力やブレーキ装置3の制動力を自動的に調節して実車速Vを制御する。つまり、車速制限ECU9は、エンジンECU4及びブレーキECU5で実施される通常の制御に優先して、車両1の最高速度を制限するように機能する。このような車速制限ECU9で実施される制御のことを、車速制限制御と呼ぶ。
Vehicle speed limiting ECU9, as the actual vehicle speed V of the vehicle 1 does not exceed the set vehicle speed V SET, the braking force of the output or
ここでいう設定車速VSETは、予め設定された固定値(例えば、100[km/h],120[km/h]等)であってもよいし、運転者がその値を自由に設定可能な可変値であってもよい。前者の場合、図示しないカーナビゲーションシステムで特定される車両1の走行位置に基づいて、道路の区間毎に設定されている法定最高速度を検索し、これを設定車速VSETとすることが考えられる。また、後者の場合、インストルメントパネル上やステアリングホイールに付設される入力装置を介して、運転者が任意の速度値を設定できるようにし、これを設定車速VSETとすればよい。 The set vehicle speed V SET here may be a preset fixed value (for example, 100 [km / h], 120 [km / h], etc.), or the value can be freely set by the driver. It may be a variable value. In the former case, the legal maximum speed set for each section of the road is searched based on the travel position of the vehicle 1 specified by a car navigation system (not shown), and this is set as the set vehicle speed V SET. . In the latter case, the driver can set an arbitrary speed value via an input device attached to the instrument panel or the steering wheel, and this may be set as the set vehicle speed V SET .
また、この車速制限ECU9には、車速制限制御で用いられる情報を取得するためのセンサーとして、エンジン回転速度センサー6,アクセル開度センサー7及び車速センサー8が接続される。エンジン回転速度センサー6は、エンジン2の回転速度Ne(又はこれに相当する情報)を取得するものであり、例えばクランク軸の角速度に基づき、エンジン2の回転速度Neを検出,算出する。アクセル開度センサー7は、運転者による加速意思に相当する情報を取得するものであり、例えばアクセルペダルの踏み込み量をアクセル開度APSとして検出する。ここで検出された回転速度Ne及びアクセル開度APSの情報は、車速制限ECU9に伝達される。
The vehicle
また、車速センサー8は、車両1の実車速V(実際の走行速度)に相当する情報を取得するものであり、例えば駆動輪の回転軸の角速度を検出する。ここで検出された角速度の情報は、車速制限ECU9に伝達され、実車速Vの値に変換される。なお、車速制限ECU9で実車速Vを算出する代わりに、車速センサー8で実車速Vを算出する構成としてもよい。
Further, the
[2.制御構成]
車速制限制御は、図2に示すように、設定車速VSETよりも低い値に設定される判定車速VTHを閾値として、車両1の実車速Vが判定車速VTH以上の範囲内にあるときに実施される。この車速制限制御では、判定車速VTHから設定車速VSETまでの速度範囲で目標車速VTGT(t)が設定されるとともに、実車速Vを目標車速VTGT(t)に近づけるためのフィードバック制御が実施される。目標車速VTGT(t)は、時間が経過するに連れて判定車速VTHから設定車速VSETへと漸近するように設定される。これにより、仮にアクセルペダルが最大まで踏み込まれた状態が長時間続いたとしても、実車速Vが設定車速VSETを超えないように制御され、最終的には実車速Vが設定車速VSETとほぼ同一の速度に制御される。
[2. Control configuration]
Speed limiting control, as shown in FIG. 2, the threshold determination vehicle speed V TH is set to a value lower than the set vehicle speed V SET, when the actual vehicle speed V of the vehicle 1 is in the range of above determination vehicle speed V TH To be implemented. In this vehicle speed limit control, the target vehicle speed V TGT (t) is set in the speed range from the judgment vehicle speed V TH to the set vehicle speed V SET , and feedback control for bringing the actual vehicle speed V closer to the target vehicle speed V TGT (t). Is implemented. Target vehicle speed V TGT (t) is set so as to asymptotically from determination vehicle speed V TH As the time passes the set vehicle speed V SET. As a result, even if the accelerator pedal is fully depressed for a long time, the actual vehicle speed V is controlled so as not to exceed the set vehicle speed V SET , and finally the actual vehicle speed V is set to the set vehicle speed V SET . It is controlled to almost the same speed.
ただし、車両1の実車速Vが判定車速VTH以上であっても、車両1が減速している最中であれば、改めて車速制限を実施する必要がない場合も考えられる。そこで、本実施形態では実車速Vだけでなくアクセル開度APSを考慮して、車速制限制御を実施する。
車速制限ECU9には、算出部10及び制御部20が設けられる。これらの各要素に含まれる諸機能は、電子回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、ソフトウェアとしてプログラミングされたものとしてもよく、あるいはこれらの機能のうちの一部をハードウェアとして設け、他部をソフトウェアとしたものであってもよい。
However, even if the actual vehicle speed V of the vehicle 1 is equal to or higher than the determination vehicle speed VTH , there may be a case where it is not necessary to limit the vehicle speed again if the vehicle 1 is decelerating. Therefore, in this embodiment, vehicle speed limit control is performed in consideration of not only the actual vehicle speed V but also the accelerator opening APS.
The vehicle
[2−1.算出部]
算出部10は、車速制限制御で用いられる各種のパラメーター等を算出するものである。ここには、実車速算出部11,実加速度算出部12,車速偏差算出部13,判定車速算出部14,目標ジャーク算出部15及び目標曲線算出部16が設けられる。
[2-1. Calculation unit]
The
実車速算出部11は、車速センサー8で取得された情報に基づき、実車速Vを算出するものである。ここでは例えば、駆動輪の回転軸の角速度及び周長に基づいてその時点での実車速Vが算出される。また、実車速算出部11には、実車速Vの最新の値とその直前の演算周期で求められた過去の値との少なくとも二つの実車速Vの値を保持,記憶するメモリが設けられる。これらの二つの実車速Vの値は、続いて説明する実加速度Aの算出に用いられる。
The actual vehicle
実加速度算出部12は、実車速算出部11で算出された二つの実車速Vに基づき、実加速度Aを算出するものである。ここでは例えば、二つの実車速Vの差とそれぞれの実車速Vが算出された時刻の差とに基づいて、その時点での実加速度Aが算出される。なお、実車速Vの変化量に基づいて実加速度Aを算出する代わりに、図示しない前後加速度センサーの検出値に基づいて車両1の実加速度Aを算出するような構成としてもよい。
The actual
車速偏差算出部13は、実加速度算出部12で算出された実加速度Aに基づいて、車速偏差Dを算出するものである。この車速偏差Dとは、車速制限制御を開始するための速度閾値である判定車速VTHと設定車速VSETとの差に相当するものであり、正の値を持つ。ここでは、実加速度Aが大きいほど車速偏差Dも大きな値として算出される。本実施形態では、図3(a)に示すように、実加速度Aと車速偏差Dとの関係が予めマップ化されており、このマップに基づいて車速偏差Dが算出される。また、車速偏差Dの値は、実加速度Aが正の範囲でゼロに近づくほど、最小車速偏差D0に漸近するような設定とされる。なお、実加速度Aが負の範囲は、車両1の減速時に対応する領域である。このことから、減速中に車速制限制御を開始しない場合には、実加速度Aが負のときの車速偏差Dの設定を省略することも可能である。
The vehicle speed
判定車速算出部14(判定車速設定手段)は、設定車速VSETと車速偏差Dとに基づいて判定車速VTHを算出するものである。ここでは、設定車速VSETから車速偏差算出部13で算出された車速偏差Dを減じた速度が判定車速VTH(すなわち、VTH=VSET-D)として算出される。ここで算出される判定車速VTHは、実加速度Aが大きいほど低く、実加速度Aが小さいほど高い(すなわち、設定車速VSETに近い)値となる。判定車速VTHが取り得る最大値は、設定車速VSETから最小車速偏差D0を減じた速度である。なお、車速偏差Dは実加速度Aに基づいて算出されるものであるから、判定車速算出部14は、実加速度Aに基づいて判定車速VTHを設定する判定車速設定手段として機能している。
The determination vehicle speed calculation unit 14 (determination vehicle speed setting means) calculates the determination vehicle speed V TH based on the set vehicle speed V SET and the vehicle speed deviation D. Here, a speed obtained by subtracting the vehicle speed deviation D calculated by the vehicle speed
目標ジャーク算出部15(目標ジャーク設定手段)は、実加速度Aに基づいて目標ジャークJを算出するものである。目標ジャークJとは、目標車速VTGT(t)を時間について二階微分したものに相当し、負の値を持つ。ここでは、実加速度Aが大きいほど、目標車速VTGT(t)が素早く設定車速VSETに接近するように、目標ジャークJの絶対値が大きく設定される。また、ここで算出される目標ジャークJの値は、実車速Vが判定車速VTH以上になった後、再び判定車速VTH以下になるまでの間は、再計算されることなく固定値(一定の値)として保持される。 The target jerk calculation unit 15 (target jerk setting means) calculates the target jerk J based on the actual acceleration A. The target jerk J corresponds to a target vehicle speed V TGT (t) obtained by second-order differentiation with respect to time, and has a negative value. Here, the absolute value of the target jerk J is set so that the target vehicle speed V TGT (t) quickly approaches the set vehicle speed V SET as the actual acceleration A increases. Further, where the value of the target jerk J calculated by, after the actual vehicle speed V becomes equal to or higher than the determination vehicle speed V TH, while the decreased below again determination vehicle speed V TH, recalculated Without being fixed value ( Constant value).
本実施形態では、図3(b)に示すように、実加速度Aと目標ジャークJとの関係が予めマップ化されており、このマップに基づいて目標ジャークJが算出される。ここでは、車速偏差D,目標ジャークJ及び実加速度Aが以下の式1を満たすように、目標ジャークJの値が与えられる。 In the present embodiment, as shown in FIG. 3B, the relationship between the actual acceleration A and the target jerk J is mapped in advance, and the target jerk J is calculated based on this map. Here, the value of the target jerk J is given so that the vehicle speed deviation D, the target jerk J, and the actual acceleration A satisfy the following formula 1.
図3(b)に示すように、目標ジャークJは、車速制限制御が開始される時点での実加速度Aに応じた絶対値を持つ負の値である。また、目標ジャークJの値は、実加速度Aが正の範囲でゼロに近づくほど、最大目標ジャークJ0に漸近するような設定とされる。なお、車速偏差Dの設定と同様に、実加速度Aが負の範囲では目標ジャークJを設定しなくてもよい。目標ジャーク算出部15は、実加速度Aに基づいて目標ジャークJを設定する目標ジャーク設定手段として機能している。
As shown in FIG. 3B, the target jerk J is a negative value having an absolute value corresponding to the actual acceleration A at the time when the vehicle speed limit control is started. Further, the value of the target jerk J is set so as to gradually approach the maximum target jerk J 0 as the actual acceleration A approaches zero in a positive range. Similar to the setting of the vehicle speed deviation D, the target jerk J need not be set in the range where the actual acceleration A is negative. The target
目標曲線算出部16(目標曲線設定手段)は、車速偏差算出部13で算出された車速偏差Dと、目標ジャーク算出部15で算出された目標ジャークJとに基づき、車速制限制御時の目標車速VTGT(t)を算出するものである。ここでは、目標車速VTGT(t)の値が時間経過とともに判定車速VTHから設定車速VSETへと漸近するように、目標車速VTGT(t)が時間tの関数として算出される。本実施形態では、まず、以下の式2に示す時間tの二次関数として車速の目標値WTGT(t)が算出され、この目標値WTGT(t)に基づいて目標車速VTGT(t)が算出される。
The target curve calculation unit 16 (target curve setting means) is based on the vehicle speed deviation D calculated by the vehicle speed
図4(a)は、式2の関数をグラフ化したものである。このグラフは、tが0又は2(-2D/J)1/2のときに目標値WTGT(t)の値が0となる「上に凸」の放物線であり、その頂点の座標は((-2D/J)1/2,D)である。この放物線のうち、0≦t≦(-2D/J)1/2の部分が、車速制限制御時における目標車速VTGT(t)に対応する目標曲線となる。言い換えると、t=0,VTGT(t)=0に対応する点と頂点とを結ぶ曲線が目標曲線とされる。
FIG. 4A is a graph of the function of
上記の目標値WTGT(t)は、車速偏差D及び目標ジャークJが算出された時刻の速度を基準(原点)として算出されたものであり、そのままの値を実車速Vと比較することはできない。そこで、目標曲線算出部16は、以下の式3に示すような変換式を用いて、目標値WTGT(t)を車両1の実際の目標車速VTGT(t)に変換する。また、目標曲線の頂点のWTGT(t)座標がDであることから、時刻tが(-2D/J)1/2であるときの目標車速VTGT(t)の値は設定車速VSETに一致する。そこで、目標曲線算出部16は、以下の式4に示すように、時刻tが(-2D/J)1/2以降の目標車速VTGT(t)の値を設定車速VSETに固定する。目標車速VTGT(t)が設定車速VSETと同一値に固定される期間は、通常制御が開始されるまでの間とする。
The above target value W TGT (t) is calculated using the speed at the time when the vehicle speed deviation D and the target jerk J are calculated as a reference (origin), and comparing the value as it is with the actual vehicle speed V is Can not. Therefore, the target
図4(b)のグラフは、図4(a)に示す目標値WTGT(t)を時間tで微分したもの〔WTGT′(t)=Jt+(-2JD)1/2〕のグラフであり、図4(c)のグラフは、これをさらに時間tで微分したもの〔WTGT″(t)=J〕のグラフである。これらの図4(a)〜(c)のグラフ中の時間軸の値tについて、t=0は、図2中の実車速Vが判定車速VTH以上になった時刻(第一時刻)に対応し、t=(-2D/J)1/2は、実車速Vが設定車速VSETに達する時刻(第二時刻)に対応する。 The graph of FIG. 4 (b) is a graph obtained by differentiating the target value W TGT (t) shown in FIG. 4 (a) by time t [W TGT ′ (t) = Jt + (− 2JD) 1/2 ]. Yes , the graph of FIG. 4C is a graph of [W TGT ″ (t) = J] obtained by differentiating this with time t. In these graphs of FIGS. For the time axis value t, t = 0 corresponds to the time (first time) when the actual vehicle speed V in FIG. 2 is equal to or higher than the judgment vehicle speed VTH , and t = (− 2D / J) 1/2 is This corresponds to the time (second time) when the actual vehicle speed V reaches the set vehicle speed VSET .
図4(b)のグラフから、車速制限制御の開始時点(第一時刻)での目標値WTGT(t)の変化勾配は、その時点での実加速度Aに一致することがわかる。つまり、目標車速VTGT(t)の変化勾配(すなわち、目標加速度)は、その時点での実加速度Aに一致する。また、目標車速VTGT(t)と設定車速VSETとが一致するとき(第二時刻)には、目標値WTGT(t)の変化勾配がゼロとなることがわかる。つまり、目標車速VTGT(t)が設定車速VSETに達したときの目標車速VTGT(t)の変化勾配はゼロとなる。 From the graph of FIG. 4B, it can be seen that the gradient of change of the target value W TGT (t) at the start time (first time) of the vehicle speed limit control coincides with the actual acceleration A at that time. That is, the gradient of change in the target vehicle speed V TGT (t) (that is, the target acceleration) matches the actual acceleration A at that time. It can also be seen that when the target vehicle speed V TGT (t) matches the set vehicle speed V SET (second time), the gradient of change of the target value W TGT (t) becomes zero. In other words, the change gradient of the target vehicle speed V TGT (t) when the target vehicle speed V TGT (t) has reached the set vehicle speed V SET is zero.
このように、目標曲線算出部16は、第一時刻での実車速Vの変化勾配と目標曲線の傾きとを一致させるとともに、第二時刻での目標曲線の傾きをゼロに設定するように機能する。本実施形態の車速制限制御では、この目標曲線に対応する目標車速VTGT(t)のグラフに沿って実車速Vが変化するように、フィードバック制御が実施される。ここで算出された目標車速VTGT(t)の情報は、制御部20に伝達される。
In this way, the target
[2−2.制御部]
制御部20は、算出部10で算出された目標車速VTGT(t)と実車速Vとに基づいて、車速制限制御を実施するものである。ここには、フィードバック制御部21,ドライバー要求トルク算出部22及び車速制限用要求トルク算出部23が設けられる。
[2-2. Control unit]
The
フィードバック制御部21は、実車速Vを目標車速VTGT(t)に近づけるべく制御量にフィードバックをかけながら車速制限制御を実施するものである。ここでは、たとえ運転者がアクセル開度を全開に操作したままであっても、実車速Vが設定車速VSETを超えることなく安定的に設定車速VSETに一致するように、車両1の駆動輪に作用する駆動トルクの大きさが制御される。
The
ここでいう駆動トルクとは、エンジン2で発生するエンジントルクを駆動輪のトルクに換算したものとブレーキ装置3で発生する制動トルクとの加算値である。フィードバック制御部21は、エンジントルク,制動トルク少なくとも何れか一方を制御することで、駆動トルクの大きさを制御するように機能する。また、目標車速VTGT(t)は、目標曲線算出部16において時間tの関数として与えられる。これを受けて、フィードバック制御部21は、時々刻々と変化する目標車速VTGT(t)に対して実車速Vを追従させるように機能する。
The driving torque referred to here is an added value of a value obtained by converting engine torque generated in the
フィードバック制御の具体的な手法は任意であり、PID制御やカスケード制御等を適用することが考えられる。例えば、PID制御を適用する場合には、実車速Vと目標車速VTGT(t)との速度差ΔVを制御量(エンジントルクや制動トルク)に反映させるとともに、速度差ΔVの時間微分値及び積分値についても制御量に反映させればよい。フィードバック制御の具体的な手法に応じて、実車速Vが目標車速VTGT(t)にほぼ一致するまでの時間や、収束性,外乱に対する応答性等が変化する。 The specific method of feedback control is arbitrary, and it is conceivable to apply PID control, cascade control, or the like. For example, when PID control is applied, the speed difference ΔV between the actual vehicle speed V and the target vehicle speed V TGT (t) is reflected in the control amount (engine torque or braking torque), and the time differential value of the speed difference ΔV and The integrated value may be reflected in the control amount. Depending on the specific method of feedback control, the time until the actual vehicle speed V substantially matches the target vehicle speed V TGT (t), convergence, response to disturbance, and the like change.
フィードバック制御部21におけるフィードバック制御の実施条件は、実車速Vが判定車速VTH以上であり、かつ、ドライバー要求トルクT1が車速制限用要求トルクT2以上であることとする。この条件中のドライバー要求トルクT1,車速制限用要求トルクT2は、続いて説明するドライバー要求トルク算出部22,車速制限用要求トルク算出部23で算出される。
Execution conditions of the feedback control in the
ドライバー要求トルク算出部22は、エンジン回転速度センサー6で検出された回転速度Neとアクセル開度センサー7で検出されたアクセル開度APSとに基づき、運転者の加速要求に対応するドライバー要求トルクT1を算出するものである。ここでは例えば、回転速度Ne,アクセル開度APS及びドライバー要求トルクT1の三者の関係が規定されたマップに基づき、回転速度Ne及びアクセル開度APSを引数としてドライバー要求トルクT1の値が算出される。ここで算出されたドライバー要求トルクT1の値は、フィードバック制御部21に伝達される。
Based on the rotational speed Ne detected by the engine
車速制限用要求トルク算出部23は、目標車速VTGT(t)と実車速Vとの速度差ΔVに基づき、実車速Vを目標車速VTGT(t)に沿って変化させるのに要する車速制限用要求トルクT2を算出するものである。車速制限用要求トルクT2の大きさは、例えば予め設定されたマップに基づき、目標車速VTGT(t)と実車速Vとの速度差ΔVが大きいほど、あるいは目標車速VTGT(t)の勾配が大きいほど、大きな値に設定される。
The vehicle speed limiting required
もしも、車速制限用要求トルクT2がドライバー要求トルクT1よりも大きければ、たとえエンジントルクがドライバー要求トルクT1に応じた大きさに制御されたとしても、実車速Vが目標車速VTGT(t)を超えることはない。一方、車速制限用要求トルクT2がドライバー要求トルクT1よりも大きいときに、エンジントルクがドライバー要求トルクT1に応じた大きさに制御されると、実車速Vが目標車速VTGT(t)を超え、ひいては設定車速VSETを大きく超える可能性が生じる。そこで、フィードバック制御部21では、ドライバー要求トルクT1が車速制限用要求トルクT2以上であることをフィードバック制御の実施条件の一つとして判定し、実車速Vが目標車速VTGT(t)を超える可能性がある場合に車両1の出力制限をかける。
If, when the required torque T 2 for the vehicle speed limit is greater than the driver required torque T 1, even if the engine torque is controlled to a magnitude corresponding to the driver required torque T 1, the actual vehicle speed V is the target vehicle speed V TGT ( t) is not exceeded. On the other hand, when the vehicle speed limiting torque demand T 2 is greater than the driver required torque T 1, the engine torque is controlled to a magnitude corresponding to the driver required torque T 1, the actual vehicle speed V is the target vehicle speed V TGT (t ), And thus the vehicle speed V SET may be greatly exceeded. Therefore, the
[3.フローチャート]
[3−1.通常制御]
図5は、車速制限ECU9で通常制御が実施されているときの制御手順を例示するフローチャートである。ここでは、運転者によって任意に設定された設定車速VSETが予め与えられているものとする。このフローは、車両1の実車速Vが判定車速VTH未満であるときに繰り返し実施される。
[3. flowchart]
[3-1. Normal control]
FIG. 5 is a flowchart illustrating a control procedure when normal control is performed by the vehicle
ステップA10では、実車速算出部11で車両1の実車速Vが算出されるとともに、実加速度算出部12で実加速度Aが算出される。続くステップA20では、車速偏差算出部13において、実加速度Aに基づいて車速偏差Dが算出される。ここでは、例えば図3(a)に示すようなマップに基づいて、車速偏差Dが算出される。また、ステップA30では、判定車速算出部14で設定車速VSETから車速偏差Dが減算され、判定車速VTHが算出される。
In step A10, the actual vehicle
ステップA40では、フィードバック制御部21において、実車速Vが判定車速VTH以上であるか否かが判定される。ここでV≧VTHが成立する場合には、車速制限制御の実施条件の一つが成立するため、ステップA50に進む。一方、V≧VTHが成立しない場合には、その実施条件が不成立となるため、本フローを終了する。この場合、次回の演算周期では制御が再びステップA10から実施され、通常制御が継続される。このように、車両1の実車速Vが判定車速VTH未満の状態では車速制限制御が不実施とされる。また、例えばエンジンECU4では、エンジン2の回転速度Neとアクセル開度APSとに基づいて、エンジントルクの大きさが制御される。
In step A40, the
ステップA50では、目標ジャーク算出部15において、実加速度Aに基づいて目標ジャークJが算出される。ここでは、例えば図3(b)に示すようにマップに基づいて、目標ジャークJが算出される。この目標ジャークJは、目標車速VTGT(t)を時間について二階微分したものに相当し、すなわち、目標加速度の時間変化勾配に相当する。
In step A50, the target
ステップA60では、目標曲線算出部16において、車速偏差D及び目標ジャークJに基づき、目標車速VTGT(t)が算出される。ここでは、例えば式2〜式4に示すような時間tの二次関数として目標車速VTGT(t)が算出される。これにより、車速制限制御の開始時点で、目標加速度の時間変化勾配が実加速度Aに一致するとともに、目標車速VTGT(t)と設定車速VSETとが一致するときの目標加速度の時間変化勾配が0となる。また、ステップA70では、目標車速VTGT(t)の値を特定するための時間tの計測が開始され、図6に示す車速制限制御のフローへと制御が進む。
In step A60, the target
[3−2.車速制限制御]
図6は、車速制限ECU9で実施される車速制限制御の制御手順を例示するフローチャートである。このフローは、車両1の実車速Vが判定車速VTH以上であるときに繰り返し実施される。
ステップB10では、ドライバー要求トルク算出部22において、エンジン2の回転速度Neとアクセル開度APSとに基づいてドライバー要求トルクT1が算出される。ここでいうドライバー要求トルクT1をエンジンECU4で算出する制御構成としてもよい。また、ステップB20では、実車速算出部11で車両1の実車速Vが算出される。
[3-2. Vehicle speed limit control]
FIG. 6 is a flowchart illustrating a control procedure of the vehicle speed limit control performed by the vehicle
In step B10, at driver required
ステップB30では、フィードバック制御部21でその時点の目標車速VTGT(t)から実車速Vが減算され、速度差ΔVが算出される。そして、ステップB40では、車速制限用要求トルク算出部23において、速度差ΔVと目標車速VTGT(t)とに基づいて車速制限用要求トルクT2が算出される。速度差ΔVは、その時点での実車速Vと目標車速VTGT(t)とのずれに相当し、車速制限用要求トルクT2は、実車速Vをその時点の目標車速VTGT(t)に変化させるのに要するトルクに相当する。
In step B30, the
ステップB50では、ドライバー要求トルクT1が車速制限用要求トルクT2以上であるか否かが判定される。ここで、T1≧T2が成立する場合には車速制限制御の実施条件が成立するため、ステップB60に進み、エンジントルクの大きさを強制的に車速制限用要求トルクT2に変更する制御信号が車速制限ECU9からエンジンECU4に伝達される。これにより、運転者がアクセルペダルを踏み込んだままの状態であってもエンジントルクの上限値が制限されることになり、実車速Vの上昇が抑制される。
In step B50, the driver demanded torque T 1 is whether or not the torque demand T 2 than the vehicle speed limit is determined. Here, when T 1 ≧ T 2 is satisfied, the execution condition of the vehicle speed limit control is satisfied, so the process proceeds to Step B60, and the control for forcibly changing the magnitude of the engine torque to the vehicle speed limit request torque T 2 is performed. A signal is transmitted from the vehicle
一方、ステップB50でT1≧T2が成立しない場合には、車速制限制御の実施条件が成立しないため、ステップB70に進む。このステップB70では、エンジンECU4でエンジントルクの大きさがドライバー要求トルクT1に応じて制御される。これにより、通常制御時と同様に、運転者の意思に応じた車両挙動が実現される。このとき、ドライバー要求トルクT1は車速制限用要求トルクT2未満となっているため、実車速Vがその時点の目標車速VTGT(t)を超えるようなことも回避される。
On the other hand, when T 1 ≧ T 2 is not satisfied in step B50, the execution condition of the vehicle speed limit control is not satisfied, and thus the process proceeds to step B70. In step B70, the magnitude of the engine torque is controlled in response to the driver demand torque T 1 at the
ステップB80では、フィードバック制御部21において、実車速Vが判定車速VTH以上であるか否かが判定される。ここでV≧VTHが成立する場合には、車速制限制御の実施条件の一つが引き続き成立しているため、そこままこのフローを終了する。この場合、次回の演算周期では制御が再びステップB10から実施され、車速制限制御が継続される。次回以降の演算周期では、実車速Vがその時間t(時刻)に応じた値の目標車速VTGT(t)に近づくようにフィードバック制御が実施される。
In step B80, the
一方、ステップB80でV≧VTHが成立しない場合には、車速制限制御の実施条件の一つが不成立となり、ステップB90に進む。このステップB90で時間tの計測が終了し、目標ジャークJの値が0にリセットされた後、図5に示す通常制御のフローへと制御が進む。 On the other hand, if V ≧ V TH is not satisfied in step B80, one of the conditions for executing the vehicle speed limit control is not satisfied, and the process proceeds to step B90. In step B90, the measurement of the time t is completed, and the value of the target jerk J is reset to 0. Then, the control proceeds to the normal control flow shown in FIG.
[4.作用,効果]
図7(a),(b)はそれぞれ、上記の車両1で車速制限制御が実施されたときの実車速V,実加速度Aの経時変化を例示するグラフである。上記の車速制限制御では、判定車速VTHが設定車速VSETよりも低く設定され、その値は実加速度Aに応じた大きさとされる。例えば、時刻t1の実加速度AがA1であり、これに対応する車速偏差DがD1のとき、判定車速VTHは設定車速VSETよりもD0だけ低い値となる。
[4. Action, effect]
FIGS. 7A and 7B are graphs illustrating changes in the actual vehicle speed V and the actual acceleration A over time when the vehicle speed restriction control is performed in the vehicle 1. In the vehicle speed limiting control described above, the determination vehicle speed V TH is set lower than the set vehicle speed V SET , and the value is set according to the actual acceleration A. For example, when the actual acceleration A at time t 1 is A 1 and the corresponding vehicle speed deviation D is D 1 , the determination vehicle speed V TH is a value lower by D 0 than the set vehicle speed V SET .
時刻t1に実車速Vが判定車速VTH以上になると、目標曲線算出部16で目標車速VTGT(t)が時間tの関数として算出され、図7(a)中に破線で示すような目標曲線が設定される。この目標曲線は時間tの二次関数で表現されるものであるから、これを時間tについて微分した目標加速度のグラフは、図7(b)中に破線で示すように直線状となり、すなわち目標加速度の変化勾配が一定となる。また、車速偏差Dと実加速度Aとが与えられたとき、目標ジャークJは式1を満たすように設定されるため、時刻t1での目標曲線の傾きと実加速度Aとが一致する。 When the actual vehicle speed V to the time t 1 is equal to or higher than the determination vehicle speed V TH, is the target vehicle speed V TGT the target curve computation unit 16 (t) is calculated as a function of time t, as shown by the broken line in FIGS. 7 (a) A target curve is set. Since this target curve is expressed by a quadratic function of time t, the target acceleration graph obtained by differentiating the target curve with respect to time t is linear as shown by a broken line in FIG. The acceleration gradient is constant. Further, when the vehicle speed deviation D and the actual acceleration A are given, the target jerk J is set so as to satisfy Equation 1, so that the inclination of the target curve at the time t 1 matches the actual acceleration A.
ここで、目標曲線の頂点に対応する時刻をt2とおくと、時刻t2での目標車速VTGT(t)の値は、式2に示すように車速偏差Dに一致する。つまり、目標車速VTGT(t)が設定車速VSETに達する時点での目標曲線の傾きが0となる。したがって、目標車速VTGT(t)は、図7(a)中に破線で示すように、判定車速VTHから設定車速VSETに向かって滑らかに漸近するものとなる。
Here, placing the time corresponding to the vertex of the target curve and t 2, the value of the target vehicle speed V TGT (t) at time t 2 corresponds to the vehicle speed deviation D as shown in
このような目標曲線を描く目標車速VTGT(t)が設定された後に、フィードバック制御部21では、実車速Vが目標車速VTGT(t)に一致するように駆動トルク(エンジントルク,制動トルク)の大きさが制御される。一方、駆動輪の角加速度は駆動トルクの大きさに比例する。したがって、車両1の実加速度Aは、図7(b)中に破線で示す目標加速度に追従するように変化する。
After the target vehicle speed V TGT (t) that draws such a target curve is set, the
(1)上記のように、上記の車速制限制御では、時刻t1での目標曲線の傾きと実加速度Aとが一致するように実車速Vが制御される。これにより、車速制限制御の開始時における加速度変動を抑制することができ、車両走行の引っ掛かり感や加速度変動の違和感を軽減することができる。また、時刻t2での目標曲線の傾きがゼロに設定されるため、実車速Vが設定車速VSETに到達する直前での加速度変動を抑制することができる。なお、実際の実車速Vが設定車速VSETに到達する時刻と時刻t2との間の時間(遅れ時間)は、フィードバック制御の収束性に依存する。しかし、時刻t2での実車速Vと設定車速VSETとの差は僅かである。このことから、時刻t2を、実車速Vが設定車速VSETに到達する時刻であると見なしてもよい。 (1) As described above, in the vehicle speed limiting control, the actual vehicle speed V is controlled so that the inclination of the target curve at the time t 1 and the actual acceleration A coincide with each other. Thereby, the acceleration fluctuation | variation at the time of the start of vehicle speed restriction | limiting control can be suppressed, and the feeling of being caught by vehicle travel and the uncomfortable feeling of acceleration fluctuation | variation can be reduced. Further, since the slope of the target curve at time t 2 is set to zero, it is possible to suppress the acceleration variation just before the actual vehicle speed V reaches the set vehicle speed V SET. The time (delay time) between the time and the time t 2 when the actual vehicle speed V reaches the set vehicle speed V SET is dependent on the convergence of the feedback control. However, the difference between the actual vehicle speed V and set vehicle speed V SET at time t 2 is small. Therefore, the time t 2, the may be regarded as the actual vehicle speed V is time to reach the set vehicle speed V SET.
このように、上記の車速制限ECU9(車速制限装置)によれば、車速制限制御の前後での不自然な加速度変動を抑制しつつ、実車速Vが設定車速VSETを超えないようにすることができ、ドライブフィーリングを向上させることができる。また、制御構成が簡素であり、開発工数や実車両への適合工数を削減することができ、製品コストを安価にすることができる。 Thus, according to the vehicle speed limit ECU 9 (vehicle speed limiting device), while suppressing an unnatural acceleration variation before and after the vehicle speed limiting control, the actual vehicle speed V does not exceed the set vehicle speed V SET And drive feeling can be improved. In addition, the control configuration is simple, the number of development man-hours and the number of man-hours for adapting to actual vehicles can be reduced, and the product cost can be reduced.
(2)また、上記の車速制限制御では、判定車速VTHと設定車速VSETとの差に相当する車速偏差Dが実加速度Aに基づいて算出されるとともに、車速抑制制御時の目標加速度の勾配に相当する目標ジャークJについても、実加速度Aに基づいて算出される。これらの車速偏差Dと目標ジャークJとに基づいて目標曲線を設定することで、実車速Vが設定車速VSETに達するまでの時間的な余裕や速度の余裕に応じた目標曲線を設定することができる。 (2) In the vehicle speed limiting control, the vehicle speed deviation D corresponding to the difference between the determination vehicle speed V TH and the set vehicle speed V SET is calculated based on the actual acceleration A, and the target acceleration during the vehicle speed suppression control is calculated. The target jerk J corresponding to the gradient is also calculated based on the actual acceleration A. By setting the target curve based on these vehicle speed deviation D and target jerk J, the target curve can be set according to the time margin and speed margin until the actual vehicle speed V reaches the set vehicle speed V SET. Can do.
例えば、車速偏差Dが比較的大きいときや、実車速Vが判定車速VTH以上になったときの実加速度Aが比較的小さいときには、時間的な余裕や速度の余裕が比較的大きいと考えられる。このような場合には、目標曲線の傾きをなだらかに設定することで、加速度変動をより小さくすることができる。反対に、時間的な余裕や速度の余裕が比較的小さい場合であっても、それぞれの状況に応じた目標曲線が設定されるため、実車速Vを精度よく設定車速VSET以下の範囲に抑えることができる。したがって、実車速Vの上昇抑制精度を向上させつつ、加速度変動の抑制効果を高めることができる。 For example, when the vehicle speed deviation D is relatively large or when the actual acceleration A is relatively small when the actual vehicle speed V exceeds the judgment vehicle speed VTH , it is considered that the time margin and the speed margin are relatively large. . In such a case, the acceleration fluctuation can be further reduced by setting the slope of the target curve gently. On the other hand, even if the time margin and speed margin are relatively small, the target curve is set according to each situation, so the actual vehicle speed V is accurately kept within the set vehicle speed V SET or less. be able to. Therefore, it is possible to enhance the effect of suppressing the acceleration fluctuation while improving the accuracy of suppressing the increase in the actual vehicle speed V.
(3)特に、上記の車速制限制御では、図3(b)に示すように、実加速度Aが大きいほど目標ジャークJの絶対値が大きく設定される。つまり、車速制限制御を開始した時点で車両1の加速が強いほど、目標車速VTGT(t)が設定車速VSETに到達するまでに要する時間が短めに見積もられ、その短い期間で無理なく目標加速度が0まで減少するように目標ジャークJが定められる。したがって、車両1の加速挙動に応じた適切な目標車速VTGT(t)を求めることができ、実車速Vが設定車速VSETを超えるようなオーバーシュートをより確実に抑制することができるとともに、ドライブフィーリングを向上させることができる。
また、上記の車速制限制御中には目標ジャークJが一定の値となるため、加速度を徐々に減少させることができ、実車速Vを自然に設定車速VSETへと収束させることができる。
(3) In particular, in the vehicle speed limiting control described above, as shown in FIG. 3B, the absolute value of the target jerk J is set larger as the actual acceleration A increases. In other words, the stronger the acceleration of the vehicle 1 at the time of starting the vehicle speed limit control, the time required until the target vehicle speed V TGT (t) reaches the set vehicle speed V SET is estimated short, reasonably in that short period of time The target jerk J is determined so that the target acceleration is reduced to zero. Therefore, an appropriate target vehicle speed V TGT (t) corresponding to the acceleration behavior of the vehicle 1 can be obtained, and an overshoot in which the actual vehicle speed V exceeds the set vehicle speed V SET can be more reliably suppressed. Drive feeling can be improved.
In addition, since the target jerk J becomes a constant value during the vehicle speed limiting control, the acceleration can be gradually decreased, and the actual vehicle speed V can be naturally converged to the set vehicle speed V SET .
(4)上記の車速制限制御では、式2に示すように、時間tの二次関数として車速の目標値WTGT(t)が算出され、0≦t≦(-2D/J)1/2の範囲のグラフが目標曲線として設定される。また、目標車速VTGT(t)は、式3に示すように、目標曲線のグラフ形状と同じように変化するように設定され、すなわち、目標車速VTGT(t)も時間tの二次関数で表現される。このとき、目標加速度は、図7(b)中に破線で示すように、時間の一次関数で与えられることになる。
(4) In the above vehicle speed limiting control, as shown in
これにより、車速制限制御を実施している間の加速度変動をほぼ一定にすることができ、車両1の実加速度Aをほぼ一定の割合で減少させながら実車速Vを制限することができる。したがって、実車速Vを適切に抑制しつつ、ドライブフィーリングをさらに向上させることができる。また、目標曲線の設定が容易であり、演算構成をさらに簡素化することができる。 As a result, the acceleration fluctuation during the vehicle speed limiting control can be made substantially constant, and the actual vehicle speed V can be limited while reducing the actual acceleration A of the vehicle 1 at a substantially constant rate. Therefore, it is possible to further improve drive feeling while appropriately suppressing the actual vehicle speed V. In addition, the target curve can be easily set, and the calculation configuration can be further simplified.
(5)また、上記の車速制限制御では、実車速Vと目標車速VTGT(t)との差に基づいてフィードバック制御が実施されるため、実車速Vを急激に変化させることなく、滑らかに設定車速VSETに近づけることができ、ドライブリーリングを向上させることができる。また、例えば路面勾配の変化によって実車速Vと目標車速VTGT(t)との差が増大したような場合であっても、その制御結果を制御量に容易に反映させることができ、容易に実車速Vを目標車速VTGT(t)に近づけることができる。 (5) Further, in the vehicle speed limiting control described above, feedback control is performed based on the difference between the actual vehicle speed V and the target vehicle speed V TGT (t), so that the actual vehicle speed V can be smoothly changed without abruptly changing. It can approach the set vehicle speed V SET and drive reeling can be improved. In addition, for example, even when the difference between the actual vehicle speed V and the target vehicle speed V TGT (t) is increased due to a change in the road surface gradient, the control result can be easily reflected in the control amount. The actual vehicle speed V can be brought close to the target vehicle speed V TGT (t).
(6)また、上記の車速制限制御では、ドライバー要求トルクT1が車速制限用要求トルクT2以上であることが、フィードバック制御の実施条件の一つとして判定される。これにより、ドライバーの加速意思よりも車速制限を優先的に実施することができ、実車速Vを確実に設定車速VSET以下の範囲に抑えることができる。一方、ドライバー要求トルクT1が車速制限用要求トルクT2未満のときには、このような制限がなされないため、例えばアクセルペダルの踏み込み操作が緩められた場合には、ドライバーの減速意思に応じて車両1の駆動トルクを減少させることができ、車速を低下させることができる。 (6) In the vehicle speed limiting control described above, it is determined as one of the feedback control execution conditions that the driver required torque T 1 is equal to or higher than the vehicle speed limiting required torque T 2 . As a result, the vehicle speed restriction can be prioritized over the driver's intention to accelerate, and the actual vehicle speed V can be reliably kept within the range below the set vehicle speed V SET . On the other hand, when the driver required torque T 1 is less than the vehicle speed limiting required torque T 2 , such a restriction is not made. For example, when the accelerator pedal is depressed, the vehicle responds to the driver's intention to decelerate. 1 driving torque can be reduced, and the vehicle speed can be reduced.
[5.変形例]
上述の実施形態は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができ、上述の実施形態の各構成は、必要に応じて取捨選択してもよく、あるいは適宜組み合わせてもよい。
例えば、上述の実施形態では、式2,式3に示すように時間tの二次関数として目標値WTGT(t)及び目標車速VTGT(t)が設定されているが、具体的な関数の種類はこれに限定されない。すなわち、楕円や双曲線等の二次曲線の一部分として目標車速VTGT(t)を表現してもよいし、あるいは時間tの三次関数として設定してもよい。少なくとも、図7(a)中の時刻t1での破線グラフの傾きと実車速Vのグラフの傾きとが一致し、かつ、時刻t2での破線グラフの傾きがゼロになるように、目標車速VTGT(t)を設定すればよい。
[5. Modified example]
The above-described embodiment can be implemented with various modifications without departing from the gist thereof, and each configuration of the above-described embodiment may be selected or combined as appropriate.
For example, in the above-described embodiment, the target value W TGT (t) and the target vehicle speed V TGT (t) are set as quadratic functions of time t as shown in
また、実加速度A,車速偏差D及び目標ジャークJの対応関係は、図3(a),(b)に示すようなものに限らず、任意に設定可能である。例えば、実加速度Aの変化に対して車速偏差Dが線形に変化するような設定としてよい。目標ジャークJの設定に関しても同様である。
なお、実加速度Aが大きいほど、設定車速VSETを超えやすくなると考えられるため、実加速度Aが増大するに連れて車速偏差Dを増大させることが好ましい。このような設定により、実車速Vが設定車速VSETを超える可能性が高い(車速制限の緊急度が高い)ほど、車速制限を早めに実施する(開始時刻を早める)ことができる。同様に、実加速度Aが大きいほど、目標ジャークJの絶対値を増大させることが好ましい。これにより、実車速Vが設定車速VSETを超える可能性が高い(車速制限の緊急度が高い)ほど、車速制限を強める(目標加速度の減少勾配を大きくする)ことができる。
The correspondence relationship between the actual acceleration A, the vehicle speed deviation D, and the target jerk J is not limited to that shown in FIGS. 3A and 3B, and can be arbitrarily set. For example, the vehicle speed deviation D may be set to change linearly with respect to the change in the actual acceleration A. The same applies to the setting of target jerk J.
Incidentally, as the actual acceleration A is larger, since it is considered that easily exceeds the set vehicle speed V SET, it is preferable that the actual acceleration A increases the vehicle speed deviation D As the increase. With such a setting, the vehicle speed limit can be implemented earlier (the start time is advanced) as the possibility that the actual vehicle speed V exceeds the set vehicle speed V SET is higher (the urgency of the vehicle speed limit is higher). Similarly, it is preferable to increase the absolute value of the target jerk J as the actual acceleration A increases. As a result, the higher the possibility that the actual vehicle speed V exceeds the set vehicle speed V SET (the urgency of the vehicle speed limit is high), the vehicle speed limit can be strengthened (the target acceleration decreasing gradient is increased).
また、上述の実施形態では、駆動トルク(エンジントルク,制動トルク)の大きさをフィードバック制御の制御対象としたものを示したが、制御対象はこれらに限定されない。少なくとも、車両1の実車速Vを増減させるものであればよい。なお、フィードバック制御の代わりにフィードフォワード制御を実施するような制御構成とすることも可能である。 In the above-described embodiment, the drive torque (engine torque, braking torque) is set as the control target of the feedback control, but the control target is not limited to these. At least the actual vehicle speed V of the vehicle 1 may be increased or decreased. It is also possible to adopt a control configuration in which feedforward control is performed instead of feedback control.
また、上述の実施形態では、実車速Vとアクセル開度APSとを車速制限制御の実施条件としたものを例示したが、具体的な車速制限制御の開始条件や終了条件はこれらに限定されない。車速制限制御は、少なくとも車両の実車速が設定車速を超えないように、実車速を制御するものであればよい。
また、上述の実施形態ではエンジン2を搭載した車両1の車速制限制御について詳述したが、この車速制限制御は、エンジン2の代わりに電動機を搭載した電気自動車や、エンジン2及び電動機を併用して走行するハイブリッド自動車等にも適用可能である。例えば、電気自動車に適用する場合には、電動機で発生するモータートルクや回生発電によって吸収される回生トルクの大きさをフィードバック制御の制御対象とすればよい。
In the above-described embodiment, the actual vehicle speed V and the accelerator opening APS are used as the execution conditions for the vehicle speed limit control. However, specific start conditions and end conditions for the vehicle speed limit control are not limited to these. The vehicle speed limit control may be any control that controls the actual vehicle speed so that at least the actual vehicle speed of the vehicle does not exceed the set vehicle speed.
In the above-described embodiment, the vehicle speed limit control of the vehicle 1 equipped with the
9 車速制限ECU
10 算出部
14 判定車速算出部(判定車速設定手段)
15 目標ジャーク算出部(目標ジャーク設定手段)
16 目標曲線算出部(目標曲線設定手段)
20 制御部(制御手段)
V 実車速
A 実加速度
D 車速偏差
J 目標ジャーク
VSET 設定車速
VTH 判定車速
VTGT(t) 目標車速
9 Vehicle speed limit ECU
10
15 Target jerk calculation part (target jerk setting means)
16 Target curve calculation unit (target curve setting means)
20 Control unit (control means)
V Actual vehicle speed
A Actual acceleration
D Vehicle speed deviation
J target jerk
V SET setting vehicle speed
V TH judgment vehicle speed
V TGT (t) Target vehicle speed
Claims (5)
前記設定車速よりも低い判定車速から前記設定車速までの速度範囲における目標車速を時間の関数で表現したものに対応する目標曲線を設定する目標曲線設定手段と、
前記目標曲線設定手段で設定された前記目標曲線に沿って前記実車速が変化するように、前記実車速を制御する制御手段と、
前記車両の実加速度に基づき、前記判定車速を設定する判定車速設定手段と、
前記車両の実加速度に基づき、前記目標車速を時間について二階微分したものに相当する目標ジャークを設定する目標ジャーク設定手段と、を備え、
前記目標曲線設定手段は、前記実車速が前記判定車速以上になった第一時刻での前記実車速の変化勾配と前記第一時刻での前記目標曲線の傾きとを一致させるとともに、前記目標車速が前記設定車速に達する第二時刻での前記目標曲線の傾きをゼロに設定するとともに、
前記目標曲線設定手段が、前記第一時刻に前記判定車速設定手段で設定された前記判定車速と前記設定車速との車速偏差と、前記目標ジャーク設定手段で設定された前記目標ジャークとに基づき、前記目標曲線を設定する
ことを特徴とする、車速制限装置。 In the vehicle speed limiting device for controlling the actual vehicle speed so that the actual vehicle speed of the vehicle does not exceed the set vehicle speed,
A target curve setting means for setting a target curve corresponding to a target vehicle speed expressed as a function of time in a speed range from a determination vehicle speed lower than the set vehicle speed to the set vehicle speed;
Control means for controlling the actual vehicle speed so that the actual vehicle speed changes along the target curve set by the target curve setting means;
Determination vehicle speed setting means for setting the determination vehicle speed based on the actual acceleration of the vehicle;
A target jerk setting means for setting a target jerk corresponding to the second derivative of the target vehicle speed with respect to time based on the actual acceleration of the vehicle ,
The target curve setting means matches a change gradient of the actual vehicle speed at a first time when the actual vehicle speed becomes equal to or higher than the determination vehicle speed and an inclination of the target curve at the first time, and the target vehicle speed Set the slope of the target curve at the second time when the vehicle reaches the set vehicle speed to zero ,
The target curve setting means is based on a vehicle speed deviation between the determined vehicle speed and the set vehicle speed set by the determination vehicle speed setting means at the first time, and the target jerk set by the target jerk setting means, The vehicle speed limiting device, wherein the target curve is set .
ことを特徴とする、請求項1記載の車速制限装置。 The target jerk setting means, the higher the actual acceleration of the vehicle is greater in the first time, characterized in that to increase the absolute value of the target jerk, vehicle speed limiting device according to claim 1.
ことを特徴とする、請求項1又は2記載の車速制限装置。 The vehicle speed limiting device according to claim 1 or 2 , wherein the target curve setting means sets the target curve corresponding to the target vehicle speed expressed as a quadratic function of time.
ことを特徴とする、請求項1〜3の何れか1項に記載の車速制限装置。 It said control means, based on the difference between the target vehicle speed and the actual vehicle speed, characterized by feedback controlling the actual vehicle speed, vehicle speed limiting device according to any one of claims 1-3.
ことを特徴とする、請求項4記載の車速制限装置。 When the driver request torque calculated based on the accelerator operation amount of the vehicle is equal to or greater than the vehicle speed limiting request torque calculated based on the difference between the target vehicle speed and the actual vehicle speed, The vehicle speed limiting device according to claim 4 , wherein feedback control is performed.
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