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Title:
VEHICLE VELOCITY CONTROL DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/119263
Kind Code:
A1
Abstract:
A vehicle velocity control device includes: a vehicle sensitivity calculation unit (18) which calculates a reciprocal of vehicle sensitivity in accordance with a drive force characteristic map; and a vehicle velocity feedback unit (22) which outputs an accelerator open degree based on the reciprocal of the vehicle sensitivity and adds the accelerator open degree from the vehicle velocity feedback unit (22) to the accelerator open degree from a drive force characteristic map unit (23) so as to obtain an accelerator instruction. The accelerator open degree is changed according to the accelerator instruction so as to obtain a low speed with a high vehicle sensitivity. Under a low load, the accelerator operation is mitigated and a high speed with a low vehicle sensitivity is realized, while under a high load, it is possible to realize a preferable vehicle following property.

Inventors:
KANKE MASAYASU
Application Number:
PCT/JP2009/054016
Publication Date:
October 01, 2009
Filing Date:
March 04, 2009
Export Citation:
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Assignee:
MEIDENSHA ELECTRIC MFG CO LTD (JP)
KANKE MASAYASU
International Classes:
G01M17/007; B60W30/14; G01M15/02
Foreign References:
JP2005297872A2005-10-27
JP2002014009A2002-01-18
Attorney, Agent or Firm:
HASHIMOTO, Takeshi et al. (JP)
Hashimoto 剛 (JP)
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Claims:
 予め事前に収録された駆動力特性マップを有し、目標駆動力と目標車速が入力され、駆動力特性マップに従ってアクセル開度を出力する駆動力特性マップ部と、前記駆動力特性マップに応じて車両感度の逆数を演算する車両感度演算部と、車速偏差と車両感度の逆数を入力され、車両感度の逆数に応じたアクセル開度を出力する車速フィードバック部と、駆動力特性マップ部からのアクセル開度に車速フィードバック部からのアクセル開度を加算する加算部と、加算部からのアクセル開度指令によりアクセル開度を動かして目標車速に車速を一致させる手段とを備えたことを特徴とする車両速度制御装置。
 車両感度演算部からの車両感度の逆数が急に小さくなった場合、この値を大きいままで一定時間保持する手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の車両速度制御装置。
Description:
車両速度制御装置

 この発明は、エンジンベンチ又はシャシ ダイナモメータ上でエンジンを試験する際 用いられる車両速度制御装置に関するもの ある。

 図5は特許文献1で示された車両速度制御 置の構成を示し、図において1は加速力演算 であり、車速指令Vsの加速度×車両質量(車 M)により指令側の加速力を演算し、走行抵抗 は走行抵抗演算部2により検出車速Vに応じた のが演算され、加算部3において加速力に走 行抵抗が加算され、目標の運転モードを走る ために必要な駆動力F指令が算出される。

 この駆動力F指令は車速Vs指令と共にフィー フォワードコントローラ(駆動力特性マップ 、即ちモードパターン運転前に予め駆動力特 性を収録したもの)4に入力され、フィードフ ワードコントローラ4はマップに応じてアク セル開度指令θ FF を出力する。

 又、加算部5は車速指令Vsと実際の車速Vと の偏差を検出し、車速偏差補正演算部6は車 偏差の補正演算をし、加算部7で駆動力指令F と加算する。又、検出側の加速力演算部8で 車速Vの微分値×車両質量により加速力を演 し、加算部9では走行抵抗を加算し、検出側 駆動力を演算する。

 加算部10では指令側の駆動力と検出側の駆 力の偏差を演算し、フィードバックコント ーラ11に入力し、アクセル開度指令θ FB を出力する。加算部12では、θ FF とθ FB を加算し、アクセル開度指令θを得る。

 アクセル開度指令θは仮想車両13に入力さ れ、仮想車両13はアクセル開度θに応じた運 モードに必要なエンジン駆動力を発生する 仮想車両13は、エンジンを含めた車両の駆動 力特性部14と加算部15と車速演算部16とから構 成され、駆動力特性部14から発生した駆動力 ら加算部15において走行抵抗が減算され、 速演算部16では車速が演算される。

 又、図6は図5の車両速度制御装置に、車 偏差補正演算部6において車重(M)17による車 フィードバックゲイン補正を加えたもので る。

特開2005-297872号公報

 図5及び図6で示した車速偏差補正演算部6 おいては、車速偏差を入力とし、アクセル 度を出力とした一般的な制御技術であるPI 御が行われる。このPI制御は固定ゲイン(車 による車速フィードバックゲイン補正を加 たものであっても、車両が決定すれば一定 値となる。)であり、アクセル開度から車速 での特性が非線形である車両に対しては、 定の車両の状態に対応したゲインに決定せ るを得なかった。

 車両の非線形性の主な要因は、エンジン おいては、アクセル開度に発生トルクが比 せず、また、回転数によっても発生トルク 異なることである。又、トランスミッショ においては、車速や負荷によってギア比が 択されることである(自動を含む。)。さら 、タイヤの変形も非線形の要因になる。

 従って、車両の状態によっては、操作量 なるアクセル開度θが過敏に動作したり、 慢になったりする。即ち、車両の感度が高 低速、低負荷では、アクセルが過敏になり ちである。又、車両の感度が低い高速、高 荷では、アクセルを大きく動作させるべき ころであるが、緩慢な動作となる。なお、 両の感度は、車両の駆動力の変化δF/アクセ 開度の変化δθで定義される。

 この発明は上記のような課題を解決する めに成されたものであり、車両感度が高い 速、低負荷では、アクセル操作を緩慢とす 、即ち過敏なアクセル操作を避けることが き、車両の感度が低い高速、高負荷では車 フィードバックのゲインを高くして、アク ル動作を大きくさせるとともに、車速追従 を良好とすることができる車両速度制御装 を得ることを目的とする。

 この発明の請求項1に係る車両速度制御装 置は、予め事前に収録された駆動力特性マッ プを有し、目標駆動力と目標車速が入力され 、駆動力特性マップに従ってアクセル開度を 出力する駆動力特性マップ部と、前記駆動力 特性マップに応じて車両感度の逆数を演算す る車両感度演算部と、車速偏差と車両感度の 逆数を入力され、車両感度の逆数に応じたア クセル開度を出力する車速フィードバック部 と、駆動力特性マップ部からのアクセル開度 に車速フィードバック部からのアクセル開度 を加算する加算部と、加算部からのアクセル 開度指令によりアクセル開度を動かして目標 車速に車速を一致させる手段とを備えたもの である。

 この発明の請求項2に係る車両速度制御装 置は、車両感度演算部からの車両感度の逆数 が急に小さくなった場合、この値を大きいま まで一定時間保持する手段を備えたものであ る。

 以上のようにこの発明の請求項1によれば 、駆動力特性マップ部からの出力であるアク セル開度を車速フィードバック部の出力であ る車両感度の逆数に応じたアクセル開度によ り補正しており、車両の感度が高い、低速、 低負荷では、車速フィードバック部のゲイン が低く、アクセル操作が緩慢になり、過激な アクセル操作が避けられる。又、車両の感度 が低い、高速、高負荷では、車速フィードバ ック部のゲインが高く、車速追従性を良好に することができる。

 又、請求項2によれば、車両感度演算部か らの車両感度の逆数が急に小さくなった場合 、この値を大きいままで一定時間保持する手 段を備えており、加速から定常のように車両 の感度の逆数が急に小さくなる場合、この値 を大きいままで一定時間保持し、これを元に 算出されるゲインの低下を抑止し、偏差の収 束性を向上させることができる。

 以下、この発明を実施するための最良の 態を図面とともに説明する。まず、この発 の実施最良形態による基本的な構成を図1に より説明する。図1において、18は駆動力特性 マップに応じて車両の感度(駆動力変化δF/ア セル開度変化δθ)の逆数を演算する車両感 演算部、19は車速偏差と車両感度の逆数を入 力され、これらを比例ゲインに乗算する比例 演算部、20は比例演算部19の出力を積分演算 る積分演算部、21は比例演算部19の出力と積 演算部20の出力を加算する加算部であり、 例演算部19、積分演算部20及び加算部21によ 車両フィードバック部22を構成する。車両フ ィードバック部22の出力はアクセル開度とな 。

 一方、23は駆動力特性マップ部であり、 標駆動力と目標車速が入力され、事前に収 された駆動力特性マップによりアクセル開 が出力される。この駆動力特性マップは図3 示すように車速、駆動力、アクセル開度の 者の関係の特性マップである。このアクセ 開度には加算部24において車速フィードバ ク部22の出力であるアクセル開度が加算され 、アクセル指令となる。

 アクセル指令は車両39に入力され、車両39 のアクセル開度が操作され、これに応じて車 両39はアクセル開度に応じて運転モードに必 なエンジン駆動力を発生する。車両39は車 (エンジン+駆動系)25と加算部26と車両(慣性)27 とから構成され、車両39においては、車両25 発生した駆動力から加算部26においてシャシ ーダイナモメータの走行抵抗を減算して加速 力が得られ、これによって車両27から車速が 生する。車両25の入出力特性は車両の感度 なる。

 前記基本構成においては、シャシーダイ モメータ上での車両の感度と車両感度演算 18で演算した車両の感度の逆数とにより車 の特性がキャンセルされ、システムの線形 が行われ、車速フィードバックの応答を車 と比例、積分(PI)の係数で決定することがで る。PIの係数の決定も車重に応じて算出す ば、車速フィードバック部22の応答を一定に することができる。コントローラの具体的な 動作としては、以下のようになる。

 (1)車両の感度が高い、低速、低負荷では 車速フィードバック部22のゲインが低く、 クセル操作が緩慢になり、過激なアクセル 作が避けられる。

 (2)車両の感度が低い、高速、高負荷では 車速フィードバック部22のゲインが高く、 速追従性を良好にすることができる。

 (3)車速の制御設計において、線形制御理 が適用できる。

 図2(a),(b)はこの発明のより具体的な実施 良形態による車両感度演算部18及び車速フィ ードバック部22の構成を示し、まず図2(a)に示 す車両感度演算部18おいては、指令側の加速 演算部1は車速指令を入力されて加速力を演 算し、加算部3においては走行抵抗を加算さ て要求駆動力が得られる。

 駆動力特性部28は前記した予め収録され 車速、駆動力、アクセル開度の三者の関係 駆動力特性マップを有しており、車速指令 要求駆動力を入力され、アクセル開度を出 する。

 又、加算部29においては駆動力のスケー に対して小さな固定値となる駆動力の変化 δFと要求駆動力が加算され、この加算値が 速指令Vsとともに駆動力特性部30に入力され 。

 駆動力特性部30も駆動力特性部28と同様の 駆動力特性マップを有しており、アクセル開 度が出力され、加算部31では駆動力特性部30 ら出力されたアクセル開度から駆動力特性 28から出力されたアクセル開度が減算され、 アクセル開度の変化量δθが得られる。アク ル開度の変化量δθと駆動力の変化量δFは演 部32に入力され、車両の感度の逆数δθ/δFが 演算される。

 リミッタ33においては、δθ/δFが零以上に なるように限定する。ピークホールド34にお ては、加速から定常のように車両の感度の 数が急に小さくなる場合、この値を大きい まで一定時間保持し、これを元に算出され ゲインの低下を抑止し、偏差の収束性を向 させる。

 次に、図2(b)の乗算部35においては、車速 差とピークホールド34の出力※1が入力され これらの値が乗算され、比例演算部19に乗 される。又、比例演算部19の出力は積分演算 部20で積分され、加算部38で比例演算部19の出 力と加算され、車両フィードバック部22のア セル開度出力となり、このアクセル開度出 が図1の加算部24において駆動力特性マップ 23の出力であるアクセル開度と加算され、 クセル開度指令となる。その後の制御動作 図1と同様である。

 比例演算部19のパラメータ及び積分演算 20のパラメータの決定方法は、慣性(ここで 車重)を制御対象にした速度制御系の線形制 設計理論を用いることができる。例えば、 答時間をT(s)、車重をM(kg)として、制御ルー の極が実数根になるよう(応答が振動的にな らないよう)にすると、以下のようにパラメ タを決定する方法が適用できる。即ち、例 ば、比例演算部19の比例ゲインM/T、積分演算 部20の積分ゲイン1/4Tである。

 図4(a)は時間と車速の関係を示し、イは指 令値、ロは改善前の制御車速、ハは改善後の 制御車速であり、改善前では定常走行時にシ フトアップしているので、駆動力マップから 算出されるアクセル開度では駆動力が不足し 、車速フィードバックの追従性が必要になる 。又、改善前では、車速の偏差が大きくなっ ているにもかかわらず、アクセル動作が緩慢 である。改善後は、車速追従性がよい。又、 図4(b)は時間と開度の関係を示し、図4(c)は時 と回転数の関係を示す。ニ、ヘが改善前で り、ホ、トが改善後である。

 以上のように、前記実施最良形態によれ 、車両の感度が高い、低速、低負荷では、 速フィードバック部22のゲインが低く、ア セル操作が緩慢になり、過激なアクセル操 が避けられる。また、車両の感度が低い、 速、高負荷では、車速フィードバック部22の ゲインが高く、車速追従性を良好にすること ができる。さらに、車速の制御設計において 、線形制御理論が適用できる。ピークホール ド34においては、加速から定常のように車両 感度の逆数が急に小さくなる場合、この値 大きいままで一定時間保持し、これを元に 出されるゲインの低下を抑止し、偏差の収 性を向上させることができる。

この発明の実施最良形態による基本的 構成図である。 この発明の具体的な実施最良形態によ 車両感度演算部及び車速フィードバック部 構成図である。 この発明による駆動力特性マップであ 。 この発明の効果を示す特性図である。 特許文献1で示された従来の車両速度制 御装置である。 他の従来の車両速度制御装置である。

符号の説明

 1…加速力演算部
 18…車両感度演算部
 19…比例演算部
 20…積分演算部
 22…車速フィードバック部
 23…駆動力特性マップ部
 33…リミッタ
 34…ピークホールド
 39…車両