(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両試験装置上で車両を運転するときの車両速度制御装置において、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、車速指令と車速との偏差を比例演算する比例演算部の出力と車両試験装置上での車速に応じた車両の走行抵抗を加算し、この加算値により前記フィードフォワード制御回路の車両の駆動力を補償して前記フィードフォワード制御回路の誤差分を補償するフィードバック制御回路と、前記フィードバック制御回路による補償後の駆動力をフィードバック制御する駆動力オブザーバ補正回路を備えたことを特徴とする車両速度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、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とき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ときの速度制御方法には、図２に示すような加速度マイナ付速度制御方式がある（特公昭６１−１８４３３号）。この方式においては、車速指令信号ＶSと車両４の車速検出信号Ｖとの偏差信号を速度制御器１で比例演算して加減速度指令信号を得、また車速検出信号Ｖを微分演算器５で演算して加減速度検出信号を得、この両加速度信号の偏差を加減速度演算器２に入力して比例積分演算してアクセルペダルストローク信号θSとし、さらにストローク制御器３によりアクセルペダルストローク制御信号θとし、アクセルペダルを操作して車両４の車速Ｖを車速指令ＶSと一致するように制御している。なお、構成要素のブロック内の記号は、各構成要素の伝達関数を示す。
【０００３】
上記した従来の加速度マイナ付速度制御装置は、フィードバック制御であるので、速度制御器１等のゲイン調整を行う必要があり、また車両４の伝達関数ＭＧ（Ｓ）は多数の変化要素があり、これらの変化要素が変化する毎にやはり速度制御器１等のゲイン調整が必要となった。さらに、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わされ、速度制御器１等のゲインによって決まる制御応答の遅れが存在する。
【０００４】
これらの点を改善するため、本出願人は車両の伝達関数の逆関数ＭＧ-1（Ｓ）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６−７５５３２号）。この制御方法は、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を一致させるために必要なアクセルペダルストロークＱAを直接演算により算出し、このＱAをアクセルアクチュエータ操作信号ＱSとして出力する。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とし、車両のアクセルペダルを動かし、車速指令ＶSに車速Ｖを一致させるものである。
【０００５】
しかしながら、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は、フィードバック制御の欠点を理論上除去できるものではあるが、実際には車両の伝達関数の逆関数には必ず誤差が生じ、車速指令と車速との間に誤差が生じた。
【０００６】
そこで、本出願人はこの誤差を解消するために図３に示す速度制御装置を提案した（特開平７−３２５０１９号）。Ａは加算器Ａ3部分を除いて、前述したフィードフォワード制御回路であり、６は逆関数ＭＧ（Ｓ）-1を有する逆関数回路である。Ｂは車速指令ＶSと車速Ｖに偏差が生じたときに逆関数回路６からのアクセルペダルストローク指令を補正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。
【０００７】
補償制御回路Ｂにおいて、７は制御回路Ａと同じ伝達関数を有する車両制御モデル伝達関数回路、８は回路７からの車速指令ＶS′を微分するＤ演算器、Ａ1は回路７からの車速指令ＶS′と車速Ｖの偏差を検出する加算器、９はこの偏差に比例した信号を出力するＰ演算器、１０は車速Ｖを微分するＤ演算器、Ａ2は演算器８〜１０の出力を加算する加算器、１１は加算器Ａ2からの信号を比例積分し、加算器Ａ3にアクセルペダルストローク補正指令θCを出力するＰＩ演算器である。
【０００８】
車速指令ＶSで車両４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１１の積分項に蓄積され、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、車速のオーバーシュートが発生する。回路７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。
【０００９】
演算器８〜１１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付速度制御回路となっていて、Ｄ演算器８からの加減速度指令とＰ演算器９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１０からの加減速検出信号との偏差信号を加算器Ａ2から出力させ、ＰＩ演算器１１からの補正指令θCを加算器Ａ3に入力し、ストローク指令θAをθSに補正する。この結果、車両の伝達関数の逆関数ＭＧ（Ｓ）-1に誤差があった場合、その誤差分のアクセルストローク指令のみＰＩ演算器１１に蓄積され、補償される。又、Ｄ演算器８，１０の相殺効果により速度指令ＶS′と車速Ｖの偏差が相殺され、オーバーシュートが防止される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図３に示した従来装置は、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の構成が複雑であり、比例、微分、積分の各演算が行われるためにそのゲイン調整も容易でなかった。又、車両４においては、実際にはダイナモメータ等による走行抵抗があり、この走行抵抗分が車両４の駆動力にフィードバックされているので、その後の積分項がキャンセルされ、制御誤差を生じ、この制御誤差を補償するために、フィードバック制御回路の構成が複雑となった。
【００１１】
この発明は上記のような課題を解決するために成されたものであり、フィードフォワード制御回路の誤差分を補償するフィードバック制御回路の構成を簡単にするとともに、そのゲイン調整を簡単にすることができる車両速度制御装置を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明による車両速度制御装置は、車両試験装置上で車両を運転するときの車両速度制御装置において、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、車速指令と車速との偏差を比例演算する比例演算部の出力と車両試験装置上での車速に応じた車両の走行抵抗を加算し、この加算値により前記フィードフォワード制御回路の車両の駆動力を補償して前記フィードフォワード制御回路の誤差分を補償するフィードバック制御回路と、前記フィードバック制御回路による補償後の駆動力をフィードバック制御する駆動力オブザーバ補正回路を備えたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面とともに説明する。図１はこの実施形態による車両速度制御装置のブロック図を示す。図において、１２は車速指令ＶSを入力され、加速力Ｆαを演算する加速力演算部、１３は車速指令ＶSと車速Ｖとの偏差を比例演算する比例演算部、１４は車速Ｖを入力され、走行抵抗ＦRLを設定する走行抵抗設定器、１５は各演算部１２，１３及び走行抵抗設定器１４の各出力を加算して駆動力ＦRを出力する加算器、１６は機械慣性の慣性モーメントＪO（車重Ｗに対応）と検出加速度を乗算して機械慣性ＦM＝ＷｄＶ／ｄｔを得る乗算器、１７は機械慣性ＦMと、走行抵抗ＦRLと電気慣性ＦEを加算したものに対応する検出ダイナモメータトルクを入力され、検出駆動力を出力する加算器である。
【００１４】
又、加算器１８には駆動力ＦRと一次遅れ要素１９の出力が入力され、その偏差が駆動力指令として出力される。この駆動力指令と加算器１７からの検出駆動力が加算器２０に入力され、その偏差は切換スイッチ２１を介して一次遅れ要素１９に入力される。加算器１８からの駆動力指令は乗算器２２でタイヤ半径ｒが乗算されてアクスル軸トルクτaが算出され、アクスル軸トルクτaは除算器２３に入力され、トランスミッション比ｉMとデフ比ｉDとを乗算したものにより除算されてエンジン出力トルクτeが算出される。
【００１５】
２４は収録エンジン特性部であり、エンジン出力トルクτe、エンジン回転数Ｎe、車速指令変化率、冷却水温、吸気温度、大気圧などを入力され、シーマック学習機能によりこれらの各変化要素間の荷重テーブルを作成して記憶する。そして、入力された各変化要素に応じてアクセルアクチュエータ操作信号θSを荷重テーブルから読み出し、出力する。開度制御部２５は操作信号θSを入力されてアクセル開度θを出力する。
【００１６】
アクセル開度θは車両４に入力される。車両４においては、まずエンジン特性部２６があり、入力されたアクセル開度θ及びエンジン回転数Ｎeに応じたエンジン出力トルクτeが出力される。出力トルクτeは乗算器２７に入力され、ｉM×ｉDを乗算されてアクセル軸トルクτaが演算され、この軸トルクτaは除算器２８に入力され、タイヤ半径ｒで除算して駆動力ＦRを算出し、加算器２９では駆動力ＦRからダイナモメータ等による実際の走行抵抗分３０が減算され、加速力Ｆαが得られる。加速力Ｆαは除算器３１に入力され、車重Ｗで除算されて加速度αが算出され、加速度αは積分器３２に入力されて車速Ｖが得られる。
【００１７】
上記構成において、加速力演算部１２、乗算器２２、除算器２３、収録エンジン特性部２４により車両４の伝達関数ＭＧ（Ｓ）の逆関数ＭＧ（Ｓ）-1を有する逆関数回路を形成し、この逆関数回路に開度制御部２５及び車両４を加えてフィードフォワード制御回路を形成する。このフィードフォワード制御回路の誤差分を補償するフィードバック回路としては、従来のような複雑な回路構成とせず、基本的には比例演算部１３のみである。これは、車両４において、実際には走行抵抗３０が存在するために積分項がキャンセルされるために、その補償が必要となるが、走行抵抗設定器１４からの走行抵抗をフィードバック系に加算することにより車両４における走行抵抗３０が相殺されるため、補償の必要がなくなるためである。従って、フィードバック制御回路は基本的には比例演算器１３のみで構成され、構成簡単でゲイン調整も容易となる。ただし、フィードバック系に走行抵抗分を加算したことによる誤差も生じる。このため、構成要素１６〜２０による駆動力オブザーバ補正回路を設け、車両の駆動力をフィードバック制御するようにした。
【００１８】
なお、変速中に駆動力オブザーバ補正回路が作動すると、却って誤差が生じるので、切換スイッチ２１を設け、変速中は駆動力オブザーバ補正回路が作動しないようにした。
【００１９】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、走行抵抗設定器からの走行抵抗をフィードバック系に加算したので、車両における走行抵抗分が相殺され、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の構成を基本的には比例演算器のみとすることができ、構成簡単でゲイン調整も簡単にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明による車両速度制御装置のブロック図である。
【図２】  従来装置のブロック図である。
【図３】  他の従来装置のブロック図である。
【符号の説明】
４…車両
１３…比例演算部
１４…走行抵抗設定器
【図１】
0004061908.tif 000002
【図２】
0004061908.tif 000003
【図３】
0004061908.tif 000004