JP2004021309A - Ｐｉｄ制御装置、プログラム及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】制御対象をＰＩＤ制御することにより、現在値から最終目標値に制御するＰＩＤ制御装置において、制御対象を目標値までに迅速かつ滑らかに到達させる。
【解決手段】本発明のＰＩＤ制御装置では、当初から最終目標値Ｃに向けたＰＩＤ制御をするのではなく、その最終目標値Ｃに到達するまでに別途設定された第１目標値Ａ及び第２目標値Ｂに向けて制御を行い、最終的に最終目標値Ｃに到達させる。第１目標値Ａ及び第２目標値Ｂの夫々は、最終目標値Ｃに対してオーバーシュートをしないように、夫々最終目標値Ｃから予め定める許容設定値分小さな値に設定されている。このため、最初の車速制御の立ち上がりを迅速にして最終目標値Ｃへの収束時間を短くするとともに、オーバーシュートの発生を防止した安定したＰＩＤ制御を実現することができる。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、制御対象をＰＩＤ制御することにより、その制御対象を現在値から最終目標値に制御するＰＩＤ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来より、例えば車両の速度や加速度或いは炉の温度といった制御対象を或る目標値に安定に近づける制御として、その目標値と制御対象の現在値との偏差を比例・積分・微分処理して、現在値を目標値に一致させるように制御するＰＩＤ制御が広く行われている。
【０００３】
例えば図９のグラフに示すように、車両のクルーズ制御において目標値としての車速がセットされると、その目標値と車速センサにより検出された現在値との偏差が比例・積分・微分処理され、制御量としての例えば燃料噴射量を算出し、これを制御指令信号として出力する。そして、この制御指令信号に沿ってインジェクタの噴射制御を行って車速を制御する。
【０００４】
しかしながら、かかる従来のＰＩＤ制御では目標値を一つだけ設定し、その一つの目標値に対して制御を行っていたため、以下のような問題があった。
すなわち、まず制御対象が現在値から目標値に素早く到達することが望まれるが、そのために例えば積分項（Ｉ項）を大きく設定すると車速が急激に変化するため、車両にショックを与えることがある。また同図に誇張して示すように、車速が変動してハンチングし、場合によっては制御過程で目標値を越えるオーバーシュートを引き起こしてしまい、先行車への急接近により運転者のフィーリングを害する虞があるといった問題があった。
【０００５】
また逆に、このような車速の急激な変化やオーバーシュートを防止するために例えば積分項（Ｉ項）を小さく設定すると、車速が目標値に到達するまでに時間がかかり、制御が遅延するといった問題があった。
このような問題は、クルーズ制御のみならず、他の車速制御や加速度制御、或いは温度制御等ＰＩＤ制御を用いる種々制御に生じるものである。
【０００６】
本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、制御対象をＰＩＤ制御することにより、現在値から最終目標値に制御するＰＩＤ制御装置において、制御対象を目標値までに迅速かつ滑らかに到達させることができるようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題に鑑み、請求項１記載のＰＩＤ制御装置は、制御対象をＰＩＤ制御することによりその制御対象を現在値から最終目標値に制御するものであるが、目標値設定手段が、上記現在値から最終目標値の間に、この最終目標値よりも小さい一又は複数の中間目標値を、最終目標値に近づけるように段階的に設定する。
【０００８】
尚、ここでいう「制御対象」とは、例えば車両を含む移動体の速度や加速度、或いは炉の温度等、ＰＩＤ制御が採用される種々の制御対象を意味する。また、「現在値」は制御対象の現在の状態を意味し、センサ等の検出手段から検出されるものである。さらに「最終目標値」とは、上記従来技術でいう「目標値」に該当するものであるが、現在値と目標値との間に中間目標値を設定することとしたため、この中間目標値と区別するためにこのように表現したものである。この「最終目標値」は、ＰＩＤ制御装置自身で演算するか、又は外部から制御目標値として入力されることになる。
【０００９】
そして、制御手段が、この目標値設定手段が設定した夫々の中間目標値を制御目標として、制御対象を段階的に最終目標値に近づけるように制御する。
かかる構成によれば、当初から最終目標値に向けた制御をするのではなく、その最終目標値に到達するまでに設定された中間目標値に向けて制御が行われ、最終的に最終目標値に到達することになる。このため、最終目標値を直接制御目標とした場合のようなオーバーシュートの発生や制御の遅延等を効果的に抑制又は防止することができる。すなわち、中間目標値（複数ある場合には、特に最初の中間目標値）が最終目標値よりも小さな値に設定されているため、仮にこの中間目標値を制御目標値として急な制御を行って制御対象が当該中間目標値を超えてしまっても、最終目標値を超えることを抑制又は防止することができる。このため、中間目標値に早く到達させるよう迅速なＰＩＤ制御を行い、短時間で最終目標値に到達させることができるとともに、オーバーシュートの発生を効果的に抑制又は防止することができる。
【００１０】
そして、オーバーシュートを確実に防止するために、請求項２に記載のＰＩＤ制御装置では、上記目標値設定手段が、各中間目標値を、最終目標値に対してオーバーシュートをしないように、夫々最終目標値から予め定める許容設定値分小さな値に設定する。
【００１１】
ここでいう「許容設定値」としては、各制御対象毎にそのハンチングの大きさ（制御状態の脈動の振幅）を経験的にとらえておき、その大きさ以上の値を予め設定する。このため、この許容設定値は、制御対象や中間目標値の設定等が異なれば異なるものとなり得る。
【００１２】
かかる構成によれば、制御状態（現在値）を常に最終目標値よりも下にしてオーバーシュートを確実に防止し、安全なＰＩＤ制御を実現することができる。
また、上述したＰＩＤ制御は、その比例・積分・微分の各制御定数を一定に固定して行うこともできるが、中間目標値毎に適切な制御定数を用いることにより、さらに制御効率を高めることができると考えられる。
【００１３】
そこで、請求項３に記載のように、制御定数設定手段が、最終目標値に対してオーバーシュートをしないように、かつ、現在値から最終目標値に予め定める収束期間内に収束するように、各中間目標値毎にＰＩＤ制御定数を夫々設定するようにしてもよい。
【００１４】
かかる構成によれば、各中間目標値までを独立して制御することができる。すなわち、例えば現在値に最も近い中間目標値までの制御の立ち上がりを大きくし、その後の他の中間目標値及び最終目標値間を緩やかに制御したり、或いはその逆の態様で制御する等自由に設定でき、また、それにより収束時間を調整することもでき、設計者の意に沿ったＰＩＤ制御を実現することができる。
【００１５】
また、制御対象が最終目標値が近づくと、オーバーシュートを生じる可能性が高まるため、その防止のために更に緩やかな制御をするのが好ましい場合がある。
そこで、請求項４に記載のように、上記制御手段が、上記目標値設定手段が設定した中間目標値のうち、最終目標値に最も近いものからこの最終目標値の間、制御対象が最終目標値に対してオーバーシュートをしないように、制御対象を徐々に最終目標値に近づける徐変制御を行うようにしてもよい。
【００１６】
ここでいう「徐変制御」は、ＰＩＤ制御の比例・積分・微分のいずれかの制御定数をゼロにすることにより実現してもよいし、その部分だけＰＩＤ制御でなく全く異なる制御を行うようにしてもよい。
かかる構成によれば、制御対象を徐々に最終目標値に近づけることができ、オーバーシュートをほぼ確実に防止することができるとともに、滑らかで安定した制御を実現することができる。
【００１７】
また、例えば制御対象が車両の速度である場合には、車両の重量や走行環境により、目標値に対する応答性が変わることがある。つまり、車両の積載量が大きい場合には、積載量が小さい場合よりも目標値に対する制御の追従性が劣り、応答性が低下することがある。また、登坂車線を走行する場合には、平地を走行するよりも応答性が低下することがある。これは、制御対象が車両の速度である場合に限らず、制御対象の負荷（抵抗）となる要因がある場合には同様に言えることである。
【００１８】
そこで、請求項５に記載のように、検出手段が制御対象の負荷を検出し、上記目標値設定手段が、この検出手段が検出した負荷の大きさが大きいほど、各中間目標値を最終目標値に近づく側に設定するようにしてもよい。
すなわち、負荷が大きい場合には、通常設定する中間目標値よりも大きい（高い）見かけ上の中間目標値を設定することで、その応答性を確保するのである。これにより、制御対象がどのような状況に置かれても同様に制御されるため、その使用者に違和感等を与えることを抑制又は防止することができる。
【００１９】
このような観点からは、上記のように各中間目標値を変更するのではなく、制御定数を変更することによっても同様の効果を奏することができる。
すなわち、請求項６に記載のように、検出手段が制御対象の負荷を検出し、制御定数設定手段が、この検出手段が検出した負荷の大きさが大きいほど、ＰＩＤ制御定数を、制御対象が最終目標値に近づく側に設定するようにしてもよい。
【００２０】
かかる構成によれば、負荷か大きいほど、急な制御をする方向にＰＩＤ制御定数が設定されるため、応答性の低下を抑制又は防止することができる。
尚、このようなＰＩＤ制御装置の各手段をコンピュータにて実現する機能は、例えば、コンピュータ側で起動するプログラムとして備えることができる（請求項７）。このようなプログラムの場合、例えば、ＦＤ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク等のコンピュータ読取可能な記録媒体に記録し、必要に応じてコンピュータにロードして起動することにより用いることができる。この他、ＲＯＭやバックアップＲＡＭをコンピュータ読取可能な記録媒体としてプログラムを記録しておき、このＲＯＭ或いはバックアップＲＡＭをコンピュータに組み込んでもよい（請求項８）。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施例を図面と共に説明する。
［第１実施例］
本実施例は、本発明のＰＩＤ制御装置を車両のクルーズ制御装置に適用したものであり、図１は当該クルーズ制御装置の概略構成を表すブロック図である。
【００２２】
同図に示すように、クルーズ制御装置１は、車間制御用電子制御装置（以下「車間制御ＥＣＵ」という）２、エンジン制御用電子制御装置（以下「エンジンＥＣＵ」という）６、及びブレーキ電子制御装置（以下「ブレーキＥＣＵ」という）４を中心に構成されている。
【００２３】
車間制御ＥＣＵ２は、マイクロコンピュータを中心として構成されている電子回路であり、現車速信号、操舵角信号、ヨーレート信号、目標車間時間信号、アイドル制御やブレーキ制御の制御状態信号等をエンジンＥＣＵ６から受信する。そして、車間制御ＥＣＵ２は、この受信したデータに基づいて、カーブ曲率半径Ｒを推定したり、車間制御演算をしている。
【００２４】
レーザレーダセンサ３は、レーザによるスキャニング測距器とマイクロコンピュータとを中心として構成されている電子回路であり、スキャニング測距器にて検出した先行車の角度や相対速度等、及び車間制御ＥＣＵ２から受信する現車速信号、カーブ曲率半径Ｒ等に基づいて先行車の自車線確率を演算し、相対速度等の情報も含めた先行車情報として車間制御ＥＣＵ２に送信する。
【００２５】
さらに、車間制御ＥＣＵ２は、このようにレーザレーダセンサ３から受信した先行車情報に含まれる自車線確率等に基づいて、車間制御すべき先行車を決定し、先行車との車間を適切に調節するための制御指令値として、エンジンＥＣＵ６に、目標車速信号、フューエルカット要求信号、ブレーキ要求信号等を送信している。　ブレーキＥＣＵ４は、マイクロコンピュータを中心として構成されている電子回路であり、車両の操舵角を検出するステアリングセンサ８、車両の旋回状態としてのヨーレートを検出するヨーレートセンサ１０、および各車輪の速度を検出する車輪速センサ１２から操舵角やヨーレートを求めて、これらのデータをエンジンＥＣＵ６を介して車間制御ＥＣＵ２に送信する。また、ブレーキＥＣＵ４は、エンジンＥＣＵ６を介する車間制御ＥＣＵ２からの目標速度等に基づくブレーキ要求に応じてブレーキ力を制御するために、ブレーキ油圧回路に備えられた増圧制御弁・減圧制御弁の開閉をデューティ制御するブレーキアクチュエータ２５を制御する。
【００２６】
エンジンＥＣＵ６は、マイクロコンピュータを中心として構成されている電子回路であり、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルセンサ１５、車両速度を検出する車速センサ１６、フットブレーキの踏み込みの有無を検出するブレーキスイッチ１８、クルーズコントロールスイッチ２０、クルーズメインスイッチ２２、及びその他のセンサやスイッチ類からの検出信号等を受信し、さらに、上述したブレーキＥＣＵ４及び車間制御ＥＣＵ２からの各種信号を受信している。
【００２７】
そして、エンジンＥＣＵ６は、この受信した信号から判定する運転状態に応じて、内燃機関（ここでは、ガソリンエンジン）の燃料噴射量を調整するインジェクタ２４や、トランスミッション２６のアクチュエータ駆動段等に対して駆動命令を出力している。これらのアクチュエータにより、内燃機関の出力、ブレーキ力あるいは変速シフトを制御することが可能となっている。
【００２８】
次に、本実施例のクルーズ制御装置における車速制御方法について説明する。当該車速制御は、車間制御ＥＣＵ２から出力された目標車速信号を受信したエンジンＥＣＵ６によるＰＩＤ制御により実現される。図２及び図３は、その車速制御方法を表す説明図である。
【００２９】
本車速制御においては、まずエンジンＥＣＵ６において、車間制御ＥＣＵ２から制御目標値として送信された目標車速（以下「最終目標値Ｃ」ともいう）を受信するとともに、車速センサ１６により検出された現車速（以下「現在値」ともいう）を受信する。
【００３０】
そして図２に示すように、まず現在値と最終目標値Ｃとの間に、中間目標値として最終目標値Ｃよりも小さい第１目標値Ａ及び第２目標値Ｂを、この順に最終目標値Ｃに近づけるように段階的に設定する。その際、第１目標値Ａ及び第２目標値Ｂの夫々は、ＰＩＤ制御の過程で現車速が脈動しても（図９参照）、最終目標値Ｃに対してオーバーシュートをしないように、夫々最終目標値Ｃから予め定める許容設定値分小さな値に設定されている。この許容設定値は経験等に基づいて予め設定されるものであり、本実施例における第１目標値Ａの許容設定値ΔＶ１は１０ｋｍ／ｈに設定され、第２目標値Ｂの許容設定値ΔＶ２は３ｋｍ／ｈに設定されている。また、現在値から最終目標値Ｃに収束するまでの時間が予め定める一定時間Ｔ以内になるように設定されている。
【００３１】
図３はエンジンＥＣＵ６にて行われるＰＩＤ制御の具体的方法を表す説明図であり、車間制御ＥＣＵ２が出力した最終目標値Ｃに基づいて設定された第１目標値Ａ及び第２目標値Ｂについて、ＰＩＤ制御演算をしつつそれを制御指令値としての燃料噴射量Ｑに換算し、その結果をインジェクタ２４に出力して燃料噴射制御を行う例を示すものである。同図（ａ）は、ＰＩＤ制御の制御ブロック図であり、同図（ｂ）及び（ｃ）は、その比例項（Ｐ項）・積分項（Ｉ項）・微分項（Ｄ項）の制御態様の一例を表す説明図である。尚、同図（ａ）に示された「目標値」は、車間制御ＥＣＵ２から出力された最終目標値Ｃを指すのではなく、エンジンＥＣＵ６によりこの最終目標値Ｃに対応して設定された第１目標値Ａ又は第２目標値Ｂを指す。また、同図（ｂ）及び（ｃ）に示すグラフは、横軸が目標値と現在値との偏差Δを表し、縦軸が燃料噴射量に寄与するＰ項・Ｉ項・Ｄ項の大きさを表す。
【００３２】
同図（ａ）に示すように、まず各目標値と現在値との偏差Δをとり、これを夫々Ｐ項にて比例処理，Ｉ項にて積分処理，Ｄ項にて微分処理するとともに、燃料噴射量に夫々換算した値Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３を加算して制御指令値としての燃料噴射量Ｑを算出し、この燃料噴射量Ｑを噴射するようにインジェクタ２４に制御指令信号を出力する。
【００３３】
本実施例では、図３（ｂ）に示すように、現在値が第１目標値Ａに到達するまでは、Ｐ項及びＩ項を中間目標値を設定しない従来の場合よりも大きくなるように（変化量が大きくなるように）設定する。Ｄ項はそのままとする。そして、図２に示すように、領域（１）において車速を大きく立ち上げる。
【００３４】
そして、現在値が第１目標値Ａを超えて第２目標値Ｂに到達するまでは、図３（ｃ）に示すように、Ｐ項及びＩ項を中間目標値がない場合よりも緩やかになるように設定する。Ｄ項はそのままとする。そして、図２に示すように、領域（２）において車速を緩やかに立ち上げる。
【００３５】
さらに、図示しないが、現在値が第２目標値Ｂを超えて最終目標値Ｃに到達するまでは、Ｐ項及びＩ項を中間目標値がない場合よりもさらに緩やかになるように設定する。Ｄ項はそのままとする。そして、図２に示すように、領域（３）において車速をさらに緩やかに立ち上げ、最終目標値Ｃに至らしめる。
【００３６】
以上のように、本実施例のクルーズ制御装置１によれば、エンジンＥＣＵ６において、車間制御ＥＣＵ２から送信された最終目標値Ｃに基づき、当初からこの最終目標値Ｃに向けたＰＩＤ制御をするのではなく、その最終目標値Ｃに到達するまでに別途エンジンＥＣＵ６側で設定された第１目標値Ａ及び第２目標値Ｂに向けて制御を行い、最終的に最終目標値Ｃに到達させることになる。
【００３７】
そしてさらに、第１目標値Ａ及び第２目標値Ｂの夫々が、最終目標値Ｃに対してオーバーシュートをしないように、夫々最終目標値Ｃから予め定める許容設定値分小さな値に設定されている。
このため、特に最初の中間目標値である第１目標値Ａを制御目標値として早く到達させるように、多少急な制御を行って現在値が第１目標値Ａを超えてしまっても、最終目標値Ｃを超えることを防止することができる。このため、最初の車速制御の立ち上がりを迅速にして最終目標値Ｃへの収束時間を短くするとともに、オーバーシュートの発生を防止した安定したＰＩＤ制御を実現することができる。
【００３８】
また、クルーズ制御装置１によれば、第１目標値Ａ，第２目標値Ｂ及び最終目標値Ｃの夫々に至らせる制御において、ＰＩＤ制御定数を夫々個別に設定し、より適切な制御曲線を描けるようにしている。このため、乗員にショック等の違和感を与えないＰＩＤ制御を実現することができる。
【００３９】
尚、本実施例において、エンジンＥＣＵ６が目標値設定手段，制御手段，制御定数設定手段に該当する。
［第２実施例］
本実施例は、車両の重量（負荷）に基づいて中間目標値の設定を変更可能としたＰＩＤ制御装置にかかり、第１実施例と同様に車両のクルーズ制御装置に適用したものである。尚、本実施例のクルーズ制御装置の構成は、図１の構成において新たに車両重量を検出する重量センサが設置され、エンジンＥＣＵ６に車両重量を出力するように構成されている点を除き、第１実施例のものと同様であるため、その説明については省略する。図４はこのときのＰＩＤ制御の具体的方法を表す説明図であり、図５はこのときのＰＩＤ制御処理を表すフローチャートである。
【００４０】
図４（ａ）に示すように、本実施例のＰＩＤ制御では、車間制御ＥＣＵ２から送信された最終目標値Ｃについて、中間目標値として設定された第１目標値Ａ及び第２目標値Ｂの夫々に対し、ゲイン係数（ＧＡＩＮ）を乗算して車両重量による設定の調整を行う。
【００４１】
つまり、同図（ｂ）に概念的に示すように、例えば車両重量がその積載物により通常の重量より大きくなった場合には、基準となる第１目標値Ａ（白丸）に対してゲイン係数を乗算して第１調整目標値Ａ２を設定する。そして、この第１調整目標値Ａ２と現在値との偏差Δをとり、これを夫々Ｐ項にて比例処理，Ｉ項にて積分処理，Ｄ項にて微分処理するとともに、燃料噴射量に夫々換算した値Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３を加算して制御指令値としての燃料噴射量Ｑを算出し、この燃料噴射量Ｑを噴射するようにインジェクタ２４に制御指令信号を出力する。
【００４２】
同図（ｃ）に具体例として第１調整目標値Ａ２までのＰＩＤ制御定数の設定を示す。すなわち、本実施例においては、ＰＩＤ制御定数と偏差Δとの関係を第１実施例の場合と同一にしているが、このようにゲイン係数を乗算することにより、偏差Δ自体が見かけ上大きくなるため、制御指令値である燃料噴射量も大きくなることになる。
【００４３】
次に、本実施例のエンジンＥＣＵ６にて行われるＰＩＤ制御処理について、図５のフローチャートに基づいて説明する。
同図に示すように、まず車間制御ＥＣＵ２から送信された目標車速信号を受信して、これを最終目標値Ｃとして設定するとともに、この最終目標値Ｃから基準となる中間目標値である第１目標値Ａ及び第２目標値Ｂを設定する（Ｓ１１０）。尚、これらの各目標値は、車両が平地を走行する際に適合した目標値であり、上記第１実施例と同様にして設定する。
【００４４】
そして、重量センサによる車両重量の検出値から、予め定める図示しないマップを参照してゲイン係数ａを設定し、下記式（１）の関数ｆ（Ｘ）により、まず第１調整目標値Ａ２及び第２調整目標値Ｂ２を算出する（Ｓ１２０）。
ｆ（Ｘ）＝ａＸ　　・・・（１）
ｆ（Ｘ）：調整目標値
Ｘ　：車両別適合値（基準となる中間目標値）
ａ　：ゲイン係数（重量別適合値）
そして、以下第１調整目標値Ａ２，第２調整目標値Ｂ２，及び最終目標値Ｃを制御目標としてＰＩＤ制御を行う。すなわち、車速センサが検出した現在値と第１調整目標値Ａ２とを比較し（Ｓ１３０）、現在値がこの第１調整目標値Ａ２未満である場合には（Ｓ１３０：ＮＯ）、第１調整目標値Ａ２に向けたＰＩＤ制御を行う（Ｓ１４０）。そして、現在値が第１調整目標値Ａ２に到達すると、続いて、現在値と第２調整目標値Ｂ２とを比較し（Ｓ１５０）、現在値がこの第２調整目標値Ｂ２未満である場合には（Ｓ１５０：ＮＯ）、第２調整目標値Ｂ２に向けたＰＩＤ制御を行う（Ｓ１６０）。そしてさらに、現在値が第２調整目標値Ｂ２に到達すると、続いて、現在値と最終目標値Ｃとを比較し（Ｓ１７０）、現在値がこの最終目標値Ｃ未満である場合には（Ｓ１７０：ＮＯ）、最終目標値Ｃに向けたＰＩＤ制御を行う（Ｓ１８０）。そして、現在値がこの最終目標値Ｃに到達すると（Ｓ１７０：ＹＥＳ）、一連の処理を終了する。
【００４５】
以上のように、本実施例のクルーズ制御装置によれば、重量センサにより車両走行の負荷となる車両重量を検出し、その車両重量が大きいほど、ゲイン係数を大きくして偏差Δを大きくし、結果的に制御指令値である燃料噴射量を多くする制御を行っている。
【００４６】
すなわち、車両重量が大きい場合には、通常設定する中間目標値よりも大きい（高い）見かけ上の中間目標値を設定し、これに追従させる方向に意図的に制御することで、その応答性を確保している。ただし、本実施例における第１調整目標値Ａ２及び第２調整目標値Ｂ２は、夫々現在値が本来の中間目標値である第１目標値Ａ及び第２目標値Ｂを超えない程度に設定されている。
【００４７】
かかる構成により、車両重量が変化してもその応答性が大きく変わらないようになり、その結果、乗員に違和感等を与えることを抑制又は防止でき、ドライバビリティを向上させることができる。
尚、本実施例において、重量センサが検出手段に該当する。
［第３実施例］
本実施例は、最終目標値の近傍において徐変制御を取り入れたＰＩＤ制御装置にかかり、第１，第２実施例と同様に車両のクルーズ制御装置に適用したものである。尚、本実施例のクルーズ制御装置の構成は第１，第２実施例のものと同様であるため、その説明については省略する。図６はこのときのＰＩＤ制御方法を表す説明図であり、図７はこのときの具体的なＰＩＤ制御定数の設定を表す説明図である。
【００４８】
図６に示すように、まず第１目標値Ａ３及び第２目標値Ｂ３を設定し、現在値が第２目標値Ｂ３に到達するように制御する。尚、本実施例の第１目標値Ａ３及び第２目標値Ｂ３は、夫々第１実施例の第１目標値Ａ、第２目標値Ｂよりも小さな値となっている。そして、第２目標値Ｂ３に到達すると、最終目標値Ｃに向けて車速を徐々に上げていく徐変制御を実行する。
【００４９】
すなわち、図７に示すように、現在値が第１目標値Ａ３，第２目標値Ｂ３に至るまでは、ＰＩＤ制御のＰ項・Ｉ項・Ｄ項を一定の割合で制御するが、第２目標値Ｂ３から最終目標値Ｃに向けては、Ｐ項及びＤ項を０にし、Ｉ項のみの設定とする。これにより、図６に示すように、第２目標値Ｂ３以降、車速が少しずつ段階的に最終目標値Ｃに近づくようになる。
【００５０】
以上のように、本実施例のクルーズ制御装置によれば、制御対象を徐々に最終目標値に近づけることができ、滑らかで安定した制御を実現することができる。以上、本発明の実施例について説明したが、本発明の実施の形態は、上記実施例に何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。
【００５１】
例えば、上記各実施例では、車間制御ＥＣＵ２から目標値が出力された際の現在値と最終目標値Ｃとの間に第１目標値及び第２目標値の２つの中間目標値を設定した例を示したが、中間目標値は２つに限らず３つ以上設定してもよいし、逆に一つだけ設定するようにしてもよい。
【００５２】
また、上記実施例では図２及び図６に示したように、最初の第１目標値にて車速を大きく立ち上げるように制御する例を示したが、例えば図８に示すように、車速を最初ゆっくりと立ち上げ、途中から大きく立ち上げるように設定してもよい。その他、制御対象の種類によってその制御態様も種々採用し得る。
【００５３】
また、上記第２実施例では、車両の重量（負荷）に基づいて各中間目標値にゲイン係数を乗算する例を示したが、例えば、許容設定値にゲイン係数を乗算して各調整目標値を設定するようにしてもよい。つまり、車両重量が大きい場合には、通常設定する許容設定値よりも小さい見かけ上の許容設定値を設定し、相対的に中間目標値を大きくしてこれに追従させる方向に意図的に制御することで、その応答性を確保することもできる。
【００５４】
さらに、上記実施例では、エンジンＥＣＵ６が車間制御ＥＣＵ２から制御目標値を受信する態様を示したが、エンジンＥＣＵが車間制御ＥＣＵを兼用する構成とし、エンジンＥＣＵ側で制御目標値を算出してもよい。
また、上記各実施例では、本発明のＰＩＤ制御装置をクルーズ制御装置として実現した例を示したが、クルーズ制御のみならず、他の車速制御や加速度制御、或いは温度制御等ＰＩＤ制御を用いる種々制御として装置を構成してもよいことはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例にかかるクルーズ制御装置（ＰＩＤ制御装置）の概略構成を表すブロック図である。
【図２】第１実施例のＰＩＤ制御方法を表す説明図である。
【図３】第１実施例のＰＩＤ制御方法を表す説明図である。
【図４】第２実施例のＰＩＤ制御方法を表す説明図である。
【図５】第２実施例のＰＩＤ制御処理を表すフローチャートである。
【図６】第３実施例のＰＩＤ制御方法を表す説明図である。
【図７】第３実施例のＰＩＤ制御方法を表す説明図である。
【図８】変形例にかかるＰＩＤ制御方法を表す説明図である。
【図９】従来のＰＩＤ制御方法を表す説明図である。
【符号の説明】
１・・・クルーズ制御装置、　２・・・車間制御ＥＣＵ、
４・・・ブレーキＥＣＵ、　６・・・エンジンＥＣＵ、
１６・・・車速センサ、　２４・・・インジェクタ

Claims (8)

1. 制御対象をＰＩＤ制御することにより、該制御対象を現在値から最終目標値に制御するＰＩＤ制御装置において、
   前記現在値から最終目標値の間に、該最終目標値よりも小さい一又は複数の中間目標値を、該最終目標値に近づけるように段階的に設定する目標値設定手段と、
   該目標値設定手段が設定した夫々の中間目標値を制御目標として、前記制御対象を段階的に前記最終目標値に近づけるように制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とするＰＩＤ制御装置。
2. 請求項１に記載のＰＩＤ制御装置において、
   前記目標値設定手段は、前記各中間目標値を、前記最終目標値に対してオーバーシュートをしないように、夫々該最終目標値から予め定める許容設定値分小さな値に設定することを特徴するＰＩＤ制御装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のＰＩＤ制御装置において、さらに、前記最終目標値に対してオーバーシュートをしないように、かつ、前記現在値から前記最終目標値に予め定める収束期間内に収束するように、前記各中間目標値毎にＰＩＤ制御定数を夫々設定する制御定数設定手段を備えたことを特徴とするＰＩＤ制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のＰＩＤ制御装置において、
   前記制御手段は、前記目標値設定手段が設定した中間目標値のうち、前記最終目標値に最も近いものから該最終目標値の間、前記制御対象が該最終目標値に対してオーバーシュートをしないように、該制御対象を徐々に該最終目標値に近づける徐変制御を行うことを特徴とするＰＩＤ制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のＰＩＤ制御装置において、さらに、前記制御対象の負荷を検出する検出手段を備え、
   前記目標値設定手段は、前記検出手段が検出した負荷の大きさが大きいほど、前記各中間目標値を前記最終目標値に近づく側に設定することを特徴とするＰＩＤ制御装置。
6. 請求項３に記載のＰＩＤ制御装置において、さらに、前記制御対象の負荷を検出する検出手段を備え、
   前記制御定数設定手段は、前記検出手段が検出した負荷の大きさが大きいほど、前記ＰＩＤ制御定数を、前記制御対象が前記最終目標値に近づく側に設定することを特徴とするＰＩＤ制御装置。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載のＰＩＤ制御装置の前記各手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
8. 請求項７記載のプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。

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