JP2008037154A - Vehicle driving force control device - Google Patents
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Abstract
【課題】オーバーシュートを抑えつつ、実車速を速やかに目標制限車速に収束させる。
【解決手段】コントローラは、運転者が要求する加速度を実現する駆動力を第1目標駆動力tF1として算出し、実車速VSと目標制限車速指令値tVSの偏差を第1フィードバック補償器C3に通し、実車速VSを目標制限車速指令値tVSに一致させるのに必要な駆動力を第2目標駆動力tF2として算出し、第1目標駆動力tF1と第2目標駆動力tF2のうち小さいほうを駆動力指令値tFとして選択し、自車の実駆動力Fが駆動力指令値tFとなるように自車の駆動力を制御する。
【選択図】図6An actual vehicle speed is quickly converged to a target limit vehicle speed while suppressing overshoot.
A controller calculates a driving force that realizes an acceleration requested by a driver as a first target driving force tF 1 , and calculates a deviation between an actual vehicle speed V S and a target limit vehicle speed command value tV S as a first feedback compensator. Through C 3 , the driving force necessary to make the actual vehicle speed V S coincide with the target limit vehicle speed command value tV S is calculated as the second target driving force tF 2 , and the first target driving force tF 1 and the second target driving are calculated. The smaller one of the forces tF 2 is selected as the driving force command value tF, and the driving force of the own vehicle is controlled so that the actual driving force F of the own vehicle becomes the driving force command value tF.
[Selection] Figure 6
Description
本発明は、車両用駆動力制御装置に関し、特に、駆動力を制御することで車速を目標制限車速に制限するものに関する。 The present invention relates to a vehicular driving force control device, and more particularly, to a device that limits a vehicle speed to a target limited vehicle speed by controlling the driving force.
車速を目標制限車速に制限する駆動力制御装置としては、特許文献1に記載のものがある。これに開示される装置は、運転者が設定した目標制限車速を基準とし、実車速がこの目標制限車速を超えると車速制限を実行すべきと判断し、実車速と目標制限車速との偏差に基づくフィードバック制御により燃料噴射量を制限してエンジン出力を加減し、これによって実車速を目標制限車速に収束させている。しかしながら、この制御方法では、実車速が目標制限車速を超えた後に制御を開始するので、車速が目標制限車速に対してオーバーシュートするという問題がある。 As a driving force control device for limiting the vehicle speed to a target limited vehicle speed, there is one described in Patent Document 1. The device disclosed in this is based on the target vehicle speed limit set by the driver, and when the actual vehicle speed exceeds the target vehicle speed limit, it is determined that the vehicle speed limit should be executed, and the deviation between the actual vehicle speed and the target vehicle speed limit is determined. Based on feedback control based on this, the fuel injection amount is limited to increase or decrease the engine output, thereby converging the actual vehicle speed to the target limited vehicle speed. However, this control method has a problem that the vehicle speed overshoots the target limit vehicle speed because the control is started after the actual vehicle speed exceeds the target limit vehicle speed.
この点に関し、特許文献2では、このオーバーシュートの問題を抑えるべく、運転者が要求する目標加速度のための目標車速が達成されるように車両の駆動力を制御する装置において、目標制限車速と目標車速の偏差が小さくなるにつれて、1よりも小さくなるゲインを目標加速度に掛けて調整した調整目標加速度で目標車速を求めることで、実車速を目標制限車速に収束させている。
しかしながら、目標車速は、目標加速度と目標車速に対する走行抵抗に相当する加速度の偏差を積分して算出することから、目標加速度にゲインを掛けたものと、目標制限車速の走行抵抗に相当する加速度が等しいときのみ、目標車速と目標制限車速が等しくなる構成となっているため、運転者が任意に要求する目標加速度に対し、必ずしも目標車速と目標制限車速が一致しないという問題がある。 However, since the target vehicle speed is calculated by integrating the deviation of the target acceleration and the acceleration corresponding to the running resistance with respect to the target vehicle speed, the target acceleration multiplied by the gain and the acceleration corresponding to the running resistance of the target limited vehicle speed are calculated. Since the target vehicle speed and the target limited vehicle speed are equal only when they are equal, there is a problem that the target vehicle speed and the target limited vehicle speed do not necessarily match the target acceleration arbitrarily requested by the driver.
本発明は、かかる技術的課題を鑑みてなされたもので、オーバーシュートを抑えつつ、実車速を速やかに目標制限車速に収束させることを目的とする。 The present invention has been made in view of such technical problems, and an object thereof is to quickly converge the actual vehicle speed to the target limit vehicle speed while suppressing overshoot.
運転者が要求する加速度を実現する駆動力を第1目標駆動力として算出し、自車の実車速を検出し、前記実車速と所定の目標制限車速指令値の偏差を第1フィードバック補償器に通し、前記実車速を前記目標制限車速指令値に一致させるのに必要な駆動力を第2目標駆動力として算出し、前記第1目標駆動力と前記第2目標駆動力のうち小さいほうを駆動力指令値として選択し、自車の実駆動力が前記駆動力指令値となるように自車の駆動力を制御する。 The driving force that realizes the acceleration requested by the driver is calculated as the first target driving force, the actual vehicle speed of the host vehicle is detected, and the deviation between the actual vehicle speed and a predetermined target limit vehicle speed command value is sent to the first feedback compensator. Then, the driving force required to make the actual vehicle speed coincide with the target limit vehicle speed command value is calculated as the second target driving force, and the smaller one of the first target driving force and the second target driving force is driven. It selects as a force command value, and controls the driving force of the own vehicle so that the actual driving force of the own vehicle becomes the driving force command value.
本発明によれば、実車速が車速に近づくまでは運転者の要求加速度を実現するように車両の駆動力が制御される。実車速が目標制限車速指令値に近づくと、フィードバック制御で設定される目標駆動力が要求加速度を実現するのに必要な駆動力を下回るため、その後はフィードバック制御で設定される目標駆動力が駆動力指令値として設定され、これが実現されるよう車両の駆動力が制御される。実車速が目標制限車速指令値に到達する前にフィードバック制御が開始されることから、オーバーシュートを抑え、実車速を速やかに目標制限車速に収束させることができる。 According to the present invention, the driving force of the vehicle is controlled so that the driver's required acceleration is realized until the actual vehicle speed approaches the vehicle speed. When the actual vehicle speed approaches the target limit vehicle speed command value, the target driving force set by feedback control falls below the driving force required to achieve the required acceleration. It is set as a force command value, and the driving force of the vehicle is controlled so that this is realized. Since feedback control is started before the actual vehicle speed reaches the target limit vehicle speed command value, overshoot can be suppressed and the actual vehicle speed can be quickly converged to the target limit vehicle speed.
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明に係る車両駆動力制御装置の概略構成を示している。車両駆動力制御装置1は、各種センサ1〜5と、それらの出力信号が入力されるコントローラ10と、コントローラ10からの信号によって制御される駆動力調整用のアクチュエータ21、22とで構成される。 FIG. 1 shows a schematic configuration of a vehicle driving force control apparatus according to the present invention. The vehicle driving force control device 1 includes various sensors 1 to 5, a controller 10 to which those output signals are input, and actuators 21 and 22 for adjusting driving force controlled by signals from the controller 10. .
車間距離センサ1(車間距離検出手段)は、車両の前部に取り付けられ、レーザ光を車両前方に向けて掃射し、レーザ光を掃射してから先行車に当たって反射してきたレーザ光を受光するまでの時間から先行車と自車との車間距離を計測するセンサである。先行車が複数いる場合は、その中から追従すべき先行車、例えば、同一レーンを走行中の先行車を選択し、その車両までの距離を計測する。 The inter-vehicle distance sensor 1 (inter-vehicle distance detecting means) is attached to the front portion of the vehicle, sweeps the laser light toward the front of the vehicle, and receives the laser light reflected from the preceding vehicle after being swept from the laser light. It is a sensor that measures the inter-vehicle distance between the preceding vehicle and the own vehicle from the time. When there are a plurality of preceding vehicles, a preceding vehicle to be followed, for example, a preceding vehicle traveling on the same lane is selected, and the distance to the vehicle is measured.
アクセル操作量センサ2は、運転者が操作するアクセルペダルの踏み込み量APO(以下、「アクセル操作量」という。)を検出するセンサである。 The accelerator operation amount sensor 2 is a sensor that detects an accelerator pedal depression amount APO (hereinafter referred to as an “accelerator operation amount”) operated by the driver.
車速センサ3(実車速検出手段)は、自動変速機11の出力軸に取り付けられ、その回転速度から実車速VSを検出するセンサである。 The vehicle speed sensor 3 (actual vehicle speed detection means) is a sensor that is attached to the output shaft of the automatic transmission 11 and detects the actual vehicle speed V S from the rotational speed.
設定車速センサ4(第1目標制限車速設定手段)は、図示しないオートクルーズ装置を運転者が操作し、車両を一定速度で走行させている場合に、オートクルーズ装置の設定車速を検出するセンサである。設定車速センサ4は、無線等を介して外部から取得した道路情報から制限車速を検出するセンサであっても良い。 The set vehicle speed sensor 4 (first target limit vehicle speed setting means) is a sensor that detects the set vehicle speed of the auto-cruise device when the driver operates an auto-cruise device (not shown) to drive the vehicle at a constant speed. is there. The set vehicle speed sensor 4 may be a sensor that detects a limit vehicle speed from road information acquired from the outside via wireless or the like.
クランクセンサ5は、エンジン12のクランクシャフトの回転からエンジン12の回転速度を検出するセンサである。 The crank sensor 5 is a sensor that detects the rotational speed of the engine 12 from the rotation of the crankshaft of the engine 12.
スロットルアクチュエータ21は、コントローラ10からの信号を受けて、エンジン12のスロットルバルブを開閉し、エンジン12の吸入空気量を調整することで、エンジン12の出力を任意に調整する。 The throttle actuator 21 receives a signal from the controller 10, opens and closes the throttle valve of the engine 12, and adjusts the intake air amount of the engine 12 to arbitrarily adjust the output of the engine 12.
ブレーキアクチュエータ22は、モータ式ポンプ、電磁比例弁等から構成されるポンプアップ式のブレーキアクチュエータであり、コントローラ10からの信号を受けて、各輪に設けられたブレーキに供給されるブレーキ液圧を制御することで、車体に任意のブレーキ力を作用させる。 The brake actuator 22 is a pump-up type brake actuator composed of a motor-type pump, an electromagnetic proportional valve, and the like, and receives a signal from the controller 10 and generates a brake hydraulic pressure supplied to a brake provided on each wheel. By controlling, an arbitrary braking force is applied to the vehicle body.
コントローラ10は、マイクロプロセッサ、メモリ、入出力インターフェース等で構成される。入出力インターフェースには、上記各種センサ1〜5、アクチュエータ21、22が接続される。コントローラ10は、各種センサ1〜5の出力信号に基づき、実車間距離LTと目標車間距離LT *の偏差を演算し、この偏差に基づき、実車間距離LTを目標車間距離LT *に一致させるための目標制限車速tVS1(以下、「第1目標制限車速」という。)を設定する。 The controller 10 includes a microprocessor, a memory, an input / output interface, and the like. The various sensors 1 to 5 and actuators 21 and 22 are connected to the input / output interface. The controller 10, based on the output signals of various sensors 1-5, calculates the actual inter-vehicle distance L T and the target inter-vehicle distance L T * deviation, based on the deviation, the target inter-vehicle distance actual headway distance L T L T * The target limit vehicle speed tV S1 (hereinafter referred to as “first target limit vehicle speed”) is set.
また、設定車速センサ4によって設定車速tVS2(以下、「第2目標制限車速」という。)が検出される場合は、上記第1目標制限車速tVS1と比較し、より小さいほうの値をフィードバック制御における目標制限車速指令値tVSとして選択する。 When the set vehicle speed sensor 4 detects the set vehicle speed tV S2 (hereinafter referred to as “second target limit vehicle speed”), the smaller value is fed back compared to the first target limit vehicle speed tV S1. The target limit vehicle speed command value tV S in the control is selected.
そして、コントローラ10は、実車速VSと目標制限車速指令値tVSとの偏差に基づき、実車速VSを目標制限車速指令値tVSに一致させるために、アクチュエータ21、22を介して車両の駆動力をフィードバック制御する。 Then, based on the deviation between the actual vehicle speed V S and the target limit vehicle speed command value tV S , the controller 10 passes the actuators 21 and 22 through the actuators 21 and 22 in order to make the actual vehicle speed V S coincide with the target limit vehicle speed command value tV S. Feedback control of the driving force.
このとき、アクセル操作量APOに応じて決まる運転者が要求する加速度を実現するのに必要とされる駆動力tF1(以下、「第1目標駆動力」という。)と、上記フィードバック制御により決まる車両の目標駆動力tF2(以下、「第2目標駆動力」という。)と、を比較し、より小さいほうの値を車両の駆動力指令値tFとして選択し、実車速VSが目標制限車速指令値tVSを超えないようにする。 At this time, it is determined by the driving force tF 1 (hereinafter referred to as “first target driving force”) required to realize the acceleration required by the driver determined according to the accelerator operation amount APO and the feedback control. The vehicle target driving force tF 2 (hereinafter referred to as “second target driving force”) is compared, and the smaller value is selected as the vehicle driving force command value tF, and the actual vehicle speed V S is the target limit. The vehicle speed command value tV S should not be exceeded.
図2は、コントローラ10の制御ブロック図である。これを参照しながら、コントローラ10の構成を説明する。 FIG. 2 is a control block diagram of the controller 10. The configuration of the controller 10 will be described with reference to this.
コントローラ10は、相対車速及び先行車車速演算部B1と、目標車間距離設定部B2と、先行車追従制御部B3(第2目標制限車速設定手段)と、車速制御部B4と、駆動力制御手段を構成する駆動力配分制御部B5、スロットル制御部B6及びブレーキ制御部B7と、を備える。 The controller 10 includes a relative vehicle speed / preceding vehicle speed calculation unit B1, a target inter-vehicle distance setting unit B2, a preceding vehicle following control unit B3 (second target limit vehicle speed setting unit), a vehicle speed control unit B4, and a driving force control unit. A driving force distribution control unit B5, a throttle control unit B6, and a brake control unit B7.
相対車速及び先行車車速演算部B1は、車間距離センサ1で検出される実車間距離LTと車速センサ3で検出される実車速VSに基づき、先行車との相対車速ΔVと先行車車速VTを算出する。図3は、相対車速及び先行車車速演算部B1の制御ブロック図を示したものである。相対車速及び先行車車速演算部B1においては、実車間距離LTが微分特性を有するバンドパスフィルタによって微分され、相対車速ΔVを算出する。また、この相対車速ΔVが実車速VSに加算され、先行車の車速VTを算出する。したがって、相対車速及び先行車車速演算部B1からは、相対車速ΔVと先行車車速VTが出力される。 The relative vehicle speed and preceding vehicle speed calculation unit B1 calculates the relative vehicle speed ΔV relative to the preceding vehicle and the preceding vehicle vehicle speed V based on the actual inter-vehicle distance LT detected by the inter-vehicle distance sensor 1 and the actual vehicle speed V S detected by the vehicle speed sensor 3. Calculate T. FIG. 3 is a control block diagram of the relative vehicle speed and preceding vehicle vehicle speed calculation unit B1. In the relative vehicle speed and preceding vehicle vehicle speed calculation unit B1, the actual inter-vehicle distance LT is differentiated by a bandpass filter having a differential characteristic to calculate a relative vehicle speed ΔV. The relative vehicle speed ΔV is added to the actual vehicle speed V S to calculate the vehicle speed V T of the preceding vehicle. Thus, the relative vehicle speed and the preceding vehicle speed calculation section B1, a preceding vehicle speed V T is output as the relative vehicle speed [Delta] V.
また、目標車間距離設定部B2は、先行車と自車との車間距離の目標値である目標車間距離LT *を設定し、これを出力する。目標車間距離LT *は、例えば、先行車の車速VTや実車速VSに基づき、先行車が急停車したとしても自車を安全に停止させることができる必要最低限の車間距離に設定される。 The target inter-vehicle distance setting unit B2 sets a target inter-vehicle distance L T * that is a target value of the inter-vehicle distance between the preceding vehicle and the host vehicle, and outputs this. The target inter-vehicle distance L T * is set to the minimum necessary inter-vehicle distance that can safely stop the host vehicle even if the preceding vehicle suddenly stops based on the vehicle speed V T or the actual vehicle speed V S of the preceding vehicle, for example. The
また、先行車追従制御部B3は、実車間距離LTを目標車間距離LT *に近づけるとともに相対車速ΔVをゼロに近づける、すなわち、目標車間距離LT *を維持したまま先行車に追従するための、第1目標制限車速tVS1を算出し、これを出力する。 Also, the preceding vehicle follow-up control unit B3 is close relative speed ΔV zero made closer to actual headway distance L T to the target inter-vehicle distance L T *, that is, to follow the left preceding vehicle maintaining the target inter-vehicle distance L T * For this purpose, the first target vehicle speed tV S1 is calculated and output.
図4は先行車追従制御部B3の制御ブロック図である。先行車追従制御部B3においては、目標車間距離LT *と実車間距離LTの偏差ΔLTにゲインfd(第2フィードバック補償器)を掛けた値に相対車速ΔVにゲインfv(第2フィードバック補償器)を掛けた値を加えて目標とする相対車速ΔV*を算出し、先行車の車速VTからこの値を減じることで第1目標制限車速tVS1を算出する。先行車がいない場合は第1目標制限車速tVS1を設定しない。 FIG. 4 is a control block diagram of the preceding vehicle follow-up control unit B3. In preceding vehicle following control section B3, the target inter-vehicle distance L T * and actual headway distance L gain the deviation [Delta] L T of T f d gain relative speed ΔV to a value multiplied by (second feedback compensator) f v (No. The target relative vehicle speed ΔV * is calculated by adding the value multiplied by (2 feedback compensator), and the first target vehicle speed tV S1 is calculated by subtracting this value from the vehicle speed V T of the preceding vehicle. When there is no preceding vehicle, the first target limit vehicle speed tV S1 is not set.
ゲインfd、fvは、具体的には、次のようにして設定される。 Specifically, the gains f d and f v are set as follows.
図5は追従制御システム全体のブロック図を示し、車間距離LTと相対速度ΔVを状態変数にとった状態フィードバック(レギュレータ)を用いて制御系を設計している。ここでは、車両に目標制限車速tVS1が入力されると、実車速VSが時定数τVの一次遅れで変化するとして車両を近似している。 Figure 5 shows a block diagram of the overall tracking control system has been designed a control system using the state feedback took vehicle distance L T and the relative velocity ΔV of the state variable (regulator). Here, the vehicle is approximated on the assumption that when the target limit vehicle speed tV S1 is input to the vehicle, the actual vehicle speed V S changes with a primary delay of the time constant τ V.
システムの状態変数x1、x2を次式(1)、(2): The system state variables x 1 and x 2 are expressed by the following equations (1) and (2):
で定義すると、システムの状態方程式は次式(3)のように記述できる。 The state equation of the system can be described as the following equation (3).
ここで、制御入力uを次式(4): Here, the control input u is expressed by the following equation (4):
で与える。すると、状態フィードバックが施された全体システムの状態方程式は次式(5)、(6): Give in. Then, the state equation of the whole system subjected to the state feedback is expressed by the following equations (5) and (6):
で表すことができる。したがって、全体システムの特性方程式は次式(7)のように導かれる。sは微分演算子である。 Can be expressed as Therefore, the characteristic equation of the entire system is derived as the following equation (7). s is a differential operator.
ゲインfd、fvは、次式(8)〜(10)に従い、所望の特性で車間距離の偏差ΔLT、相対車速ΔVをそれぞれゼロに収束させるように設定される。 The gains f d and f v are set according to the following equations (8) to (10) so that the inter-vehicle distance deviation ΔL T and the relative vehicle speed ΔV converge to zero with desired characteristics.
図2に戻り、車速制御部B4について説明する。車速制御部B4は、入力される第1目標制限車速tVS1と第2目標制限車速tVS2とを比較し、小さいほうの値を目標制限車速指令値tVSとして選択し、これを実現するのに必要な駆動力である第2目標駆動力tF2を算出する。その一方で、運転者が要求する加速度tACCを実現するのに必要な駆動力である第1目標駆動力tF1を算出する。 Returning to FIG. 2, the vehicle speed control unit B4 will be described. The vehicle speed control unit B4 compares the input first target limit vehicle speed tV S1 with the second target limit vehicle speed tV S2 and selects the smaller value as the target limit vehicle speed command value tV S to realize this. A second target driving force tF 2 that is a driving force necessary for the above is calculated. On the other hand, a first target driving force tF 1 that is a driving force necessary to realize the acceleration tACC requested by the driver is calculated.
そして、第1目標駆動力tF1と第2目標駆動力tF2を比較し、より小さいほうを駆動力指令値tFとし、これを実現する目標トルクTerを算出し、駆動力配分制御部B5に出力する。 Then, the first target driving force tF 1 and the second target driving force tF 2 are compared, the smaller one is set as the driving force command value tF, the target torque Ter for realizing this is calculated, and the driving force distribution control unit B5 Output.
図6は車速制御部B4の制御ブロック図である。 FIG. 6 is a control block diagram of the vehicle speed control unit B4.
車速制御部B4は、実車速VSを目標制限車速指令値tVSに一致させるために、公知のモデルマッチング手法と近似ゼロイング手法を用いて駆動力指令値tFを演算するように設計され、図示の通り、3つの補償器C1〜C3を有する構成となる。 The vehicle speed control unit B4 is designed to calculate the driving force command value tF using a known model matching method and approximate zeroing method in order to match the actual vehicle speed V S with the target limit vehicle speed command value tV S. As described above, the configuration includes three compensators C 1 to C 3 .
補償器C1、C2は近似ゼロイング手法による補償器であり、次式(11)、(12): Compensators C 1 and C 2 are compensators based on the approximate zeroing method, and the following equations (11) and (12):
で表される。補償器C1、C2は、外乱推定器B41を構成し、入力される駆動力指令値tFと実車速VSから、外乱やモデル化誤差による影響を抑えるべく、駆動力指令値tFの補正量ΔtFを出力する。 It is represented by The compensators C 1 and C 2 constitute the disturbance estimator B41, and correct the driving force command value tF from the inputted driving force command value tF and the actual vehicle speed V S in order to suppress the influence of disturbance and modeling error. The quantity ΔtF is output.
また、補償器C3(第2目標駆動力算出手段、第1フィードバック補償器)は、モデルマッチング手法による補償器で、制御対象(自車)の応答特性を規範モデルHの特性に一致させる。 The compensator C 3 (second target driving force calculating means, first feedback compensator) is a compensator based on a model matching method, and matches the response characteristic of the control target (own vehicle) with the characteristic of the reference model H.
制御対象のむだ時間を無視し、規範モデルHを時定数Taの一次遅れとすると、補償器C3は次式(13): If the dead time of the controlled object is ignored and the reference model H is the first-order lag of the time constant Ta, the compensator C 3 has the following equation (13):
の通り、定数となる。 It becomes a constant as follows.
目標制限車速選択部B42(目標制限車速選択手段)は、入力される第1目標制限車速tVS1と第2目標制限車速tVS2とを比較し、小さいほうの値を目標制限車速指令値tVSとして選択し、出力する。第2目標駆動力tF2は、実車速VSと目標制限車速指令値tVSの偏差を上記補償器C3に通すことによって算出される。 The target limit vehicle speed selection unit B42 (target limit vehicle speed selection means) compares the input first target limit vehicle speed tV S1 with the second target limit vehicle speed tV S2 and sets the smaller value to the target limit vehicle speed command value tV S. Select as and output. The second target driving force tF 2 is calculated by passing the deviation between the actual vehicle speed V S and the target limit vehicle speed command value tV S through the compensator C 3 .
なお、目標制限車速選択部B42は、先行車がいない場合は第1目標制限車速tVS1が設定されないので、第2目標制限車速tVS2を目標制限車速指令値tVSとして選択するようにし、設定車速センサ4によって設定車速(第2目標制限車速tVS2)が検出されない場合は、第1目標制限車速tVS1を目標制限車速指令値tVSとして選択するようにする。 The target limit vehicle speed selection unit B42 selects and sets the second target limit vehicle speed tV S2 as the target limit vehicle speed command value tV S because the first target limit vehicle speed tV S1 is not set when there is no preceding vehicle. If the set vehicle speed (second target limit vehicle speed tV S2 ) is not detected by the vehicle speed sensor 4, the first target limit vehicle speed tV S1 is selected as the target limit vehicle speed command value tV S.
また、要求駆動力算出部B43(第1目標駆動力算出手段)は、入力される自車速VSとアクセル操作量APOから図7に示す要求加速度マップを参照して運転者が要求している要求加速度tACCを算出し、これに自車の平均車重Mを掛けて、要求加速度tACCを実現するために必要な駆動力である第1目標駆動力tF1を算出する。 Further, the requested driving force calculation unit B43 (first target driving force calculation means) is requested by the driver with reference to the requested acceleration map shown in FIG. 7 based on the input vehicle speed V S and the accelerator operation amount APO. The required acceleration tACC is calculated, and this is multiplied by the average vehicle weight M of the host vehicle to calculate a first target driving force tF 1 that is a driving force necessary to realize the required acceleration tACC.
目標駆動力選択部B44(目標駆動力選択手段)には、第1目標駆動力tF1と第2目標駆動力tF2が入力され、小さいほうを駆動力指令値tFとして選択し、出力する。また、第1目標制限車速tVS1、第2目標制限車速tVS2いずれも存在せず、第2目標駆動力tF2を算出できないときは、第1目標駆動力tF1を駆動力指令値tFとして選択し、出力する。 The target driving force selection unit B44 (target driving force selection means) receives the first target driving force tF 1 and the second target driving force tF 2 and selects the smaller one as the driving force command value tF and outputs it. Further, when neither the first target limit vehicle speed tV S1 nor the second target limit vehicle speed tV S2 exists and the second target drive force tF 2 cannot be calculated, the first target drive force tF 1 is set as the drive force command value tF. Select and output.
車速制御部B4では、この駆動力指令値tFを外乱補償器B41からの補正量ΔtFで補正した値を最終的な駆動力指令値tFとし、次式(14): In the vehicle speed control unit B4, a value obtained by correcting the driving force command value tF with the correction amount ΔtF from the disturbance compensator B41 is set as a final driving force command value tF, and the following equation (14):
により目標トルクTerを算出する。Gmは変速機11のギヤ比、Gfは車両のファイナルギヤ比、Rtは駆動輪の有効半径である。 To calculate the target torque Ter. G m is the gear ratio of the transmission 11, the G f final gear ratio of the vehicle, the R t is the effective radius of the drive wheel.
図2に戻り、駆動力配分制御部B5について説明する。駆動力配分制御部B5は、入力される目標トルクTerが実現されるように、スロットル制御部B6及びブレーキ制御部B7を介して、スロットルアクチュエータ21、ブレーキアクチュエータ22を制御する。 Returning to FIG. 2, the driving force distribution control unit B5 will be described. The driving force distribution control unit B5 controls the throttle actuator 21 and the brake actuator 22 via the throttle control unit B6 and the brake control unit B7 so that the input target torque Ter is realized.
駆動力配分制御部B5では、まず、目標トルクTerとクランクセンサ5から入力される実エンジン回転速度Neとから図8に示す目標スロットル開度マップを参照して目標スロットル開度tTVOを算出する。 The driving force distribution control unit B5 first calculates a target throttle opening tTVO from the target torque Ter and the actual engine speed Ne input from the crank sensor 5 with reference to the target throttle opening map shown in FIG.
目標スロットル開度tTVOがゼロ以上の値である場合は、目標スロットル開度tTVOをスロットル制御部B6に出力し、スロットル制御部B6は、スロットルアクチュエータ21を制御することで、実スロットル開度TVOを目標スロットル開度tTVOに一致させる。 When the target throttle opening tTVO is a value equal to or greater than zero, the target throttle opening tTVO is output to the throttle control unit B6, and the throttle control unit B6 controls the throttle actuator 21 so that the actual throttle opening TVO is set. It is made to coincide with the target throttle opening tTVO.
一方、目標スロットル開度tTVOがゼロよりも小さい値である場合であって、目標トルクTerがスロットル全閉時のエンジン12のトルクTe0よりも小さいときは、駆動力指令値tFを実現するにはブレーキ制御が必要であると判断し、次式により減速度指令値VDCを次式(15): On the other hand, when the target throttle opening tTVO is a value smaller than zero and the target torque Ter is smaller than the torque Te0 of the engine 12 when the throttle is fully closed, the driving force command value tF is realized. It is determined that the brake control is necessary, and the deceleration command value V DC is calculated by the following equation (15):
により算出し、これをブレーキ制御部B6に出力する。 And outputs this to the brake control unit B6.
ブレーキ制御部B6は、自車速VSの変化量から車体減速度VDを算出し、算出した車体減速度VDが減速度指令値VDCよりも小さいときは、ブレーキアクチュエータ22のモータ式ポンプ、電磁比例弁を制御することで、車体にブレーキを作動させ、車体減速度VDを減速度指令値VDCに一致させる。 The brake control unit B6 calculates the vehicle body deceleration V D from the change amount of the host vehicle speed V S , and when the calculated vehicle body deceleration V D is smaller than the deceleration command value V DC , the motor type pump of the brake actuator 22 is used. By controlling the electromagnetic proportional valve, the brake is actuated on the vehicle body so that the vehicle body deceleration V D matches the deceleration command value V DC .
したがって、駆動力配分制御部B5は、目標トルクTerに応じて、スロットルアクチュエータ21あるいはブレーキアクチュエータ22を制御し、実駆動力Fが駆動力指令値tFに制御される。 Therefore, the driving force distribution control unit B5 controls the throttle actuator 21 or the brake actuator 22 according to the target torque Ter, and the actual driving force F is controlled to the driving force command value tF.
図9(A)〜(C)は、設定車速センサ4で検出される設定車速(第2目標制限車速tVS2)が40km/hであるときに、車両停止状態からアクセル操作量を10°にして発進したときの車速、駆動力、アクセル操作量の変化を示している。 FIGS. 9A to 9C show that when the set vehicle speed (second target limit vehicle speed tV S2 ) detected by the set vehicle speed sensor 4 is 40 km / h, the accelerator operation amount is set to 10 ° from the vehicle stop state. It shows the changes in vehicle speed, driving force, and accelerator operation amount when starting.
実車速VSが第2目標制限車速tVS2に近づくまでは、運転者が要求する加速度tACCを実現するのに必要な駆動力である目標駆動力tF1が駆動力指令値tFに設定され、これに併せて実駆動力Fが変化するが、実車速VSが第2目標制限車速tVS2に近づき、第1目標駆動力tF1が実車速VSを第2目標制限車速tVS2に近づけるのに必要な駆動力である第2目標制限車速tF2よりも大きくなると、第2目標駆動力tF2が駆動力指令値tFに設定され(時刻t11)、実車速が第2目標制限車速tVS2に制限される。 Until the actual vehicle speed V S approaches the second target limit vehicle speed tV S2 , the target driving force tF 1 that is the driving force required to realize the acceleration tACC requested by the driver is set to the driving force command value tF. Accordingly, the actual driving force F changes, but the actual vehicle speed V S approaches the second target limit vehicle speed tV S2 , and the first target driving force tF 1 brings the actual vehicle speed V S closer to the second target limit vehicle speed tV S2 . Is greater than the second target limit vehicle speed tF 2, which is the driving force required for the above, the second target drive force tF 2 is set to the drive force command value tF (time t 11 ), and the actual vehicle speed is set to the second target limit vehicle speed tF 2. Limited to tV S2 .
その後、第2目標制限車速tVS2が50km/hに変更されると(時刻t12)、第2目標駆動力tF2がこれに対応して増大し、第2目標駆動力tF2が第1目標駆動力tF1よりも大きくなるので、実駆動力Fは第1目標駆動力tF1に基づき制御され、運転者が要求する加速度tACCでもって実車速VSが高められる。 Thereafter, when the second target limit vehicle speed tV S2 is changed to 50 km / h (time t 12 ), the second target driving force tF 2 increases correspondingly, and the second target driving force tF 2 is the first target driving force tF 2 . Since it becomes larger than the target driving force tF 1 , the actual driving force F is controlled based on the first target driving force tF 1 , and the actual vehicle speed V S is increased with the acceleration tACC requested by the driver.
実車速VSが第2目標制限車速tVS2に近づくと、再び、第1目標駆動力tF1が第2目標駆動力tF2よりも大きくなるので、第2目標駆動力tF2が駆動力指令値tFに設定され(時刻t13)、実車速VSが変更後の第2目標制限車速tVS2に制限される。 When the actual vehicle speed V S approaches the second target limit vehicle speed tV S2 , the first target driving force tF 1 becomes larger than the second target driving force tF 2 again, so that the second target driving force tF 2 is a driving force command. The value tF is set (time t 13 ), and the actual vehicle speed V S is limited to the second target limit vehicle speed tV S2 after the change.
このように、設定車速の変化にあわせて実車速VSを設定車速にフィードバック制御することができ、かつ、そのフィードバック制御は実車速VSが設定車速に到達する前に開始されるので、オーバーシュートを抑えることができる。 Thus, the actual vehicle speed V S can be feedback-controlled to the set vehicle speed in accordance with the change in the set vehicle speed, and the feedback control is started before the actual vehicle speed V S reaches the set vehicle speed. Shooting can be suppressed.
また、図10(A)〜(D)は、車両停止状態からアクセル操作量を8°にして発進加速し、車速50km/hに到達したとき(時刻t31)に、自車前方30mのところに車速40km/hで走行中の先行車が割り込んだときの、車速、車間距離、駆動力、アクセル操作量の変化を示している。このとき、設定車速センサ4によって検出される設定車速はないものとする。 10 (A) to 10 (D) show that when the vehicle is stopped and the accelerator operation amount is 8 °, the vehicle is started and accelerated, and when the vehicle speed reaches 50 km / h (time t 31 ), the vehicle is 30 m ahead of the host vehicle. 6 shows changes in vehicle speed, inter-vehicle distance, driving force, and accelerator operation amount when a preceding vehicle traveling at a vehicle speed of 40 km / h interrupts. At this time, it is assumed that there is no set vehicle speed detected by the set vehicle speed sensor 4.
先行車の車速VTと自車速VSから目標車間距離が20mに設定されているとすると、車間距離センサ1によって先行車の存在が認識されると、車両の駆動力指令値tFが、運転者が要求する加速度tACCを実現するのに必要な駆動力である目標駆動力tF1から先行車に目標車間距離で追従するための駆動力であるtF2に切り換わり、アクセル操作量APOが一定であるにもかかわらず、ブレーキアクチュエータ22によってブレーキ力が車両に作用する。 Assuming that the target inter-vehicle distance is set to 20 m from the vehicle speed V T of the preceding vehicle and the host vehicle speed V S , when the presence of the preceding vehicle is recognized by the inter-vehicle distance sensor 1, the driving force command value tF of the vehicle is The target driving force tF 1, which is the driving force required to realize the acceleration tACC required by the user, is switched to tF 2 , which is the driving force for following the preceding vehicle at the target inter-vehicle distance, and the accelerator operation amount APO is constant. Nevertheless, the braking force is applied to the vehicle by the brake actuator 22.
この結果、車両は先行車と同じ速度まで減速し、その後は目標車間距離20mを保ちながら先行車に追従することができる。 As a result, the vehicle decelerates to the same speed as the preceding vehicle, and thereafter can follow the preceding vehicle while maintaining the target inter-vehicle distance of 20 m.
また、図11(A)〜(D)は、設定車速センサ4で検出される設定車速(第2目標制限車速tVS2)が40km/hであるときに、車両停止状態からアクセル操作量を10°にして発進加速し、その後、時刻t41で自車前方30mのところに時速40km/hで走行中の先行車が割り込んだときの、車速、車間距離、駆動力、アクセル操作量の変化を示している。 11A to 11D show that the accelerator operation amount is 10 when the vehicle is stopped when the set vehicle speed (second target limit vehicle speed tV S2 ) detected by the set vehicle speed sensor 4 is 40 km / h. After starting acceleration at °, the change in vehicle speed, inter-vehicle distance, driving force and accelerator operation amount when a preceding vehicle running at 40 km / h at 30 m ahead of the host vehicle interrupted at time t 41 Show.
時刻t41までは図9(A)〜(C)の時刻0〜t12と同じ挙動を示す。時刻t41で先行車の存在を認識した後は、車両の駆動力指令値tFは目標駆動力tF2のままであるが、これを設定するのに用いる目標制限車速指令値tVSが第2目標制限車速tVS2から第1目標制限車速tVS1に切り換わり、これを受けて、駆動力指令値tFが、実車速VSを第2目標制限車速tVS2に近づけるのに必要な駆動力から、先行車に目標車間距離LT *で追従するための駆動力に切り換わり、車間距離を目標車間距離LT *に収束させるために、ブレーキアクチュエータ22によってブレーキ力が車両に作用し、減速している。 Until time t 41 , the same behavior as that at time 0 to t 12 in FIGS. After recognizing the presence of the preceding vehicle at time t 41 , the vehicle driving force command value tF remains the target driving force tF 2 , but the target limited vehicle speed command value tV S used to set this is the second The target limit vehicle speed tV S2 is switched to the first target limit vehicle speed tV S1 , and in response to this, the drive force command value tF is determined from the drive force necessary to bring the actual vehicle speed V S closer to the second target limit vehicle speed tV S2. switches to the preceding vehicle in the driving force for following the target inter-vehicle distance L T *, in order to converge the inter-vehicle distance to the target inter-vehicle distance L T *, the braking force acts on the vehicle by a brake actuator 22 decelerates ing.
この結果、車両は先行車と同じ速度まで減速し、目標車間距離20mを保ちながら先行車に追従する。 As a result, the vehicle decelerates to the same speed as the preceding vehicle and follows the preceding vehicle while maintaining the target inter-vehicle distance of 20 m.
上記制御を行うことによる作用効果をまとめると次の通りである。 The effects of performing the above control are summarized as follows.
コントローラ10は、運転者が要求する加速度(tACC)を実現する駆動力を第1目標駆動力(tF1)として算出し、自車の実車速(VS)を検出し、実車速(VS)と目標制限車速指令値(tVS)の偏差を第1フィードバック補償器(C1)に通し、実車速(VS)を目標制限車速指令値(tVS)に一致させるのに必要な駆動力を第2目標駆動力(tF2)として算出し、第1目標駆動力(tF1)と第2目標駆動力(tF2)のうち小さいほうを駆動力指令値(tF)として選択し、自車の実駆動力(F)が駆動力指令値(tF)となるように自車の駆動力を制御する(第1の発明)。 The controller 10 calculates the driving force for realizing the acceleration (tACC) required by the driver as the first target driving force (tF 1 ), detects the actual vehicle speed (V S ) of the host vehicle, and detects the actual vehicle speed (V S ) And the target limit vehicle speed command value (tV S ) are passed through the first feedback compensator (C 1 ), and the drive required to match the actual vehicle speed (V S ) with the target limit vehicle speed command value (tV S ). calculating a force as a second target driving force (tF 2), and selected as the first target driving force (tF 1) and the driving force command value the smaller of the second target driving force (tF 2) (tF), The driving force of the own vehicle is controlled so that the actual driving force (F) of the own vehicle becomes the driving force command value (tF) (first invention).
これによれば、実車速(VS)が目標制限車速指令値(tVS)に近づくまでは運転者の要求加速度(tACC)を実現するように車両の駆動力が制御される。そして、実車速(VS)が目標制限車速指令値(tVS)に近づくとフィードバック制御で設定される目標駆動力(tF2)が要求加速度(tACC)を実現するのに必要な駆動力(tF1)を下回るため、フィードバック制御で設定される目標駆動力(tF2)が駆動力指令値(tF)として設定され、これが実現されるように車両の駆動力が制御される。実車速(VS)が目標制限車速指令値(tVS)に到達する前からフィードバック制御が開始されるので、オーバーシュートを抑えつつ、実車速(VS)を目標制限車速指令値(tVS)に速やかに収束させることができる。 According to this, the driving force of the vehicle is controlled so as to realize the driver's required acceleration (tACC) until the actual vehicle speed (V S ) approaches the target limit vehicle speed command value (tV S ). Then, when the actual vehicle speed (V S ) approaches the target limit vehicle speed command value (tV S ), the target driving force (tF 2 ) set by the feedback control is the driving force required to realize the required acceleration (tACC) ( Since it is less than tF 1 ), the target driving force (tF 2 ) set by feedback control is set as the driving force command value (tF), and the driving force of the vehicle is controlled so that this is realized. Since the feedback control is started before the actual vehicle speed (V S ) reaches the target limit vehicle speed command value (tV S ), the actual vehicle speed (V S ) is set to the target limit vehicle speed command value (tV S while suppressing overshoot. ) Can be quickly converged.
また、第1フィードバック補償器(C3)は積分特性を有さないように設定される(第2の発明)。第1フィードバック補償器(C3)が積分特性を有していると、積分値が蓄積されて、実車速(VS)が目標制限車速指令値(tVS)に収束するまでの時間が長くなるが、このように第1フィードバック補償器(C3)を設計することにより、フィードバック制御の応答性を向上させ、実車速(VS)を目標制限車速指令値(tVS)にさらに速やかに収束させることができる。 The first feedback compensator (C 3 ) is set so as not to have an integral characteristic (second invention). When the first feedback compensator (C 3 ) has an integral characteristic, the integral value is accumulated, and the time until the actual vehicle speed (V S ) converges to the target limit vehicle speed command value (tV S ) is long. However, by designing the first feedback compensator (C 3 ) in this way, the responsiveness of the feedback control is improved, and the actual vehicle speed (V S ) is more quickly set to the target limit vehicle speed command value (tV S ). It can be converged.
目標制限車速指令値(tVS)は、先行車との実車間距離(LT)を検出し、実車間距離(LT)と目標車間距離(LT *)の偏差を第2フィードバック補償器(fd)に通し、実車間距離(LT)を目標車間距離(LT *)に一致させるのに必要な車速(tVS1)とすることができ(第3の発明)、この場合、オーバーシュートを抑えつつ、実車間距離(LT)を目標車間距離(LT *)に速やかに一致させることができる。目標制限車速指令値(tVS)は、運転者が設定した値、あるいは、車外から取得した値(tVS2)としてもよく(第4の発明)、この場合、運転者が設定した値、あるいは、車外から取得した値(tVS2)にオーバーシュートを抑えつつ実車速(VS)を速やかに目標制限車速指令値(tVS)に一致させることができる。あるいは、これらの値をそれぞれ算出し、最も小さな値を目標制限車速指令値(tVS)として選択するようにしてもよい(第5の発明)。 Target vehicle speed limit command value (tV S) detects the actual headway distance to a preceding vehicle (L T), actual inter-vehicle distance (L T) between the target inter-vehicle distance (L T *) deviation second feedback compensator through (f d), actual inter-vehicle distance (L T) to be a vehicle speed required to match the target inter-vehicle distance (L T *) (tV S1 ) ( third invention). in this case, while suppressing the overshoot, it is possible to quickly match the actual inter-vehicle distance (L T) on the target inter-vehicle distance (L T *). The target limit vehicle speed command value (tV S ) may be a value set by the driver or a value (tV S2 ) acquired from outside the vehicle (fourth invention). In this case, the value set by the driver, or Thus, the actual vehicle speed (V S ) can be quickly matched with the target limit vehicle speed command value (tV S ) while suppressing overshoot to the value (tV S2 ) acquired from outside the vehicle. Alternatively, each of these values may be calculated, and the smallest value may be selected as the target limit vehicle speed command value (tV S ) (fifth invention).
また、第2フィードバック補償器(fd)は積分特性を有さないように設定される(第6の発明)。第2の発明と同様にフィードバック制御の応答性が向上し、実車間距離(LT)を目標車間距離(LT *)にさらに速やかに収束させることができる。 The second feedback compensator (f d ) is set so as not to have an integral characteristic (sixth invention). A second invention and improves the responsiveness of the same feedback control, it is possible to further promptly converge the actual inter-vehicle distance (L T) on the target inter-vehicle distance (L T *).
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, the said embodiment only showed one of the application examples of this invention, and it is the meaning which limits the technical scope of this invention to the specific structure of the said embodiment. Absent.
1 車間距離センサ(車間距離検出手段)
2 アクセル操作量センサ
3 車速センサ(実車速検出手段)
4 設定車速センサ(第1目標制限車速設定手段)
5 クランクセンサ
21 スロットルアクチュエータ
22 ブレーキアクチュエータ
1 Inter-vehicle distance sensor (inter-vehicle distance detection means)
2 Accelerator operation amount sensor 3 Vehicle speed sensor (actual vehicle speed detection means)
4 set vehicle speed sensor (first target limit vehicle speed setting means)
5 Crank sensor 21 Throttle actuator 22 Brake actuator
Claims (6)
自車の実車速を検出する実車速検出手段と、
前記実車速と所定の目標制限車速指令値の偏差を第1フィードバック補償器に通し、前記実車速を前記目標制限車速指令値に一致させるのに必要な駆動力を第2目標駆動力として算出する第2目標駆動力算出手段と、
前記第1目標駆動力と前記第2目標駆動力のうち小さいほうを駆動力指令値として選択する目標駆動力選択手段と、
自車の実駆動力が前記駆動力指令値となるように自車の駆動力を制御する駆動力制御手段と、
を備えたことを特徴とする車両用駆動力制御装置。 First target driving force calculating means for calculating a driving force for realizing an acceleration requested by the driver as a first target driving force;
An actual vehicle speed detecting means for detecting the actual vehicle speed of the own vehicle;
A deviation between the actual vehicle speed and a predetermined target limit vehicle speed command value is passed through a first feedback compensator, and a driving force required to make the actual vehicle speed coincide with the target limit vehicle speed command value is calculated as a second target drive force. Second target driving force calculating means;
Target driving force selection means for selecting a smaller one of the first target driving force and the second target driving force as a driving force command value;
Driving force control means for controlling the driving force of the host vehicle so that the actual driving force of the host vehicle becomes the driving force command value;
A vehicle driving force control apparatus comprising:
前記目標制限車速指令値は、前記実車間距離と所定の目標車間距離の偏差を第2フィードバック補償器に通して得られる前記実車間距離を前記目標車間距離に一致させるのに必要な車速であることを特徴とする請求項1または2に記載の車両用駆動力制御装置。 Provided with inter-vehicle distance detection means for detecting the actual inter-vehicle distance with the preceding vehicle,
The target limit vehicle speed command value is a vehicle speed required to match the actual inter-vehicle distance obtained by passing a deviation between the actual inter-vehicle distance and a predetermined target inter-vehicle distance through a second feedback compensator to the target inter-vehicle distance. The vehicle driving force control device according to claim 1 or 2,
前記実車間距離と所定の目標車間距離の偏差を第2フィードバック補償器に通し、前記実車間距離を前記目標車間距離に一致させるのに必要な車速を第1目標制限車速として算出する第1目標制限車速手段と、
運転者が設定した値、あるいは、車外から取得した値を第2目標制限車速として設定する第2目標制限車速設定手段と、
前記第1目標制限車速と前記第2目標制限車速のうち小さいほうを前記目標制限車速指令値として選択する目標制限車速選択手段と、
を備えたことを特徴とする請求項1または2に記載の車両用駆動力制御装置。 An inter-vehicle distance detecting means for detecting an actual inter-vehicle distance from the preceding vehicle;
A first target for calculating a vehicle speed required to make the actual inter-vehicle distance coincide with the target inter-vehicle distance as a first target limit vehicle speed by passing a deviation between the actual inter-vehicle distance and a predetermined target inter-vehicle distance through a second feedback compensator. Limited vehicle speed means;
A second target limit vehicle speed setting means for setting a value set by the driver or a value acquired from outside the vehicle as the second target limit vehicle speed;
Target limit vehicle speed selection means for selecting a smaller one of the first target limit vehicle speed and the second target limit vehicle speed as the target limit vehicle speed command value;
The vehicle driving force control device according to claim 1, wherein the vehicle driving force control device is provided.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010052561A (en) * | 2008-08-28 | 2010-03-11 | Nissan Motor Co Ltd | Vehicle speed limit control device |
| JP2023044042A (en) * | 2021-09-17 | 2023-03-30 | 株式会社アドヴィックス | Vehicle motion control device |
| CN119872545A (en) * | 2025-03-31 | 2025-04-25 | 中国重汽集团济南动力有限公司 | Cruise control method, electronic device, storage medium, and program product |
-
2006
- 2006-08-02 JP JP2006210738A patent/JP2008037154A/en active Pending
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