JPH064389B2 - 自動車の定速走行制御装置 - Google Patents

自動車の定速走行制御装置

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JPH064389B2
JPH064389B2 JP61074707A JP7470786A JPH064389B2 JP H064389 B2 JPH064389 B2 JP H064389B2 JP 61074707 A JP61074707 A JP 61074707A JP 7470786 A JP7470786 A JP 7470786A JP H064389 B2 JPH064389 B2 JP H064389B2
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control
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永久 藤田
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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、予め設定された目標車速を維持して車両を走
行させるように制御する自動車の定速走行制御装置に関
する。
（従来技術） 定速走行装置を備えた車両は従来から知られており、こ
のような定速走行装置を備えた車両では所定の運転状態
においては、運転者によって設定された車速すなわち、
目標車速で走行するように制御される。特開昭５７−１
９１４３１号公報にはこのような定速走行装置の例が開
示されており、この開示された定速走行装置では、目標
車速を設定する手段と、該設定された目標車速を記憶す
る手段と、この記憶された目標車速と車両の実際の車速
すなわち、実車速との間の車速偏差の大きさに基づいて
定速走行制御を行う手段とを備えており、車両の実際の
車速すなわち、定速走行設定操作が行われた後、その目
標車速に達するまでに車両が加速状態あるいは減速状態
を生じる場合には、その加速度、または、減速加速度が
零になったときの車速に目標車速を設定しなおすように
して実車速が目標車速に収束する際のハンチングを防止
できるようにしている。
（解決しようとする問題点） 上記特開昭５７−１９１４３１号公報に開示されるよう
な従来の定速走行装置においては、目標車速と実車速と
の車速偏差の大きさに応じて、車速偏差が零になるよう
にスロットル開度を制御し、これによって実車速を目標
車速に収束させるようになっている。しかし、車速偏差
の大きさが同じであっても、目標車速あるいは、路面の
勾配、路面抵抗等の車両の走行状態が異なる場合には走
行抵抗の大きさが異なるため、目標車速に到達させるた
めに要求される出力すなわち、駆動力が異なってくる。
このため、必要なスロットル開度の制御量も目標車速あ
るいは、走行状態によって変化することとなり、この結
果、単に目標車速との車速偏差の大きさに応じてスロッ
トル開度を制御する従来の方法では目標車速への良好な
収束性が得られないという問題がある。
（問題を解決するための手段） 本発明は、上記事情に鑑みて構成されたもので設定され
た目標車速に対して安定してしかも、迅速に収束させる
ことができる自動車の定速走行装置を提供することを目
的としている。
吸気通路に設けられるスロットル弁と、該スロットル弁
の開度を調整するアクチュエータと、車両の実車速を検
出する車速検出手段と、車両の目標車速を設定する目標
車速設定手段と、前記実車速と目標車速との車速偏差を
検出する偏差検出手段と、前記偏差検出手段からの出力
信号に応じて目標駆動力を算出する目標駆動手段と、路
面勾配に関連するパラメータを検出する手段と、前記実
車速と路面勾配に関連するパラメータとから車両の走行
抵抗を検出する走行抵抗検出手段と、前記走行抵抗検出
手段の出力に応じて前記目標駆動算出手段で算出された
目標駆動力を補正する目標駆動力補正手段と、該目標駆
動力補正手段の出力に応じたスロットル弁の開度を算出
するスロットル開度演算手段と、該スロットル開度演算
手段からの出力信号に基づいて実車速が目標車速に収束
するように前記アクチュエータを作動させてスロットル
開度を制御するフィードバック制御手段とを備えたこと
を特徴とする。
本発明によれば、まず、実車速と目標車速との車速偏差
が求められ、次にこの偏差と車両の走行状態すなわち、
路面の勾配、路面抵抗等を勘案して車両を目標車速に到
達させるために必要な駆動力が求められる。そして、こ
の駆動力の大きさに応じてスロットル弁の開度が決定さ
れ、アクチュエータを介してスロットル弁の開度が制御
されるようになっている。
この場合、好ましい態様では、本発明の定速走行装置
は、目標車速と車速偏差の大きさとに応じた目標車速に
収束させるに必要な駆動力のマップを備えており、この
マップに基づいて基本的な必要駆動力の値が得られるよ
うになっている。そして、スロットル開度制御量は、マ
ップから得られた駆動力の値を走行状態を考慮して補正
することによって得られる最終的な目標駆動力に基づい
て決定される。
（発明の効果） 従来の定速走行装置においては、車速偏差の大きさに応
じてスロットル開度を制御していたため目標車速あるい
は、走行状態が変わると車速偏差とスロットル開度制御
量との関係が変化し、この結果、定速走行制御が不安定
になって収束性が悪くなるという問題を有していたもの
である。しかし、本発明の定速走行装置では、スロット
ル開度の制御量を決定するに当たって、単に車速偏差に
基づいて制御量を決定するのではなく、目標車速に到達
させるに必要な駆動力を求め、この駆動力の大きさに基
づいてスロットル開度を制御するようにしている。
この場合上記駆動力は目標車速、車速偏差及び走行状態
を考慮して決定されるようになっているとともに、スロ
ットル開度との一定の対応関係を有するので、この駆動
力に着目してスロットル開度を制御することにより、収
束性の良い合理的な定速走行制御を行うことが可能とな
る。従って、本発明による定速走行制御では、目標車
速、走行状態等が変化しても、これによって制御が不安
定になるといった問題は生じない。
（実施例の説明） 以下、図面を参照しつつ本発明の実施例について説明す
る。
第１図には、本発明の１実施例に係る定速走行装置の制
御系が概略的に示されている。本例の車両１は、エンジ
ン２と、該エンジン２に連結される自動変速機３とを備
えており、該自動変速機３には車輪４を駆動するための
駆動軸５が接続される。エンジン２は通常の形式の吸気
系を備えており、この吸気系の吸気通路には燃焼室への
吸気量を制御するスロットル弁が設置される。このスロ
ットル弁の開度を調整するために、スロットルアクチュ
エータ６が設けられる。そして、本例の車両１は、好ま
しくはマイクロコンピユータを含んで構成されるコント
ローラ７を備えており、アクチュエータ６はコントロー
ラ７からの命令信号によって作動するようになってい
る。また、自動変速機３には、作動中の変速段を検出す
るギアポジションセンサ８が取りつけられており、検出
された変速段を示す信号はコントローラ７に入力される
ようになっている。
さらに変速機３には所定の変速段を選択的に作動させる
ための変速アクチュエータ９が取りつけられており、こ
のアクチュエータ９は、コントローラ７からの信号によ
って作動させられるようになっている。また、駆動軸５
には、パルス信号を発生する車速センサ１０が取りつけ
られており、この車速センサ１０からの車速を表す信号
もコントローラ７に入力される。さらに、コントローラ
７には、運転者の操作によって与えられる各種スイッチ
からの信号、すなわち、目標車速を増大させる加速スイ
ッチ１１、目標車速を減少させる減速スイッチ１２、定
速走行制御を再開させるための復帰スイッチ１３、定速
走行制御を行う場合にオンになるメインスイッチ１４、
制動動作が行われた場合には定速走行制御を解除するた
めのブレーキスイッチ１５、及び自動変速機３がニュー
トラルになっている場合に定速走行制御を解除するトラ
ンスミッションスイッチ１６からの信号がそれぞれ入力
される。
コントローラ７は、上記各種のスイッチからの信号を受
け入れるスイッチ入力回路１７、車両の実車速を演算す
る車速検出手段１８、アクセルペダル１９が操作された
とき、その操作量すなわち、アクセル開度位置を検出す
るアクセル位置検出手段２０、該アクセル位置検出手段
からの信号に基づいて基本スロットル開度を演算する基
本スロットル開度演算手段２１、路面の勾配を検出する
勾配検出手段２２、上記スイッチ入力回路１７及び車速
検出手段１８からの信号に基づき、目標車速を設定する
目標車速設定回路２３、上記目標車速設定回路２３、及
び勾配検出手段２２からの信号に基づいて車両の走行抵
抗を予測する走行抵抗予測手段２４、目標車速設定回路
２３及び車速検出手段１８からの信号に基づき、車両の
目標駆動力を演算する目標駆動力演算手段２５、さらに
車速検出手段１８、走行抵抗予測手段２４、及び目標車
駆動力演算手段２５からの信号に基づいて自動変速機の
適性な変速段を決定する変速判定手段２６、をそれぞれ
備えている。
また、コントローラ７は車速検出手段１８、走行抵抗予
測手段２４、目標駆動力演算手段２５、及び上記変速判
定手段２６からの信号に基づき、定速走行制御に必要な
最終的なスロットル開度制御量を演算する最終スロット
ル開度演算手段２７を備えており、この最終スロットル
開度演算手段２７からの信号を、スロットル開度制御手
段２８を介してスロットルアクチュエータ６に出力す
る。
さらに、コントローラ７は変速判定手段からの信号に基
づき自動変速機の変速段を制御する変速制御手段２９を
備えており、この変速制御手段２９からの信号は変速ア
クチュエータ６に入力されるようになっている。
また、コントローラ７は走行抵抗予測手段２４及び目標
駆動力演算手段２５からの信号に基づき目標空燃比を演
算する目標空燃比演算手段３０を備えており、目標空燃
比演算手段３０からの信号は燃料噴射補正手段３１に入
力されて燃料噴射補正手段３１はパワーエンリッチを禁
止するように燃料噴射手段３２に対して命令信号を出力
するようになっている。また、スロットル開度制御手段
２８からの信号は勾配検出手段２２及び変速判定手段２
６にも入力されるようになっている。
以下、本例の制御について説明する。
第２図には、本例の制御のメインフローチャートが示さ
れている。
コントローラ７はまず、システムを初期化するとともに
車速センサ１０、ギアポジションセンサ８、アクセルペ
ダル１９、加速スイッチ１１、減速スイッチ１２、復帰
スイッチ１３、メインスイッチ１４、ブレーキスイッチ
１５、及びトランスミッションスイッチ１６等からの信
号を読み込みこれらの信号をＡ／Ｄ変換する。次に、コ
ントローラ７は、アクセル位置検出手段２０によってＡ
／Ｄ変換されたアクセル位置信号を基本スロットル開度
演算手段２１により、基本スロットル開度(THOBJB)を演
算する。
次に、コントローラ７は、第３図及び第４図に示される
定速走行制御サブルーチンを実行し定速走行制御に必要
なスロットル開度量(THASC)を算出する。
そして、基本スロットル開度(THOBJB)と定速走行制御用
スロットル開度量(THASC)とを比較し、スロットル開度
量(THASC)が大きい場合には、該スロットル開度量(THAS
C)を目標スロットル開度(THOBJ)に設定してスロットル
制御を行い、基本スロットル開度(THOBJB)が大きい場合
には、基本スロットル開度(THOBJB)を目標スロットル開
度(THOBJ)に設定して、スロットル制御を行う。
つぎに、定速走行制御について説明すれば、第３図にお
いて、コントローラ７はメインスイッチ１４、ブレーキ
スイッチ１５（ブレーキ不作動時オン）及びトランスミ
ッションスイッチ１６（ニュウトラルでなくいずれかの
変速段に入っているときオン）がオンになっており、か
つ減速スイッチ１２、または、加速スイッチ１１が操作
中でない場合において定速走行制御を行うようになって
いる。
車両が上記定速走行制御開始条件を満足している場合に
は、コントローラ７は、第７図に示されるサブルーチン
を実行し、目標車速(VSOBJ)を設定して、定速走行制御
を行う。
また、加速スイッチ１１が操作されている場合は、コン
トローラ７はその操作ごとに目標車速(VSOBJ)を一定値
だけ増加させ、減速スイッチ１２が操作されている場合
には、その操作毎に一定値だけ減少させる。さらに、復
帰スイッチ１３が操作された場合には、所定のメモリに
記憶されている記憶車速(MRVS)を目標車速(VSOBJ)に設
定して定速走行制御を開始する。
つぎに、コントローラ７はタイマー設定時間毎に第６図
に示されるサブルーチンを実行して路面勾配を算出す
る。
つぎに、所定時間経過毎に以下に説明する定速走行制御
ルーチンを実行する。すなわち、所定時間経過したと
き、コントローラ７は第５図にしめされる割り込み実行
サブルーチンにより算出された実車速(VSR)と目標車速
(VSOBJ)とを比較し、続いて、実車速(VSR)と目標車速(V
SOBJ)との偏差(DEFVS)を演算する。
そして、車速偏差(DEFVS)が、所定値、本例では、１５K
m/hを越えた場合には、定速走行制御を停止するととも
に、定速走行制御用スロットル開度量(THASC)、目標車
速(VSOBJ)及び積分要素パラメータ(WKINT)を初期化す
る。
車速偏差(DEFVS)が１５Km/h以内である場合には、最終
目標駆動力(TROBJ)を算出するための比例要素(P)を計算
する。この場合比例要素(P)は車速偏差(DEFVS)に所定の
比例データ(DP)を掛けることによって求められる。続い
て、目標車速(VSOBJ)が実車速(VSR)より大きい場合に
は、目標駆動力(TROBJ)に比例要素（Ｐ）を加え、実車
速(VSR)が目標車速(VSOBJ)よりも大きい場合には、目標
駆動力(TROBJ)から、比例要素(P)を減じるようにして現
在の目標駆動力(TROBJ)を修正する。
次に、コントローラ７は、最終目標駆動力(TROBJ)を算
出するために積分データ(DI)から積分要素(I)を計算す
る。そして、上記比例制御と同様に目標車速(VSOBJ)が
実車速(VSR)より大きい場合には、積分要素パラメータ
(WKINT)に積分要素(I)を加え、実車速(VSR)が目標車速
(VSOBJ)よりも大きい場合には積分要素パラメータ(WKIN
T)から、積分要素(I)を減じるようにして現在の目標駆
動力(TROBJ)を修正する。
つぎに、自動変速機用のオイル温度により、動力伝達効
率が変化するためコントローラ７は、上記オイル温度が
低い程目標駆動力(TROBJ)を大きくする補正係数Ｋｏを
算出し、この補正係数Ｋｏを目標駆動力(TROBJ)に乗じ
てこれを補正する。
つぎに、コントローラ７は第６図に示すサブルーチンか
ら求められた路面勾配と第５図のサブルーチンより求め
られた実車速(VSR)とを用いて第７図の割り込みサブル
ーチンから得られる車両の予測抵抗(RLOAD)により、さ
らに目標駆動力(TROBJ)を補正して、最終目標駆動力(TR
OBJ)算出する。
つぎに、コントローラ７は第８図に示される変速制御サ
ブルーチンを実行して、現在の車両の走行状態に応じた
自動変速機の最適の変速段(GPR)を決定する。
つぎに、コントローラ７は、上述の手順で得られた最終
目標駆動力(TROBJ)、実車速(VSR)及び最適変速段(GPR)
に基づいて定速走行制御用スロットル開度量(THASC)を
算出する。この場合、コントローラ７は、最終目標駆動
力(TROBJ)、実車速(VSR)、及び定速走行制御用スロット
ル開度量(THASC)との関係を示すマップを各変速段ごと
に備えており、このマップを用いて当該変速段における
定速走行制御用スロットル開度量(THASC)を決定する。
第３図及び第４図の定速走行制御サブルーチンにより算
出された定速走行制御用スロットル開度量(THASC)は第
２図のメインルーチンにおいて所定の条件を充足する場
合には、目標スロットル開度(THOBJ)として採用され、
第１０図に示す割り込みルーチンの実行によりスロット
ル開度が定速走行制御用スロットル開度量(THASC)に収
束するようにスロットル開度制御手段すなわち、スロッ
トルアクチュエータ６を介してスロットル制御が行われ
る。
つぎに、第３図及び第４図の定速走行制御サブルーチン
において使用される変数を求める手順について、説明す
る。
第５図には、車両の実車速(VSR)を求めるための割り込
みルーチンのフローチャートが示されている。コントロ
ーラ７は実車速(VSR)を算出するに当たって、車速セン
サ１０からのパルス信号を読み込んで車速パルス周期(V
ST)を計測する。つぎに、この車速パルス周期(VST)を平
均化処理して、実車速(VSR)を算出する。
第６図には、路面勾配検出サブルーチンのフローチャー
トが示されている。
第６図において、コントローラ７は、過去Ｔ秒間の平均
車速(VSE)及び、過去Ｔ秒間の平均スロットル開度(THE)
を計算する。つぎに、上記平均車速(VSE)及び平均スロ
ットル開度(THE)に基づいてその間の平均駆動力(TRACE)
及び勾配がない状態での走行抵抗(RROAD)を求める。
次に、コントローラ７は、平均駆動力(TRACE)と上記走
行抵抗(RROAD)との差を求め、この値を単位車両重量当
たりに生じると予測される加速度すなわち、仮想加速度
(ACCV)と設定する。
また、コントローラ７は、過去Ｔ秒間の車速変化(VSD)
を算出し、さらに単位時間当たりの速度変化すなわち、
平均加速度(ACCE)を求める。
そして、仮想加速度(ACCV)と平均加速度(ACCE)との差を
重力加速度で割って路面勾配(RAMP)を求める。
第７図には、車両の予測抵抗(RLOAD)、目標車速(VSOB
J)、及び記憶車速(MRVS)を求めるサブルーチンが示され
ている。
第７図において、コントローラ７は、第５図で得られた
実車速(VSR)及び第６図で求めた路面勾配(RAMP)に基づ
き、マップを用いて予測走行抵抗(RLOAD)を求める。つ
ぎに、積分要素パラメータ(WKINT)の初期値を設定する
とともに、実車速(VSR)を記憶車速(MRVS)として所定の
記憶場所に格納する。また、運転者によって設定された
車速値を目標車速(VSOBJ)として記憶する。
第８図を参照すれば、自動変速機３の変速段(GPR)を設
定するための、変速制御サブルーチンのフローチャート
が示されている。
このルーチンにおいては、コントローラ７は、まず、ギ
アポジションセンサ８からの信号により、現在の変速段
(GPR)を検出する。つぎに、コントローラ７は、実車速
(VSR)と各変速段(GPR)での発揮し得る最大駆動力(TRMA
X)との関係を示すマップから当該変速段における最大駆
動力(TRMAX)を求める。そして、当該変速段の最大駆動
力(TRMAX)が目標駆動力(TROBJ)より小さい場合にはその
変速段を維持して所要の駆動力を確保するのは不可能で
あるので、変速機３の変速制御手段すなわち、変速アク
チュエータ９に対してシフトダウンを行うように命令信
号をおくる。
また、当該変速段の最大駆動力(TRMAX)が目標駆動力(TR
OBJ)より大きい場合には、コントローラ７は、その変速
段における余裕駆動力（ＳＴＲ）すなわち、最大駆動力
(TRMAX)と目標駆動力(TROBJ)との差を計算し余裕駆動力
が一定値を越える場合には、余裕駆動力が十分であると
して、シフトアップ信号を変速アクチュエータ９に出力
する。なお、余裕駆動力が十分でない場合には、変速段
は変更されない。第９図には、空燃比制御サブルーチン
のフローチャートが示されており、このルーチンでは、
コントローラ７は、目標駆動力(TROBJ)及び実車速(VSR)
の値に基づき、マップを用いて目標空燃比(AFOBJ)を求
める。
そして、この目標空燃比(AFOBJ)の値により、現在の運
転状態がパワーエンリッチ条件を満足しているかどう
か、を判断する。この場合、コントローラ７は、目標空
燃比(AFOBJ)が所定値以上のとき、パワーエンリッチ領
域であると判断する。しかし、本例の制御では、定速走
行制御を行う場合には、パワーエンリッチを行わないこ
ととしていので、燃料噴射手段に対してパワーエンリッ
チ禁止信号をおくる。以上のように、本例の定速走行制
御においては、スロットル開度を従来のように単純に車
速偏差に応じて制御するのではなく、運転状態に応じた
目標駆動力をもとめその目標駆動力の大きさに応じて制
御されるようになっているので、収束性の良好な定速走
行制御を行うことができる。
なお上述の実施例では、変速制御を行う場合当該変速段
の最大駆動力と目標駆動力とを比較して行うようにして
いるが、他の手段を用いて変速制御を行うことも可能で
ある。
たとえば、第１１図には、スロットル開度に着目して第
３速と第４速との間の変速制御を行う場合の変速制御サ
ブルーチンのフローチャートが示されている。第１１図
において、変速制御を行うに当たって、コントローラ７
は、ギアポジションを判定し、現在の変速段が第３速で
ある場合には、スロットル開度が所定値Θ２より小さい
かどうかを判断し所定値Θ２より小さいときは、変速制
御手段にシフトアップ信号をおくる。また、所定値Θ２
より小さくないときには、第３速での走行の余裕が十分
でないとして第３速を維持して走行する。現在の変速段
が第４速である場合には、スロットル開度が所定値Θ１
より大きいかどうかを判断し所定値Θ１より大きいとき
は、駆動力が不足していると判断して、変速制御手段に
対してシフトダウン信号を出力する。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の１実施例に係る定速走行装置の制御
系統図、第２図は、第１図の装置を用いた制御のメイン
ルーチンのフローチャート、第３図及び第４図は本発明
の１実施例に係る定速走行制御を行うためのサブルーチ
ンのフローチャート、第５図は、実車速を算出するため
の割り込みルーチンのフローチャート、第６図は、路面
勾配を計算するためのサブルーチンのフローチャート、
第７図は、車両の予測走行抵抗、目標車速、記憶車速を
算出するためのサブルーチンのフローチャート、第８図
は、走行状態に応じて最適の変速段を計算する変速制御
サブルーチンのフローチャート、第９図は、パワーエン
リッチを禁止するための空燃比制御サブルーチンのフロ
ーチャート、第１０図は、スロットル開度制御実行ルー
チンのフローチャート、第１１図は、第８図とは、異な
る方法で変速制御を行う場合の変速制御サブルーチンの
フローチャートである。 １……車両、２……エンジン、３……自動変速機、 ５……駆動軸、６……スロットルアクチュエータ ７……コントローラ、 ８……ギアポジションセンサ、 ９……変速アクチュエータ、 １０……車速センサ、１１……加速スイッチ、 １２……減速スイッチ、１３……復帰スイッチ、 １４……メインスイッチ、 １５……ブレーキスイッチ、 １６……トランスミッションスイッチ、 １９……アクセルペダル、３２……燃料噴射手段。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】吸気通路に設けられるスロットル弁と、該
    スロットル弁の開度を調整するアクチュエータと、車両
    の実車速を検出する車速検出手段と、車両の目標車速を
    設定する目標車速設定手段と、前記実車速と目標車速と
    の車速偏差を検出する偏差検出手段と、前記偏差検出手
    段からの出力信号に応じて目標駆動力を算出する目標駆
    動手段と、路面勾配に関連するパラメータを検出する手
    段と、前記実車速と路面勾配に関連するパラメータとか
    ら車両の走行抵抗を検出する走行抵抗検出手段と、前記
    走行抵抗検出手段の出力に応じて前記目標駆動算出手段
    で算出された目標駆動力を補正する目標駆動力補正手段
    と、該目標駆動力補正手段の出力に応じたスロットル弁
    の開度を算出するスロットル開度演算手段と、該スロッ
    トル開度演算手段からの出力信号に基づいて実車速が目
    標車速に収束するように前記アクチュエータを作動させ
    てスロットル開度を制御するフィードバック制御手段と
    を備えたことを特徴とする自動車の定速走行制御装置。
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