JP2002192979A - 車両の走行制御装置 - Google Patents

車両の走行制御装置

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JP2002192979A JP2000393903A JP2000393903A JP2002192979A JP 2002192979 A JP2002192979 A JP 2002192979A JP 2000393903 A JP2000393903 A JP 2000393903A JP 2000393903 A JP2000393903 A JP 2000393903A JP 2002192979 A JP2002192979 A JP 2002192979A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子制御スロットル装置と自動変速機を備え
た車両において、定速走行制御状態での駆動力飽和時に
自動変速機に早期にダウンシフトを行わせて変速ショッ
クの発生を抑制しつつ目標駆動力を達成する。 【解決手段】 定速制御手段からの駆動力指令値を用い
てエンジンのスロットルバルブ開度と自動変速機の変速
比を制御する走行制御装置において、前記駆動力指令値
の増加を抑制する駆動力指令値増加抑制手段と、実駆動
力が増加不可能になる飽和状態を判定する駆動力飽和判
定手段と、前記駆動力飽和状態判定時に開度信号を増加
補正する開度補正手段とを備えた。スロットル開度を制
御する駆動力指令値の増加を抑制する一方で、実駆動力
が増加不可能になる飽和状態を判定したときに変速比制
御のための開度信号を増加補正するようにしたので、駆
動力の飽和時には自動変速機に早期にダウンシフトを行
わせて変速ショックの発生を防止しつつ、目標駆動力の
達成すなわち車速の追従性を高めることができる

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両の走行制御装
置に関し、特に車速を自動制御する機能を有する走行制
御装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術と解決すべき課題】車両の走行制御装置と
して代表的なものに、運転者が指定した一定車速での走
行を自動制御する定速走行装置またはクルーズコントロ
ール装置と呼ばれるものがある。これは運転者の操作に
よりセットスイッチが閉じられるとこのとき車速センサ
により検出された車速が目標値として制御装置に記憶さ
れ、以後はこの目標値と実車速とが一致するようにエン
ジンスロットルバルブの開度がフィードバック制御され
る。スロットルバルブにはその開度を自動制御するため
のアクチュエータが連結されている。近年の車両ではス
ロットル開度をアクチュエータのみで制御するようにし
たいわゆる電子制御スロットル装置が適用されつつあ
る。電子制御スロットル装置では、アクセルペダルの操
作がセンサにより電気信号に変換され、コントローラは
これに基づいてステップモータなどからなるアクチュエ
ータを駆動してスロットルバルブの開度を制御する。
【０００３】ところで、自動変速機を搭載した車両は、
一般に変速比がアクセルペダル操作量と車速とに依存し
て変化するように構成されているが、定速走行装置を併
用する場合には、定速走行時にはアクセルペダル操作量
がアイドル相当となってしまうため、アクセルペダルか
らの信号を変速比制御に適用することはできない。そこ
で、目標車速を達成するための目標駆動力と車速信号と
からスロットル開度相当の開度信号を算出してこれを用
いて変速制御を行うことが考えられるが、このようにす
るとさらに次のような問題が生じる。
【０００４】すなわち、特開平8-295155号公報に開示さ
れているように目標駆動力を演算するフィードバック制
御系には、勾配などによる外乱に対応するために外乱補
償器を備えられているが、エンジントルクが増加できず
に飽和した場合等には目標駆動力が得られずに実駆動力
が飽和し、これにより目標車速に追従できない状態が継
続すると外乱推定値が増加してますます目標駆動力が増
加してしまう。やがて目標駆動力の増加に伴い、変速制
御に用いる開度信号も増加してダウンシフトが行われる
と、増大した目標駆動力がその時点で急激に実現されて
不快な変速ショックを発生する。
【０００５】仮に、これを防ぐために目標駆動力の増大
を抑制するためのリミッタを設けたとすると、リミッタ
の影響で目標駆動力が増加しなくなることから、こんど
は変速制御に用いる開度信号の増加が抑制されてしま
い、これによりダウンシフトの機会がなかなか訪れなく
なり、駆動力が飽和した状態すなわち車速が目標値に追
従できない状態が継続してしまうという問題を生じる。
【０００６】本発明はこのような従来の問題点に着目し
てなされたもので、定速制御状態下での駆動力飽和時に
自動変速機に早期にダウンシフトを行わせて変速ショッ
クの発生を抑制しつつ目標車速への追従性を確保するこ
とを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、実車速を
フィードバックして目標車速が得られる駆動力指令値を
演算する車速制御手段と、車速制御手段からの駆動力指
令値に基づきエンジンのスロットルバルブ開度を制御す
るスロットル開度制御手段と、前記車速制御手段からの
駆動力指令値と車速信号とからスロットル開度相当の開
度信号を演算する開度信号演算手段と、開度信号演算手
段からの開度信号に基づき自動変速機の変速比を制御す
る変速制御手段とを備えた車両の走行制御装置におい
て、前記駆動力指令値の増加を抑制する駆動力指令値増
加抑制手段と、実駆動力が増加不可能になる飽和状態を
判定する駆動力飽和判定手段と、前記駆動力飽和状態判
定時に開度信号を増加補正する開度補正手段とを備え
た。
【０００８】第２の発明は、前記スロットル開度制御手
段を、駆動力指令値と変速比とに基づきエンジントルク
指令値を算出するように構成すると共に、前記駆動力飽
和判定手段を、エンジントルク指令値がエンジン回転数
に応じた上限値を超える場合を駆動力飽和状態と判定す
るように構成した。
【０００９】第３の発明は、前記第１の発明のスロット
ル開度制御手段を、変速制御手段が設定した変速機入力
トルクの上限値をエンジントルク指令値が超える場合に
はエンジントルクを抑制する駆動保護制御を行うように
構成すると共に、前記駆動力飽和判定手段を、前記駆動
力保護制御が行われている状態を駆動力飽和状態と判定
するように構成した。
【００１０】第４の発明は、前記各発明において、駆動
力飽和判定手段を、目標車速と実車速との偏差が基準値
以上の状態が基準時間以上経過した場合を駆動力飽和状
態と判定するように構成した。
【００１１】第５の発明は、前記第２の発明の駆動力飽
和判定手段を、目標車速と実車速との偏差が基準値以上
の状態が基準時間以上経過するまでは、エンジントルク
指令値がエンジン回転数に応じた上限値を超える場合で
あっても駆動力飽和状態と判定しないように構成した。
【００１２】第６の発明は、前記第３の発明の駆動力飽
和判定手段を、目標車速と実車速との偏差が基準値以上
の状態が基準時間以上経過するまでは、前記駆動保護制
御状態であっても駆動力飽和状態と判定しないように構
成した。
【００１３】
【作用・効果】第１の発明によれば、スロットル開度を
制御する駆動力指令値の増加を抑制する一方で、実駆動
力が増加不可能になる飽和状態を判定したときに変速比
制御のための開度信号を増加補正するようにしたので、
駆動力の飽和時には自動変速機に早期にダウンシフトを
行わせて変速ショックの発生を防止しつつ、目標駆動力
の達成すなわち車速の追従性を高めることができる。
【００１４】第２の発明によれば、エンジントルク指令
値がエンジン回転数に応じた上限値を超える場合を駆動
力飽和状態と判定するものとしたことから、エンジント
ルク指令値がエンジンの限界を超えていることに起因す
る駆動力の飽和状態を適切に判定することができる。
【００１５】第３の発明によれば、変速制御手段が設定
した変速機入力トルクの上限値をエンジントルク指令値
が超える場合にはエンジントルクを抑制する駆動保護制
御を行い、この駆動力保護制御が行われている状態を駆
動力飽和状態と判定するように構成したことから、変速
機の保護のためのエンジントルク抑制に起因する駆動力
の飽和状態にも適切に対応することができる。
【００１６】第４の発明によれば、目標車速と実車速と
の偏差が大きい状態がある程度の時間経過した場合を駆
動力飽和状態と判定するようにしたことから、車速制御
に影響の大きい駆動力飽和状態に適切に対応することが
できる。
【００１７】第５の発明によれば、目標車速と実車速と
の偏差が大きい状態がある程度の時間経過するまでは、
エンジントルク指令値がエンジン回転数に応じた上限値
を超える場合であっても駆動力飽和状態と判定しないよ
うに構成した。車速が追従している限りはエンジントル
クが飽和しても差し支えないので、このような場合の無
用なダウンシフト動作を防止することができる。
【００１８】第６の発明によれば、目標車速と実車速と
の偏差が大きい状態がある程度の時間経過するまでは、
前記駆動保護制御状態であっても駆動力飽和状態と判定
しないように構成した。車速が追従している限りは駆動
保護制御でエンジントルクが抑制されていても差し支え
ないので、このような場合の無用なダウンシフトを防止
することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態を図面に基
づいて説明する。図１において、１は定速制御のセット
操作スイッチ、２は車速センサ、４はスロットルバルブ
である。１１は本発明の駆動力およびスロットル開度の
制御に係わる各手段としての機能を備えたコントロー
ラ、１５は同じく変速制御手段としての機能を備えた変
速機コントローラである。前記各コントローラ１１，１
５は、それぞれの制御に必要な各種信号の入出力処理お
よび演算処理を行うマイクロコンピュータおよびその周
辺装置から構成されている。１２はアクセルペダル１３
の操作量を検出するアクセルペダルセンサ、１４はコン
トローラ１１からの指令を受けてスロットルバルブ４を
駆動するスロットルモータ、２５は変速機コントローラ
１５からの指令を受けて変速段が制御される自動変速
機、２６はスロットルバルブ４の開度を検出するスロッ
トルセンサである。
【００２０】コントローラ１１内で記号１６〜２４とし
て示した各ブロックは中央演算処理装置（ＣＰＵ）によ
る処理機能を示しており、１６はアクセル開度検出部、
１７は定速制御演算部、１８はスロットル開度補正演算
部、１９ａ，１９ｂは指令値選択部、２０はスロットル
モータ制御部、２１はスロットル開度演算部、２２はス
ロットル開度相当の開度信号を変速機コントローラ１５
に与える駆動力マップ、２３は駆動力飽和判定部、２４
は加算開度演算部である。前記スロットル開度演算部２
１は、定速制御演算部１７からのエンジントルク指令値
とエンジン回転数とからスロットル開度指令値を演算す
る。また、マップ２２は、図２に例示したように駆動力
指令値と車速とから開度信号を付与する駆動力マップと
して構成されている。
【００２１】アクセル開度演算部１６は、アクセルペダ
ルセンサ１２から入力するアクセルペダル操作量信号に
基づいてアクセル開度を演算し、これを指令値選択部１
９ａ，１９ｂへと出力する。前記第１の指令値選択部１
９ａでは、後述する定速制御時を除き、前記アクセル開
度を要求スロットル開度として補正演算部１８を介して
スロットルモータ制御部２０へと出力する。また、前記
第２の指令値選択部１９ｂでは、定速制御時を除き、ア
クセル開度を変速比を決定するためのパラメータとして
変速機コントローラ１５へと出力する。スロットルモー
タ制御部２０は、開度指令値をスロットルモータ１４に
出力して、スロットルバルブ４が指令開度となるように
スロットルセンサ２６からの信号を監視しながらフィー
ドバック制御を行う。一方、変速機コントローラ１５
は、前記アクセル開度信号と車速とに基づき所定の駆動
力が得られるように、図３に例示したような変速マップ
を参照して自動変速機２５の変速段ないし変速比を制御
する。なお図３中の数字１〜４は自動変速機の第１速〜
第４速の変速段を表している。また、前記スロットル開
度補正演算部１８は、希薄空燃比運転を行うときのスロ
ットル開度増量補正演算等を行う。
【００２２】一方、定速制御演算部１７では、セット操
作スイッチ１の状態を示す信号と、車速センサ２からの
車速信号とに基づいて、定速制御のための駆動力指令値
を演算し、これを指令値選択部１９ａと１９ｂに向けて
出力する。ただし、スロットルモータ制御部２０への駆
動力指令値は自動変速機２５から得られる変速比信号で
除算され、この除算結果であるエンジントルク指令値が
スロットル開度制御部２１に付与されて開度指令値とな
る。また、変速機コントローラ１５への駆動力指令値は
車速センサ２からの車速信号と共にマップ２２に付与さ
れ、前述したように指令値選択部１９ｂにはこのマップ
２２を参照して得られる開度信号が出力される。
【００２３】定速制御演算部１７での処理としては、セ
ット操作スイッチ１が操作（閉成）されたときの車速を
目標値として記憶し、車速信号を監視しながら実車速が
目標車速と一致するような駆動力を演算してこれを駆動
力指令値として出力する。このとき、指令値選択部１９
ａ，１９ｂでは、前記定速制御演算部１７からの駆動力
指令値に基づきマップ２２からの指令値が入力したとき
には、これをアクセル開度演算部１６からの指令値に優
先してスロットルモータ制御部２０（スロットル開度補
正演算部１８）および変速機コントローラ１５へと出力
することで、アクセルペダル操作に依存しない定速走行
制御を行わせる。なお、この定速走行制御は例えば運転
者の解除操作または制動操作等により終了し、以後は再
び定速走行のセット操作がなされない限り、前述したア
クセルペダル操作に基づくスロットル開度および変速比
の制御が行われる。
【００２４】スロットルモータ制御部２０または変速機
コントローラ１５は、前述したようにそれぞれアクセル
ペダル操作量に基づく開度指令値、または定速走行制御
状態にあっては定速制御演算部１７からの駆動力指令値
に基づく開度指令値によりエンジンのスロットル開度ま
たは変速機の変速比を制御する。すなわち定速制御演算
部１７からの指令値によりスロットル開度または変速比
が制御される定速走行制御状態下では、変速機コントロ
ーラ１５に付与される指令値は原則としてマップ２２に
より与えられるスロットル開度相当の信号である。
【００２５】ただし、この実施形態では、スロットル開
度制御部２１に入力するエンジントルク指令値に上限値
によりエンジントルクの上限を規制し、規制されている
状態をエンジントルク飽和状態と判定する。この上限値
は、例えば図４に示したようにエンジン回転数Ｎｅに対
してエンジントルクの最大値を付与するように予め設定
されたテーブルを参照することで決定される。また、詳
しくは後述するが、変速機コントローラ１５からの駆動
保護指令が出力されている駆動保護制御状態のとき、定
速制御演算部１７での駆動力指令値の増加を前述と同様
にして抑制するとともに、駆動力飽和判定部２３にて駆
動力飽和状態が判定されているときには、変速機コント
ローラ１５に付与する開度指令値を増加補正して早期の
ダウンシフトを促すようにしている。
【００２６】前記駆動保護指令は、例えば自動変速機２
５に低油温状態で高トルクが入力したときの故障を防止
するために、スロットル開度制御部２１に対して保護指
令を出力することにより、図５に例示したような特性で
設定される変速機入力トルクの上限値よりも出力が増大
しないように開度指令値を抑制する。この駆動保護指令
およびエンジントルク飽和状態判定は、駆動力飽和判定
部２３に対して後述する開度補正のための一条件として
送信されると共に、定速制御部１７に対して後述するリ
ミッタの作動条件として送信される。
【００２７】一方、駆動力飽和判定部２３では、定速制
御演算部１７からの情報（クルーズ判定）に基づき定速
制御状態であることを検出したときには、目標車速、実
車速、変速ギヤ位置情報およびスロットル開度制御部２
１からの情報に基づき駆動力飽和状態にあるか否か等を
判定し、その結果を加算開度演算部２４に付与する。駆
動力飽和判定部２３は、エンジントルクが前記飽和状態
または駆動保護指令により抑制されているか、または目
標車速に対する偏差が基準値以上の状態がある判定基準
時間以上継続した車速追従不可状態であるかに基づき、
駆動力飽和状態を判定する。なお、エンジントルク飽和
状態は上限値との関係で判定するほか、例えばエンジン
トルク指令値から目標吸気流量→スロットル開口面積→
スロットル開度と変換して算出して、任意のスロットル
開度での目標吸気流量に対しエンジン回転数に応じた上
限値を設けておき、目標吸気流量がこの上限値に達して
いるときにエンジントルク飽和状態と判定するようにし
てもよい。
【００２８】図６は駆動力飽和判定部２３およびその判
定結果に基づく加算開度演算部２４の演算動作内容を表
した流れ図であり、この演算動作はコントローラ１５に
よる駆動力制御の一環として周期的に実行される。なお
図中の符号Ｓは処理ステップを表す。この演算動作で
は、定速制御中であること、前述したエンジントルク飽
和状態または駆動保護状態であること、車速追従不可状
態であること、自動変速機２５がダウンシフトしていな
いことをすべて満足したときに駆動力飽和状態であると
して開度信号の増加補正分を演算し、既述したマップ２
２による開度信号に前記補正分を加算する（ステップ１
〜７）。これに対して、前記何れかの条件でも成立しな
いときには前記補正分を最小限ゼロに達するまで減じる
（ステップ８）。
【００２９】図７は、前記駆動保護制御およびエンジン
トルク飽和判定がなされるときの定速制御演算部１７で
のリミッタ（本発明の駆動力指令値の増加を抑制する手
段に相当）の働きを示している。これは実車速Ｖｓｐが
目標車速Ｖｓｐｒに一致するように駆動力指令値を決定
するフィードバック制御例を概念的に表しており、図示
したようにこの制御においてリミッタは駆動保護制御中
またはエンジントルク飽和判定状態下ではその直前の入
力値を上限リミッタとして設定することで駆動力指令値
の増加を抑制する。なお、図中のｚは遅延演算子であ
り、ｚ-1は１サンプル周期前の値を表す。また、Ｃ１
（ｚ-1）、Ｃ２（ｚ-1）は近似ゼロイング手法による外
乱推定器、Ｃ３（ｚ-1）はモデルマッチング手法による
補償器である。
【００３０】図８は前記実施形態によるタイミングチャ
ートである。図中の破線はリミッタを設けなかった場合
の特性を示しており、この場合は図示したようにエンジ
ン飽和判定後も駆動力指令値が増大し、その後変速機が
ダウンシフトすると増大した駆動力指令値に見合った実
駆動力が出てしまい、その直後に実駆動力が過大となっ
たことによりこんどは駆動力指令値が急減することか
ら、車速が大きく変動する。これに対して本実施形態で
は、リミッタの機能により駆動力指令値の増加が抑制さ
れる一方で、開度信号の加算処理により早期にダウンシ
フトが起きる。ダウンシフトに際しても、もともと駆動
力指令値が抑制されているため駆動力指令値の変動は少
なく、したがって車速の変動が少ない滑らかな走行性能
が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の概略構成図。
【図２】前記実施形態の駆動力マップの構成例を示す説
明図。
【図３】前記実施形態の変速マップの構成例を示す説明
図。
【図４】前記実施例のトルク指令値のリミッタの構成例
を示す説明図。
【図５】前記実施形態において自動変速機の油温に応じ
て入力トルクの上限値を付与するテーブルの構成例を示
す説明図。
【図６】前記実施形態の加算開度演算部の演算動作内容
を表す流れ図。
【図７】前記実施形態の定速制御演算部でのフィードバ
ック制御の概念図。
【図８】前記実施形態の効果を示したタイミングチャー
ト。
【符号の説明】
１ セット操作スイッチ ２ 車速センサ ４ スロットルバルブ １１ コントローラ １２ アクセルペダルセンサ １３ アクセルペダル １４ スロットルモータ １５ 変速機コントローラ １６ アクセル開度演算部 １７ 定速制御演算部 １８ スロットル開度補正演算部 １９ａ，１９ｂ 指令値選択部 ２０ スロットルモータ制御部 ２１ スロットル開度制御部 ２２ 駆動力マップ ２３ 駆動力飽和判定部 ２４ 加算開度演算部 ２５ 無段自動変速機（ＣＶＴ） ２６ スロットルセンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 29/02 ３０１ Ｆ０２Ｄ 29/02 ３０１Ｃ 41/04 ３１０ 41/04 ３１０Ｆ ３１０Ｇ Ｆ１６Ｈ 61/04 Ｆ１６Ｈ 61/04 // Ｆ１６Ｈ 59:24 59:24 59:44 59:44 63:12 63:12 Ｆターム(参考） 3D041 AA53 AB01 AC01 AC15 AC18 AD02 AD04 AD10 AD31 AE04 AE31 AE32 AE45 AF01 AF09 3D044 AA42 AB01 AC05 AC16 AC26 AD04 AD17 AE01 AE07 AE19 AE21 3G093 AA05 BA03 BA23 CB10 DA01 DA06 DB05 EA09 EB03 FA04 FA10 FA11 FB05 3G301 JA04 KB02 KB10 LA01 NC04 ND03 NE17 PE01Z PF01Z PF03Z 3J552 MA01 NA01 NB04 PA02 PA39 RB06 RB11 RC14 SA01 SB27 TB02 TB03 UA08 VB01W VC03W VD02Z

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】実車速をフィードバックして目標車速が得
    られる駆動力指令値を演算する車速制御手段と、 車速制御手段からの駆動力指令値に基づきエンジンのス
    ロットルバルブ開度を制御するスロットル開度制御手段
    と、 前記車速制御手段からの駆動力指令値と車速信号とから
    スロットル開度相当の開度信号を演算する開度信号演算
    手段と、 開度信号演算手段からの開度信号に基づき自動変速機の
    変速比を制御する変速制御手段とを備えた車両の走行制
    御装置において、 前記駆動力指令値の増加を抑制する駆動力指令値増加抑
    制手段と、 実駆動力が増加不可能になる飽和状態を判定する駆動力
    飽和判定手段と、 前記駆動力飽和状態判定時に開度信号を増加補正する開
    度補正手段とを備えた車両の走行制御装置。
  2. 【請求項２】前記スロットル開度制御手段は、駆動力指
    令値と変速比とに基づきエンジントルク指令値を算出す
    るように構成されると共に、 前記駆動力飽和判定手段は、エンジントルク指令値がエ
    ンジン回転数に応じた上限値を超える場合を駆動力飽和
    状態と判定するように構成されている請求項１に記載の
    車両の走行制御装置。
  3. 【請求項３】前記スロットル開度制御手段は、変速制御
    手段が設定した変速機入力トルクの上限値をエンジント
    ルク指令値が超える場合にはエンジントルクを抑制する
    駆動保護制御を行うように構成されると共に、 前記駆動力飽和判定手段は、前記駆動力保護制御が行わ
    れている状態を駆動力飽和状態と判定するように構成さ
    れている請求項１に記載の車両の走行制御装置。
  4. 【請求項４】前記駆動力飽和判定手段は、目標車速と実
    車速との偏差が基準値以上の状態が基準時間以上経過し
    た場合を駆動力飽和状態と判定するように構成されてい
    る請求項１から請求項３の何れかに記載の車両の走行制
    御装置。
  5. 【請求項５】前記駆動力飽和判定手段は、目標車速と実
    車速との偏差が基準値以上の状態が基準時間以上経過す
    るまでは、エンジントルク指令値がエンジン回転数に応
    じた上限値を超える場合であっても駆動力飽和状態と判
    定しないように構成されている請求項２に記載の車両の
    走行制御装置。
  6. 【請求項６】前記駆動力飽和判定手段は、目標車速と実
    車速との偏差が基準値以上の状態が基準時間以上経過す
    るまでは、前記駆動保護制御状態であっても駆動力飽和
    状態と判定しないように構成されている請求項３に記載
    の車両の走行制御装置。
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