JP2632522B2 - パワープラントの制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、実車速を目標車速に保持する定速走行制御
手段と自動変速機とを備えたパワープラントの制御装置
に関するものである。

（従来の技術） 従来より、車両の走行車速を制御するについて、実車
速を目標車速に維持するようエンジン出力を制御する定
速走行制御手段と、所定の変速パターンで変速制御され
る自動変速機とを備えた構成がある（例えば、特開昭57
−196317号公報参照）。

上記エンジンでは、定速走行制御においては、アクセ
ルペタルの操作を行うことなく、設定した目標車速と実
車速との偏差に対応してスロットル開度調整によりエン
ジン出力をフィードバック制御し、目標車速を維持する
ようにしたものである。

（発明が解決しようとする問題点） しかして、前記のような定速走行制御手段を備えたエ
ンジンに対する自動変速機においては、通常の走行状態
では運転者のアクセル操作に伴ってスロットル開度が変
化し、このスロットル開度と車速とに応じて変速制御を
行うのに対し、定速走行制御中には定速走行制御手段に
よってスロットル開度制御が行われ、前記変速制御に使
用するスロットル開度信号は、定速走行制御の結果とし
て制御量が短期間で繰り返し変動するハンチング現象を
生起している場合がある。

そして、上記のようなハンチング現象が生起している
入力信号に基づいて自動変速機の変速制御を行うと、こ
の自動変速機の変速制御にもハンチング現象が生起する
場合があり、変速段が短期間でシフトダウンとシフトア
ップとを繰り返されるような安定感に欠ける制御となる
恐れがある。

特に、自動変速機の変速制御はアクセル開度と車速と
に応じて設定された変速パターンに基づいて制御するの
が制御応答性などの点で好ましいものであるが、エンジ
ンのスロットル開度をアクセル操作から切り離して電気
的に制御するようにしたものでは、定速走行制御中には
アクセル操作は解放されて開度は０の状態であり、アク
セル開度に基づく変速制御を行うことができなくなるこ
とから、定速走行制御中にも負荷に応じて変動するスロ
ットル開度信号に基づいて変速制御するようにした場合
に、上記のような変速ハンチングが生じる恐れがある。
そして、上記定速走行制御によるスロットル開度調整に
ハンチング現象が発生するのは、特に乗員が変ったり、
坂道走行となるのに伴う外乱によって車両の特性が変っ
た場合、または、コントローラの電圧低下時、モータの
過度応答性が経年変化によって遅くなった場合などに発
生しやすくなるものである。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、定速走行制御を実
行しているときの自動変速機の変速制御に変速ハンチン
グが生じるのを防止するようにしたパワープラントの制
御装置を提供することを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明のパワープラントの制
御装置は、実車速を目標車速との偏差に基づくフィード
バック制御によって演算した目標スロットル開度を設定
して目標車速を維持するよう、エンジンのスロットル開
度を調整して定速制御を行う定速走行制御手段と、上記
スロットル開度を検出するスロットル開度検出手段と、
車速またはこれに対応する速度を検出する速度検出手段
と、上記各検出手段により検出されたスロットル開度と
車速またはこれに対応する速度に基づいて自動変速機で
の変速を制御する変速制御手段と、上記スロットル開度
検出手段より出力されるスロットル開度信号から上記フ
ィードバック制御に基づくスロットル開度の振動を除去
する振動除去手段を備え、前記変速制御手段は、前記定
速走行制御手段の作動による定速走行制御中には、上記
振動除去手段からの上記フィードバック制御に基づくス
ロットル開度の振動が除去されたスロットル開度信号と
車速またはこれに対応する速度に基づいて変速段を決定
することを特徴とするものである。

第１図は本発明の構成を明示するための全体構成図で
ある。

定速走行制御手段Ａは、車速設定手段Ｂで設定された
目標速度と、速度検出手段Ｃで検出された実車速とを比
較して、両車速の偏差に基づくフィードバック制御によ
って演算した目標スロットル開度を設定して、目標車速
を維持するようにエンジンＥのスロットル弁Ｄの開度を
調整する定速走行制御を行うものである。

また、自動変速機Ｆの変速段を切換える変速制御手段
Ｇを設け、この変速制御手段Ｇは、スロットル開度検出
手段Ｈによって検出されたスロットル開度と前記速度検
出手段Ｃによって検出された車速に基づいて変速段を求
め、自動変速機Ｆの変速制御を行うものである。

そして、上記変速制御手段Ｇに入力されるスロットル
開度信号は、振動除去手段によってＩによって上記スロ
ットル開度検出手段Ｈより出力されるスロットル開度信
号から、前記定速走行制御手段Ａにおけるフィードバッ
ク制御に基づくスロットル開度の振動を除去するように
処理される。

前記スロットル開度検出手段Ｈは、定速走行制御手段
Ａから出力される目標スロットル開度を検出するか、実
際のスロットル弁Ｄの開度を検出するものであり、これ
らのスロットル開度信号に対して前記振動除去手段Ｉに
よってその振動成分を除去するものである。

（作用） 上記のようなパワープラントの制御装置では、定速走
行制御手段によって実車速と目標車速との偏差に基づく
フィードバック制御でスロットル開度の定速走行制御が
行われている場合には、そのスロットル開度信号を振動
除去手段によってそのスロットル開度信号から上記フィ
ードバック制御に基づくスロットル開度の振動を除去し
てから変速制御手段に入力し、この入力信号にはハンチ
ング現象が生じていないようにして、変速制御における
変速ハンチングの発生を防止して定速走行制御中におけ
る変速制御が適正に行えるようにしている。

（実施例） 以下、図面に沿って本発明の実施例を説明する。第２
図は具体例の全体構成図である。この実施例は、エンジ
ンのスロットル弁をアクセル開度に応じて電気的に制御
するスロットル制御でエンジン出力を制御し、定速走行
制御を行う例について示す。

エンジン１の吸気通路２には吸入空気量を調整するス
ロットル弁３が介装され、このスロットル弁３はDCモー
タ等のスロットルアクチュエータ４により開閉駆動され
る。また、自動変速機５は複数の変速用ソレノイド6a〜
6cとロックアップ用ソレノイド７とを有し、変速用ソレ
ノイド6a〜6cのオン、オフの組合せによって油圧回路が
切換えられて複数の油圧締結素子が選択的に締結される
ことにより、変速機構が複数の変速段に切換え操作され
る。また、ロックアップ用ソレノイド７のオン、オフに
よってトルクコンバータ内のロックアップクラッチ（図
示せず）が締結もしくは解放されるようになっている。

そして、上記スロットルアクチュエータ４に対してス
ロットル制御信号ａを出力するスロットル制御用コント
ローラ8Aが設けられると共に、自動変速機５の各ソレノ
イド6a〜6c,7に対して変速制御信号ｂおよびロックアッ
プ制御信号ｃを出力する変速制御用コントローラ8Bが設
けられている。スロットル制御用コントローラ8Aには、
車速を検出する車速センサ９からの車速信号Vnと、アク
セルペダル10の踏込み量（アクセル開度）を検出するア
クセルセンサ11からのアクセル開度信号αと、ブレーキ
操作を検出するブレーキスイッチ12からのブレーキ信号
BRと、スロットル弁３の開度を検出するスロットルセン
サ13からのスロットル開度信号THと、変速機５の変速位
置を検出するギヤポジションセンサ14からのギヤポジシ
ョン信号GPと、モードスイッチ15からの変速モード信号
Ｍとがそれぞれ入力されると共に、定速走行操作スイッ
チとしてメインスイッチ16、セットスイッチ17、リジュ
ームスイッチ18、コーストスイッチ19からの操作信号
（ON,OFF）がそれぞれ入力される。一方、変速制御用コ
ントローラ8Bには、前記車速センサ９からの車速信号Vn
と、アクセルセンサ11からのアクセル開度信号αと、ス
ロットルセンサ13からのスロットル開度信号THと、モー
ドスイッチ15からの変速モード信号Ｍろがそれぞれ入力
される。

前記スロットル弁３の駆動機構は、第３図に示すよう
に、スロットル弁３はアクセル操作機構21（メカリンク
機構）およびアクチュエータ操作機構22（エレキリンク
機構）のいずれによっても開閉操作可能に設けられてい
る。すなわち、スロットル弁３に連結された中央のスラ
イド部材23の両側に、該スライド部材23の突部23aと係
合可能なアクセセル側係合部材24とアクチュエータ側係
合部材25とが配設され、アクチュエータ側は遊びの少な
い状態で係合し、通常はスロットルアクチュエータ４の
作動に伴ってスロットル弁３が開閉作動される。一方、
アクセル側は遊びが大きく、所定量以上アクセル操作し
ないと係合部材24によってスロットル開作動はできず、
アクチュエータ故障時等に操作可能としている。

上記アクセルペダル10の操作量（アクセル開度）は係
合部材24に連係して設けられたアクセルセンサ11で検出
され、コントローラ8A,8Bに入力される。また、アクセ
ルペタル10にもバックアップ用のアクセルセンサ26が配
設されている。一方、スロットルアクチュエータ４はモ
ータ4aがクラッチ4bを介して設けられ、サーボ用スロッ
トルセンサ27が付設されている。一方、スロットル弁３
にはスロットル開度検出用のスロットルセンサ13が設置
され、その信号はコントローラ8A,8Bに入力される。

次に第４図は前記スロットル制御用コントローラ8Aの
機能ブロック図を示し、各種センサからの入力信号が走
り感制御部30と自動速度制御部31に入力され、走り感制
御部30はアクセル開度に応じてスロットル開度を制御す
るものであり、アクセル開度に対してスロットル開度の
基準値を求め、これをアクセル踏み速度補正、車速補正
等を施すものである。

一方、自動速度制御部31は自動速度制御操作すなわち
メインスイッチ16、セットスイッチ17、リジュームスイ
ッチ18、コーストスイッチ19の操作に対応して目標車速
の設定、加速、減速制御を行い、実車速が目標車速とな
るように目標スロットル開度を出力する。

上記走り感制御部30および自動速度制御部31の信号
は、選択的にスロットル開度設定部32に入力され、自動
速度制御の場合にはフィルタ処理部33を経て目標設定部
34に入力される一方、走り感制御の場合にはフィルタ処
理部33を迂回して目標設定部34に入力される。上記フィ
ルタ処理部33はスロットル開度信号の振動成分を除去す
るものであり、具体的には目標スロットル開度信号Tvを
過去５回分の平均値Tvaを演算し、変速制御用コントロ
ーラ8Bおよび目標設定部34に出力する。目標設定部34
は、この値により最終目標スロットル開度Toに設定する
ものである。

そして、この目標スロットル開度Toとの現在のスロッ
トル開度THとの偏差を求めて、PID演算部35でこの偏差
が小さくなるように制御信号を演算し、前記スロットル
アクチュエータ４に駆動信号を出力し、スロットル開度
が目標スロットル開度となるようにフィードバック制御
するものである。

なお、前記フィルタ処理部33は、上記平均値の演算の
他、一次遅れフィルタ、二次遅れフィルタなとのソフト
ウェア演算を行うようにしてもよく、また、スロットル
演算部を電気回路で構成するものでは、電気的なRCロー
パスフィルタの構成によって実現できるものである。

また、前記自動速度制御部31における目標車速Voと実
車速Vnとの偏差に基づくフィードバック制御における目
標スロットル開度Tvnの演算ロジックは、IPDによる演算
式を次に示す。

Tvn＝Tvn−１＋K_I×（Vo−Vn） −K_PV×（Vn−VnP1） −K_DV×｛（Vn−Vn−１） −（Vn−１−Vn−２）｝ ここで、K_Iは前向き積分定数で、即校性はないが、偏
差を小さくする効果があり、大きすぎると制御の速度が
低下する。K_PVは負帰還比例定数で、高速車の方が低速
車のときより目標収束速度を遅くする効果があり、これ
を大きくすると高速時に滑らかな制御となる。K_DVは負
帰還微分定数で、これを大きくすると負荷変化があって
も収束速度を変えないように作用する。

一方、前記変速制御用コントローラ8Bは、詳細は図示
しないが、前記スロットル制御用コントローラ8Aのスロ
ットル開度設定部32からの目標スロットル開度信号Tvま
たはフィルタ処理部33からのスロットル開度平均値信号
Tvaをスロットル開度信号として入力し、定速走行制御
中でもハンチング現象の生じていないスロットル開度信
号に基づいて変速ハンチングが生起しないように変速制
御を行うものである。この変速制御は、上記スロットル
開度信号と車速に対応して変速段が設定されている変速
パターンに基づいて変速段を読込み、対応する変速信号
を出力するものである。

次に、他の実施例におけるコントローラ8A,8Bの処理
をフローチャートに従って説明する。この実施例ではス
ロットル開度信号の振動成分を除去する信号処理（フィ
ルタ処理）を、スロットルセンサで検出した信号に対し
て行う例である。

第５図はスロットル制御用コントローラ8Aのメインル
ーチンであり、このコントローラ8Aは、作動開始時に所
定のシステムイニシャライズ（ステップS1）を行い、前
記各種センサからの検出信号を読み込み、これらから制
御に必要な各種情報を入力する（S2）。

ステップS3は定速走行制御を含む自動速度制御（AS
C）を開始する条件が成立しているか否かを判定するも
のであり、この自動速度制御の開始条件は、メインスイ
ッチ16がオンで、シフト位置がＤレンジで、かつ車速が
設定値（例えば40km/h）以上の場合である。また、自動
速度制御を解除する条件は、上記開始条件を満たしてい
ないとき、またはブレーキが作動された場合である。

そして、この自動速度制御条件を満すと、自動速度制
御に移行してセットスイッチ17、リジュームスイッチ1
8、コーストスイッチ19の操作、アクセルおよびブレー
キ操作に対応して車速フィードバック制御モード、加速
モード等のモード設定制御を行い（S4）、各モードに対
応した目標スロットル開度Toの設定制御を行う（S5）。
また、自動速度制御条件を満さない場合には、通常スロ
ットル制御に移行して、アクセル操作量に基づいてスロ
ットル開度Toを設定制御する（S6）。

上記のようにしてステップS5またはS6で設定された目
標スロットル開度Toに対応するスロットル制御信号ａを
スロットルアクチュエータ４に出力し（S7）、スロット
ル弁３を目標開度Toに作動する。また、前記ステップS4
のモード設定に対応して、ステップS8で定速制御を含む
自動速度制御中の変速段の規制を演算し、変速制御用コ
ントローラ8Bに、例えば４速禁止信号を出力するもので
ある。さらに、後述の遅延処理を行うための加速タイマ
Tacのカウントアップを行い（S9）、上記ルーチンを所
定時間（例えば30msec）毎に実行するものである。

第６図は前記メインルーチンのステップS4における自
動速度制御の設モード設定サブルーチンである。ステッ
プS10で自動速度制御の開始条件が成立しているか否か
を判定し、この自動速度制御条件を満すと、S11〜S16で
セットスイッチ17のオン操作時に起動フラグSFをセット
し、加速タイマTacのリセット、ブレーキ解除フラグBF
のリセットを行い、実車速Vnで目標車速Voを更新し、セ
ットスイッチ17がオフになったときの車速が設定目標車
速Voとなる。

上記のようにして目標車速Voが設定されると自動速度
制御に移行し（S17）、ブレーキおよびアクセル操作さ
れず（S18,S19）、また、セットスイッチ17、コースト
スイッチ19、リジュームスイッチ18が操作されていない
場合には、ステップS20〜S24のNO判定により車速フィー
ドバック制御モードIII（定速走行制御）に移行する。
この車速フィードバック制御モードIIIは、実車速Vnと
目標車速Voとの偏差に基づいてPI−PD演算等によって、
目標車速Voを達成するために必要なスロットル開度Tvを
演算し、これを目標スロットル開度Toに設定する。

また、上記車速フィードバック制御中にブレーキ操作
されると（S18）、ブレーキ解除フラグBFをセットし（S
25）、通常スロットル制御モードＩに移行する、前記自
動速度制御条件が成立していない場合にも各フラグをリ
セット（S27）してから、また、目標車速Voが設定され
ていない場合（S17）にも、通常スロットル制御モード
Ｉに移行する。通常スロットル制御モードＩは、アクセ
ル開度αおよび変速モードＭ（エコノミ、ノーマル、パ
ワー）などに対応する基本スロットル開度マップを選択
し、検出アクセル開度αに対し基本スロットル開度Tbを
読み込み、必要な補正を施して目標スロットル開度Toに
設定するスロットル制御を行う。

一方、アクセル操作が行われるとステップS19がYES判
定となり、ブレーキ解除中でない場合（S26）にアクセ
ル加速モードIIに移行する。アクセル加速モードIIは、
目標スロットル開度Tvと踏込まれたアクセル開度αに対
応するスロットル開度Tbとの合計によって目標スロット
ル開度Toを設定する。また、セットスイッチ17が操作さ
れると、ステップS20のYES判定によりセットスイッチ動
作処理Ａを行う。このセットスイッチ動作処理は、加速
タイマTacが設定値（遅延時間）を超えている加速要求
時には、４速禁止指令を行うためのシフトフラグをセッ
トし加速モードへ移行する。この加速モードは、坂道走
行状態等に対応する負荷補償開度を求め、平地一定加速
度加速のためのスロットル開度とによって一定の加速度
で車両の加速を行うように目標スロットル開度Toを設定
する。さらに、減速のためにコーストスイッチ19がオン
操作されると、ステップS12のYES判定によりコーストス
イッチ動作処理Ｂを行う。このコーストスイッチ動作処
理Ｂは、目標車速Voを更新してコーストモードに移行す
る。このコーストモードは、モーストスイッチ操作中は
目標スロットル開度Toを０に設定し、スロットル弁３を
全閉にして減速を行い、オフ時の実車速Vnを目標車速Vo
に設定して車速フィードバック制御に戻るものである。

さらに、ブレーキ操作で自動速度制御が解除された状
態で目標車速Voを元の設定値に再設定するためにリジュ
ームスイッチ18がオン操作されると、ステップS22のYES
判定によりリジュームスイッチ動作Ｃに移行し、元の目
標車速Voに加速する間リジューム動作を保持し（S2
3）、リジュームスイッチ動作Ｃに移行する。このリジ
ュームスイッチ動作は、目標車速Voと実車速Vnとの偏差
が収束していない場合には、前記加速モードに移行して
目標車速Voまで一定加速での加速を行うように目標スロ
ットル開度To設定するものである。

次に、前記メインルーチンのステップS8における変速
規制制御の詳細は図示しないが、上記制御モード選定に
対応し、車速フィードバックモードIIIでは、車速偏差
（Vo−Vn）とスロットル開度THに基づいてトルク余裕を
判断しつつ変速規制を行い、シフトダウン（４速禁
止）、シフトアップ（４速許可）を設定する。例えば、
スロットル開度THが80％より大きい場合にはトルク余裕
がないとして車速が収束していても３速（４速禁止）と
し、80％以下でも車速が収束せず低く且つスロットル開
度THが60％以上の場合にもトルク不足として４速禁止と
する制御を行い、変速禁止指令を出力する。

一方、加速モードでは、変速段をシフトダウンするよ
うに４速禁止指令を出力し、またコーストモードも同様
に変速段をシフトダウンしてエンジンブレーキを高める
ように４速禁止指令を出力する。さらに、リジューム動
作中の場合にも、車速偏差が大きい場合には、変速段を
シフトダウンするように４速禁止指令を出力するもので
ある。

第７図は前記変速制御用コントローラ8Bによる自動変
速機５の変速制御における変速パターン読込み部分の要
部ルーチンを示す。まず、スロットルセンサ13の出力か
らスロットル開度TH、実車速Vnなどを入力し（S30）、
ステップS31で自動速度制御中か否かを判定し、この判
定がNOで通常のスロットル制御の場合には、ステップS3
4,S35に進んでスロットル開度THと車速Vnに対応して変
速段が設定されている変速パターンをサーチし、検出ス
ロットル開度THと実車速Vnに基づいて変速パターンの当
該ゾーンの変速段を読み込み、変速信号を出力する（S3
6）。また、自動速度制御のアクセル加速モードの場合
にも、S32のYES判定により上記と同様にスロットル開度
THと車速Vnの信号に基づいて変速段を設定する。

一方、自動速度制御中でアクセル加速中でない場合
（S31,S32）には、アクセル操作がされていないことか
ら、ステップS33で検出スロットル開度信号THを過去の
所定回数の平均値THaを求めるフィルタ処理を行って、
振動成分を除去する。そして、前記ステップS35,S36に
進んで、このスロットル開度の平均値THaと車速Vnとに
基づいて変速パターンから変速段を読込み、変速信号を
出力するものである。

そして、上記自動速度制御中に、スロットル制御用コ
ントローラ8Aから、例えば、４速禁止指令信号が入力さ
れると、前記変速パターンから読み込んだ変速段が４速
であっても３速に設定してシフトダウン制御するもので
ある。

上記のような実施例により、運転者のアクセル操作に
対応してスロットル開度が制御されているスロットル制
御状態においては、スロットル開度信号の振動成分を除
去する信号処理は行わず、遅れを伴うことなく良好な応
答性でスロットル制御および変速制御を行う。また、定
速走行制御を含む自動速度制御では、変速制御に使用す
るスロットル開度信号に対して振動成分を除去する信号
処理を行い、変速ハンチングの発生を防止することがで
きる。

なお、上記実施例においては、定速走行制御以外でも
スロットル開度を電気的に制御するスロットル制御手段
を備えた例について示したが、スロットル弁とアクセル
ペダルとの機械的連係を保ったまま定速走行制御時にス
ロットル開度を調整する構造についても本発明は適用可
能である。また、スロットル制御用コントローラと変速
制御用コントローラとは一体的に構成するようにしても
よい。

（発明の効果） 上記のような本発明によれば、定速走行制御手段によ
るフィードバック制御に基づくスロットル開度調整で定
速制御を行っているときには、自動変速機の変速制御に
使用するスロットル開度信号から上記フィードバック制
御に基づくスロットル開度の振動を除去するようにした
ことにより、変速ハンチングの発生を防止することがで
き、変速制御が適切に行えるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を明示するための全体構成図、 第２図は一実施例における制御システム図、 第３図はスロットル弁の開閉機構の概略構成図、 第４図はスロットル制御用コントローラのブロック図、 第５図は他の実施例におけるスロットル制御用コントロ
ーラの全体の制御動作を示すメインフローチャート図、 第６図はその要部フローチャート図、 第７図は変速制御用コントローラの要部フローチャート
図である。 Ａ……定速走行制御手段、Ｂ……車速設定手段、 Ｃ……速度検出手段、D,3……スロットル弁、 F,5……自動変速機、Ｇ……変速制御手段、Ｈ……スロ
ットル開度検出手段、Ｉ……振動除去手段、8A,8B……
コントローラ、13……スロットルセンサ、33……フィル
タ処理部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−241737（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−30427（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−99219（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−196317（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】実車速を目標車速との偏差に基づくフィー
   ドバック制御によって演算した目標スロットル開度を設
   定して目標車速を維持するよう、エンジンのスロットル
   開度を調整して定速制御を行う定速走行制御手段と、 上記スロットル開度を検出するスロットル開度検出手段
   と、 車速またはこれに対応する速度を検出する速度検出手段
   と、 上記各検出手段により検出されたスロットル開度と車速
   またはこれに対応する速度に基づいて自動変速機での変
   速を制御する変速制御手段とを備えたパワープラントの
   制御装置において、 上記スロットル開度検出手段より出力されるスロットル
   開度信号から上記フィードバック制御に基づくスロット
   ル開度の振動を除去する振動除去手段を備え、 上記変速制御手段は、前記定速走行制御手段の作動によ
   る定速走行制御中には、上記振動除去手段からの上記フ
   ィードバック制御に基づくスロットル開度の振動が除去
   されたスロットル開度信号と車速またはこれに対応する
   速度に基づいて変速段を決定することを特徴とするパワ
   ープラントの制御装置。