JP2927296B2

JP2927296B2 - 車両用定速走行装置

Info

Publication number: JP2927296B2
Application number: JP2074074A
Authority: JP
Inventors: 悟安藤; 義明阿南; 健村井
Original assignee: Matsuda KK
Current assignee: Matsuda KK
Priority date: 1990-03-23
Filing date: 1990-03-23
Publication date: 1999-07-28
Anticipated expiration: 2014-07-28
Also published as: JPH03273938A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、車両用定速走行装置に関するものであり、
さらに詳細には、登坂走行状態における自動変速機の変
速制御を登坂路の長さに応じて好適に行うことができる
車両用定速走行装置に関するものである。

先行技術エンジンのスロットルバルブの開度を、実車速と目標
車速との偏差に応じて制御することによって、車両を設
定車速で走行させるようにした車両用定速走行装置が知
られている（たとえば、特開昭59−192114号公報な
ど）。

この種の車両用定速走行装置は一般に、車両の登坂時
又は降坂時に、自動変速機の変速タイミングを、実車速
と目標車速との偏差、スロットル開度及び変速禁止タイ
マーの設定時間などによって補正し、これによって、登
坂走行状態又は降坂走行状態における所望の車速制御を
確保していた（特公昭62−36889号公報、特開昭63−137
037号公報など）。

例えば、或る定速走行装置は、車両が登坂路に進入し
たときに、車速偏差及びスロットル開度などに基づいて
自動変速機をシフトダウンして、車両の加速性能を向上
し、シフトダウン後、所定時間経過したときに、自動変
速機をシフトアップして、実車速に対応した変速段で速
度制御を行うように構成されていた。

発明が解決しようとする課題しかしながら、このような定速走行装置においては、
シフトアップのタイミングが予め所定の登坂路を想定し
て設定されていることから、登坂路が予め想定された走
行距離よりも長い場合、車両が登坂路を脱する前に自動
変速機がシフトアップされてしまい、車両の失速を補償
するためのシフトダウンが繰り返されて、自動変速機の
変速ハンチングが生起することがあった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、登坂
走行状態における最適な自動変速機のシフトアップタイ
ミングを選択し、上記ハンチングを防止することができ
る車両用定速走行装置を提供することを目的としてい
る。

課題を解決するための手段及び作用上記の目的を達成するために本発明は、実車速と目標
車速との偏差に基づいて実車速が目標車速に収束するよ
うにスロットルバルブのスロットル開度を制御する車両
用定速走行装置において、実車速が目標車速より所定値
以上低下したときに自動変速機をシフトダウンさせるシ
フトダウン手段と、このシフトダウン後にスロットル開
度及びスロットル開度変化率に基づきスロットル開度が
低開度で安定した状態であることを判定したときに、自
動変速機をシフトアップするシフトアップ手段と、を有
することを特徴としている。

このように構成された本発明においては、車両が登坂
路に進入して実車速が大きく低下したとき、シフトダウ
ン手段が自動変速機をシフトダウンし、車両の加速性を
確保する。シフトアップ手段は、このシフトダウン後
に、スロットル開度が低開度で安定した状態（低開度安
定状態）であることを判定すると、自動変速機をシフト
アップする。このように、本発明によれば、車両が登坂
路を脱出し、走行抵抗の軽減に伴って、スロットルバル
ブが大きく閉じて安定したときに、自動変速機がシフト
アップされるので、車両の登坂路脱出前にシフトアップ
が実行されることなく、登坂路脱出後の最適なタイミン
グでシフトアップが実行される。

また、本発明においては、シフトアップ手段が、スロ
ットル開度で低開度で安定した状態であることをファジ
ー理論により判定するようにしてもよい。

実施例以下、添付図面に基づいて、本発明の実施例につき、
詳細に説明を加える。

第１図は、本発明の実施例に係る定速走行装置を備え
たエンジンの全体概略図であり、第1A図は、第１図に示
すスロットルバルブアクチュエータの拡大縦断面図であ
る。

第１図において、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バルブ３が設けられ、このス
ロットルバルブ３は、スロットルバルブアクチュエータ
４により開閉駆動され、その開度が制御される。また、
自動変速機５は、複数の変速用ソレノイド6a、6b、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、6b、6cのオン、オフの組み合わせにより、図示し
ない油圧回路が切換えられて、図示しない複数の油圧締
結素子が選択的に締結され、これによって、変速機構が
複数の変速段に操作される。また、ロックアップ用ソレ
ノイド７のオン、オフによって、図示しないトルクコン
バータ内のロックアップクラッチ（図示せず）が、締結
または解放されるように構成されている。

第1A図に示すように、スロットルバルブアクチュエー
タ４は、エンジン１の負圧を蓄積するための負圧室41
と、大気と連通している大気室42と、負圧室41に導入さ
れるエンジン１の負圧によって作動されるダイアフラム
43と、ダイアフラム43を矢印Ａと逆方向に付勢している
スプリング44と、ダイアフラム43に連結されたロッド45
と、ロッド45とスロットルバルブ３とを作動的に連結し
ているスロットルワイヤ46と、大気と連通しているリリ
ース管路47aと、リリース管路47aと負圧室41とを連通可
能な電磁比例式のリリース制御弁47と、エンジン１の負
圧が供給されるプル管路48aと、プル管路48aと負圧室41
とを連通可能な電磁比例式のプル制御弁48とから略構成
されており、リリース制御弁47及びプル制御弁48のソレ
ノイドをデューティ制御することによって負圧室41に対
するエンジン１の負圧を給排制御することにより、ダイ
アフラム43及びロッド45を矢印Ａ方向に往復動させ、ス
ロットルワイヤ46を介してスロットルバルブ３を開閉作
動させるようになっている。

第１図に示すように、コントロールユニット８が設け
られ、車速を検出する車速センサ９からの車速信号Vn、
アクセルペタル10の踏み込み量をアクセル開度の形で検
出するアクセルセンサ11からのアクセル開度信号α、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、スロットルバルブ３の開度を検出するスロッ
トルバルブ開度センサ13からのスロットル開度信号Ｔ、
自動変速機５の変速位置を検出するギアポジションセン
サ14からのギアポジション信号GPおよびモードスイッチ
15からの変速モード信号Ｍが、コントロールユニット８
にそれぞれ入力される。コントロールユニット８は、ス
ロットルバルブアクチュエータ４、自動変速機５の各変
速ソレノイド6a、6b、6cおよびロックアップ用ソレノイ
ド７に、それぞれ、スロットルバルブ制御信号Ａ、変速
制御信号Ｂおよびロックアップ制御信号Ｃを出力してい
る。スロットルバルブ制御信号Ａは、スロットルバルブ
アクチュエータ４のリリース制御弁47及びプル制御弁48
にそれぞれ入力されるリリース制御信号A₁及びプル制御
信号A₂とからなり、リリース制御信号A₁及びプル制御信
号A₂は、そのデューティ比によってリリース制御弁47及
びプル制御弁48の各開度を可変制御するパルス信号であ
る。

コントロールユニット８には又、定速走行操作スイッ
チであるメインスイッチ16、セットスイッチ17、リジュ
ームスイッチ18およびコーストスイッチ19からの操作信
号SW1、SW2、SW3、SW4が、それぞれ、入力される。な
お、メインスイッチ16は、定速走行装置の電源をONにし
てシステム全体をスタンバイ状態にするためのものであ
り、セットスイッチ17は、希望する目標車速V₀を設定す
るためのものであり、リジューム（自動復帰）スイッチ
18は、定速走行制御を解除した後に、再び解除前の目標
車速V₀で定速走行を行うためのものであり、コーストス
イッチ19は、定速走行制御中に希望の減速を行うための
ものである。

第２図は、第１図に示すコントロールユニットの部分
構成を示す概略ブロック図である。また、第３図は、本
例の定速走行装置を備えた車両の登坂走行状態における
一般的な車速特性及びスロットル開度特性を示す線図で
ある。

第２図に示すように、コントロールユニット８は、実
車速Vnなどに基づいて目標スロットル開度T₀を設定し
て、スロットルバルブアクチュエータ４を作動する自動
速度制御手段と、実車速Vn及びスロットル開度THなどに
基づいて自動変速機５を変速制御する変速制御手段と、
車両の登坂路進入時に自動変速機５のシフトダウンを判
定する４→３判定手段と、車両の登坂路脱出時に自動変
速機５のシフトアップを判定する３→４判定手段とを備
えている。

自動速度制御手段は、車速信号Vn、アクセル開度信号
α、ブレーキ信号BR、スロットル開度信号Ｔ及び操作信
号SW1、SW2、SW3、SW4が入力され、これらの信号に基づ
いて、目標車速Vo及び制御モードを設定し、設定された
目標車速Vo及び制御モードに従って目標スロットル開度
T₀を決定する。自動速度制御手段は、スロットルバルブ
３の開度が、決定された目標スロットル開度T₀となるよ
うに、スロットルバルブアクチュエータ４に対してリリ
ース制御信号A₁及びプル制御信号A₂を出力する。また、
自動速度制御手段は、目標車速Voと実速度Vnとの車速偏
差ΔＶを、シフトダウン判定用として、４→３判定手段
に入力する。

自動速度制御手段は、定速走行制御を含む自動速度制
御（ASC）を実行する条件が成立しているとき、即ち、
メインスイッチ16がオンで、シフト位置がＤレンジで、
車速が所定値、たとえば、40km/h以上の場合には、自動
速度制御条件が満たされたと判定して、自動速度制御手
段による自動速度制御を実行し、操作信号SW1、SW2、SW
3、SW4、アクセル開度信号α及びブレーキ信号BRに応じ
て、車速フィードバック制御モード、加速モードなどの
モード設定制御を行い、各モードに対応した目標スロッ
トル開度T₀を設定する。他方、上記条件の少なくとも一
つが充足されていない場合には、自動速度制御条件が満
たされていないと判定し、また、ブレーキが作動された
場合には、上記条件が満たされていても、自動速度制御
が解除されたと判定し、通常のスロットルバルブ開度制
御に移行し、アクセルペダル操作量に基づいて、目標ス
ロットル開度T₀を設定制御する。更に、自動速度制御手
段は、設定された目標スロットル開度T₀に対応するスロ
ットルバルブ制御信号Ａ、即ち、リリース制御信号A₁又
はプル制御信号A₂をスロットルバルブアクチュエータ４
に出力して、スロットルバルブ３の開度を目標スロット
ル開度T₀に作動する。

上記車速フィードバック制御モードの詳細ルーチンは
省略するが、実車速Vnと目標車速V₀との偏差および実車
速Vnの変化量などに基づいて、PI−PD演算などにより、
目標車速V₀に収束させ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T₀に設定して、フ
ィードバック制御が行われる。この車速フィードバック
制御の実行中に、ブレーキが操作されると、車速フィー
ドバック制御を停止して、通常のスロットルバルブ開度
制御モードに移行する。

上記の通常のスロットルバルブ開度制御モードの詳細
ルーチンは省略するが、アクセル開度αを検出し、変速
モードＭ（エコノミー、ノーマル、パワー）に対応する
マップを選択して、アクセル開度αに対するギアポジシ
ョンに応じた基本スロットルバルブ開度を求め、これ
に、アクセルペダル踏み込み速度補正、車速補正、水温
補正などの各種補正を行って、目標スロットルバルブ開
度T₀を設定する。

さらに、定速走行制御実行中に、アクセルペダル10
が、その開度αが所定値α_０以上、たとえば、５％以
上、操作されると、アクセル加速モードに移行する。こ
のアクセル加速モードの詳細ルーチンは省略するが、そ
れまでの車速フィードバック制御における目標車速V₀に
対応する目標スロットル開度を入力するとともに、踏込
まれたアクセルペダル開度αに対応する基本スロットル
開度を求め、両者の和を目標スロットル開度T₀として設
定する。

変速制御手段は、車速信号Vn、アクセル開度信号α、
スロットル開度信号Ｔ、ギアポジション信号GP及び変速
モード信号Ｍが入力され、これらの信号に基づいて、変
速判定及びロックアップ判定を行い、自動変速機５の変
速ソレノイド6a、6b、6cおよびロックアップ用ソレノイ
ド７に変速制御信号Ｂ及びロックアップ制御信号Ｃを出
力して、自動変速機５の変速制御を行う。また、変速制
御手段は、３→４判定手段及び４→３判定手段からの３
→４信号及び４→３信号によって、シフトアップ及びシ
フトダウンをそれぞれ実行する。

４→３判定手段は、目標車速Voと実車速Voとの車速偏
差ΔＶが入力され、実車速Vnの低下によって、車速偏差
ΔＶが拡大したときに、３速へのシフトダウンを判定
し、シフトダウンを判定したときに、４→３信号を変速
制御手段に入力して、変速制御手段に自動変速機５のシ
フトダウンを指令する。

３→４判定手段には、４→３判定手段の４→３信号
と、スロットルバルブセンサ13からのスロットル開度信
号Ｔとが入力される。３→４判定手段は、スロットル開
度信号Ｔに基づいて、スロットルバルブ３の開閉作動状
態、即ち、スロットル開度TH及びスロットル開度THの変
化率dTを検出する。３→４判定手段は、４→３信号に基
づいて、４→３判定手段が自動変速機５のシフトダウン
を指令したか否かを認識した後に、かかるスロットル開
度TH及び変化率dTによって、スロットル開度の低開度安
定状態を検出すると、車両が登坂路を脱出したものと判
定して、３→４信号を変速制御手段に入力し、変速制御
手段に自動変速機５のシフトアップを指令する。

第３図に示すように、車両が走行路Ｌ又はＬ′を走行
するとき、走行路Ｌの登坂路ｌ又はｓに進入した直後か
ら車両の実車速Vnは徐々に低下し、また、スロットルバ
ルブ３のスロットル開度TH又はTH′（破線で示す）は、
実車速Vnが目標車速V₀に収束するように増大され、自動
変速機５はt₁時点において上記４→３判定手段のシフト
ダウン判定に基づいてシフトダウンされる。この結果、
実車速Vnは、部分ａにおいて増大傾向に反転し、部分Ｃ
で示すように、t₂時点において、ほぼ安定する。

車両が比較的長い登坂路ｌを走行しているとき、t₂時
点では、車両の加速が終了したことから、スロットル開
度THは、過渡的に安定した状態となり、登坂路ｌを略脱
出したとき、走行抵抗の軽減により大きく低減され（Δ
TH）、t₃時点において、部分ｂで示すように、比較的低
開度で安定した状態となる。一方、車両が比較的短い登
坂路Ｓを走行しているとき、比較的早期に走行抵抗が軽
減するので、車速Vnが安定する前に、スロットル開度T
H′が大きく低減され（ΔTH′）、部分ｂ′において、
比較的低開度で安定した状態となる。

第4A図、第4B図、第4C図及び第4D図は、本発明の他の
実施例を示す図である。

第4A図乃至第4D図には、ファジー理論に基づく制御ル
ールが示されており、第4A図は、スロットル開度THを変
数とする入力メンバーシップ関数を示し、第4B図は、ス
ロットル開度THの変化率dT（絶対値）を変数とする入力
メンバーシップ関数を示し、第4C図は、第4A図及び第4B
図によって求められた各ファジー集合のグレードから結
論のファジー集合を求めるためのファジールールを示
し、また、第4D図は、結論のファジー集合から最終的な
結論を求めるための出力メンバーシップ関数を示してい
る。また、各図において、各ファジー集合を示すNB、N
S、ZO、PS、及びPBはそれぞれ、負で大きい（Negative
Big）、負で小さい（Negative Small）、ほぼゼロ（Zer
o）、正で小さい（Positive Big）、正で大きい（Posit
ive Big）を意味している。

第4a図において、例えば、スロットル開度THがT₁のと
き、NB及びNSのグレードはそれぞれ、0.8及び0.6であ
り、また、第4B図において、スロットル開度THの変化率
dTがdT₁のとき、ZO及びPSはそれぞれ、0.6及び0.3であ
る。このようにしてグレードが求められたファジー集
合、即ち、スロットル開度THのNB（0.8）及びNS（0.6）
と、スロットル開度THの変化率dTのZO（0.6）及びPS
（0.3）とから、第4C図に示すファジールールのテーブ
ルによって、破線で示すように、結論のファジー集合P
S、ZO、ZO及びZOが求められる。また、これらのファジ
ー集合PB、ZO、ZO及びZOの各グレードは、小さい値が選
択される。例えば、スロットル開度THのNB（0.8）と変
化率dTのZO（0.6）とからグレード0.6のZO（ZO（0.
6））が結論として求められる。

更に、これらの結論、PS（0.3）、ZO（0.6）、ZO（0.
3）及びZO（0.6）は、第4D図に示す出力メンバーシップ
関数に、仮想線で示す如く反映される。なお、２つのZO
（0.6）は、第4D図において、重複して示されている。
そして、出力メンバーシップ関数に反映された各結論PS
（0.3）、ZO（0.6）、ZO（0.3）及びZO（0.6）によって
囲まれた領域、即ち、第4D図に各種影線で示した領域の
重心位置が、定常状態の判定値を示す第4D図の横軸から
求められ、該重心位置が定常判定のしきい値γより小さ
いとき、スロットル開度THが定常状態、即ち、低開度で
安定した状態にあると判定される。上記例においては、
重心位置は、上記横軸上に示す最終的な結論C₁にあり、
従って、スロットル開度THは定常状態にあると判定され
る。

このように、本実施例においては、定速走行制御中に
おける登坂進入時の変速生後を、実車速Vn、スロットル
開度TH及びスロットル開度THの変化率dTに基づいて行
う。そして、実車速Vnが目標車速V₀より大きく低下した
ときに車両が登坂路に進入したと判定して、自動変速機
５のシフトダウンを実行する。また、上記スロットル開
度TH及び変化率dTより、ファジー理論に基づいて、スロ
ットル開度THの低開度安定状態を判定し、上記シフトダ
ウン後に、スロットル開度THの定常状態を検出したとき
に、登坂路を脱したものとしてシフトアップを実行す
る。従って、登坂走行状態における最適な自動変速機の
シフトアップタイミングを選択して、車両の登坂路脱出
に適応した自動変速機５のシフトアップを行うことがで
き、かくして、比較的長い登坂路における走行中に、短
時間の間に変速が繰り返されるような変速ハンチングを
防止することが可能となる。また、低開度安定状態の判
定は、ファジー理論に基づいて行われるので、低開度安
定状態の判定に迷いが生じず、定常判定プログラムを単
純化することが可能となる。

本発明は、以上の実施例に限定されることなく特許請
求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可
能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるもので
あることはいうまでもない。

例えば、上記実施例においては、スロットルバルブア
クチュエータとして、負圧式のアクチュエータを用いて
いるが、DCモータなどの他の形式のアクチュエータを採
用することも可能である。

また、上記ファジー理論における最終的な結論の導き
方は、ファジー理論における各種方法を採用することが
可能である。

更に、上記実施例においては、３→４判定手段は、ス
ロットルバルブ開度センサ13からのスロットル開度信号
Ｔに基づいて、スロットル開度の低開度安定状態を検出
しているが、リリース制御信号A₁及びプル制御信号A₂の
パルス出力時間を積分することによって、スロットルバ
ルブ３の低開度安定状態を検出することも可能である。

発明の効果本発明の上記構成によれば、登坂走行状態における最
適な自動変速機のシフトアップタイミングを選択し、上
記ハンチングを防止することができる車両用定速走行装
置を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】第１図は、本発明の実施例に係る定速走行装置を備えた
エンジンの全体概略図であり、第1A図は、第１図に示す
スロットルバルブアクチュエータの拡大縦断面図であ
る。第２図は、第１図に示すコントロールユニットの概略構
成を示すブロック図である。第３図は、本発明に係る定速走行装置を備えた車両の登
坂走行状態における一般的な車速特性及びスロットル開
度特性を示す線図である。第4A図、第4B図、第4C図及び第4D図は、本発明の他の実
施例を示す図である。１……エンジン、２……吸気通路、３……スロットルバルブ、４……スロットルバルブアクチュエータ、５……自動変速機、 6a、6b、6c……変速用ソレノイド、７……ロックアップ用ソレノイド、８……コントロールユニット、９……車速センサ、10……アクセルペタル、 11……アクセルセンサ、12……ブレーキスイッチ、 13……スロットルバルブ開度センサ、 14……ギアポジションセンサ、 15……モードスイッチ、16……メインスイッチ、 17……セットスイッチ、 18……リジュームスイッチ、 19……コーストスイッチ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭60−84460（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−238514（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B60K 31/00 F02D 29/02 301 F16H 61/00 F02D 41/14 320

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】実車速と目標車速との偏差に基づいて実車
速が目標車速に収束するようにスロットルバルブのスロ
ットル開度を制御する車両用定速走行装置において、上記実車速が上記目標車速より所定値以上低下したとき
に自動変速機をシフトダウンさせるシフトダウン手段
と、このシフトダウン後にスロットル開度及びスロットル開
度変化率に基づきスロットル開度が低開度で安定した状
態であることを判定したときに、上記自動変速機をシフ
トアップするシフトアップ手段と、を有することを特徴とする車両用定速走行装置。
【請求項２】上記シフトアップ手段は、スロットル開度
が低開度で安定した状態であることをファジー理論によ
り判定する請求項１記載の車両用定速走行装置。