JP3424673B2

JP3424673B2 - 車両用定速走行装置

Info

Publication number: JP3424673B2
Application number: JP2001026618A
Authority: JP
Inventors: 正和今井
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2001-02-02
Filing date: 2001-02-02
Publication date: 2003-07-07
Anticipated expiration: 2016-08-27
Also published as: JP2001246963A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の走行速度が
目標値となるように制御する車両用定速走行装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術とその問題点】登坂中に自動変速機がシフ
トダウンとシフトアップを繰り返す、いわゆるシフトハ
ンチングを防止するようにした車両用定速走行装置が知
られている（例えば、特開平２−３５３９号公報参
照）。

【０００３】しかしながら、従来の車両用定速走行装置
では、シフトダウン後のシフトアップ条件が適切でない
ために、シフトハンチングを十分に抑制できないという
問題がある。

【０００４】本発明の目的は、登坂中および降坂中の自
動変速機のシフトハンチングを抑制し、円滑なシフト制
御を行なうことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】（１）請求項１の発明
は、実車速が目標車速に一致するようにエンジン出力と
変速機のシフトレンジを制御する車両用定速走行装置に
適用され、実車速と目標車速との車速偏差の絶対値が所
定値α１以上の条件で変速機のシフトダウンを行なうと
ともに、実車速と目標車速に基づいて走行抵抗の影響を
受けない駆動力を演算するとともに、実車速に基づいて
走行抵抗の影響を受けた駆動力を演算し、両駆動力の差
から車両の走行抵抗を推定し、シフトダウン後の車速偏
差の絶対値が所定値α３（ただし、０＜α３＜α１）以
下で、且つ、シフトダウン後の走行抵抗推定値の絶対値
がシフトダウン前の走行抵抗推定値の絶対値から所定値
γを減じた値以下となるシフトアップ条件で、変速機の
シフトアップを行なう。しかし、シフトダウン後の走行
抵抗推定値の絶対値がシフトダウン前の走行抵抗推定値
の絶対値以下になり、その状態が所定時間継続したら、
上記シフトアップ条件を満足しなくても変速機をシフト
アップする。（２）請求項２の車両用定速走行装置は、シフトダウ
ン前の走行抵抗推定値を、車速偏差の絶対値が所定値α
２（ただし、０＜α２＜α１）になった時に推定された
値とする。（３）請求項３の車両用定速走行装置は、所定値α２
を略１ｋｍ／ｈ以下の値としたものである。（４）請求項４の車両用定速走行装置は、所定値γを
略２％勾配相当の走行抵抗としたものである。

【０００６】

【発明の効果】本発明によれば、登坂中および降坂中の
シフトハンチングを防止できる上に、登坂路および降坂
路の勾配が小さい場合でも確実にシフトアップしてＯＤ
レンジに復帰できる。また、シフトアップ判定に用いる
シフトダウン前の走行抵抗推定値を、車速偏差の絶対値
が所定値α２（０＜α２＜α１）になった時に推定され
た値とし、好ましくは所定値α２を略１ｋｍ／ｈ以下と
する。車速偏差の絶対値が小さいとスロットル開度に車
速偏差を解消するための加速度分が含まれず、路面の勾
配のみに対応した正確な走行抵抗が得られる。さらに、
シフトアップ判定に用いる所定値γを略２％勾配相当の
走行抵抗とすることにより、登坂中および降坂中のシフ
トハンチングを適切に抑制することができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１に一実施形態の構成を示す。
車速制御用コントロールユニット１は、マイクロコンピ
ュータ１０、駆動回路１１およびフェイルセーフ用遮断
回路１２を備える。マイクロコンピュータ１０はメモリ
やインタフェースを備え、後述する制御プログラムを実
行して車両の走行速度を制御する。駆動回路１１は、マ
イクロコンピュータ１０からの指令にしたがってスロッ
トルアクチュエータ３０を駆動する。また、フェイルセ
ーフ用遮断回路１２は、異常発生時にバッテリＢＡＴか
らアクチュエータ駆動回路１１への電源の供給を遮断し
て、定速走行制御を停止する。

【０００８】コントロールユニット１には、メインスイ
ッチ２、セットスイッチ３、アクセラレートスイッチ
４、コーストスイッチ５、キャンセルスイッチ６、ブレ
ーキスイッチ７、車速センサ８、スロットルセンサ９、
エンジン回転数センサ１３が接続される。

【０００９】メインスイッチ２は、車速制御装置を起動
または停止させるためのスイッチである。セットスイッ
チ３は、定速走行制御の開始と車速の設定を行なうため
のスイッチである。アクセラレートスイッチ４は目標車
速の増加を指示するためのスイッチであり、コーストス
イッチ５は目標車速の低減を指示するためのスイッチで
ある。キャンセルスイッチ６は定速走行制御を解除する
ためのスイッチ、ブレーキスイッチ７はフットブレーキ
が操作された時に作動するスイッチである。このブレー
キスイッチ７が作動したら、キャンセルスイッチ６が操
作された場合と同様に定速走行制御を解除する。

【００１０】また、車速センサ８は車両の所定の走行距
離ごとにパルス信号を発生し、所定時間における発生パ
ルス数をカウントして車両の走行速度を検出することが
できる。スロットルセンサ９はスロットルの実開度を検
出する。さらに、エンジン回転数センサ１３はエンジン
の所定の回転角度ごとにパルス信号を発生し、所定時間
における発生パルス数をカウントしてエンジン回転速度
を検出することができる。

【００１１】自動変速機コントロールユニット２０は、
車両の自動変速機（オートマチックトランスミッショ
ン）を駆動制御する。自動変速機コントロールユニット
２０は、定速走行制御中の３速（以下、Ｄ３と呼ぶ）ま
たはオーバードライブ（以下、ＯＤと呼ぶ）のシフト位
置を、信号線４１を介して車速制御用コントロールユニ
ット１へ送る。なお、この実施形態ではＯＤを含む前進
４速のトランスミッションを例に上げて説明する。車速
制御用コントロールユニット１は、定速走行制御信号を
制御線４２を介して自動変速機コントロールユニット２
０へ送るとともに、定速走行制御中のＯＤキャンセル指
令を信号線４３を介して自動変速機コントロールユニッ
ト２０へ送る。

【００１２】負圧式スロットルアクチュエータ３０に
は、図２に示すように、負圧ポンプ３１、ベントバルブ
３２、セーフティバルブ３３が接続される。負圧ポンプ
３１は、モータ３１ａによりダイアフラム３１ｂが駆動
され、アクチュエータ３０の負圧室３０ａに負圧を発生
させる。ベントバルブ３２とセーフティバルブ３３は、
負圧室３０ａの負圧を抜いて大気圧にするために用いら
れる。車速制御用コントロールユニット１は、信号線４
４を介してベントバルブソレノイド３２ａとセーフティ
バルブソレノイド３３ａと負圧ポンプモータ３１ａとを
駆動制御する。負圧室３０ａの負圧は、負圧ポンプ３
１、ベントバルブ３２およびセーフティバルブ３３によ
り制御され、負圧に応じてダイアフラム３０ｂが図の左
右に移動する。ダイアフラム３０ｂの動きはアクセルワ
イヤ３０ｃを介してスロットルバルブ３０ｄに伝達さ
れ、スロットルバルブ３０ｄが開閉される。

【００１３】ここで、図３〜図６により、この実施形態
における登坂路での自動変速機のシフト制御方法を説明
する。この実施形態ではＯＤレンジとＤ３レンジのシフ
ト制御を例に上げて説明する。この実施形態では、図３
に示すように、車速センサ８により検出された実車速が
目標車速から所定値α２、この実施形態では１ｋｍ／ｈ
低下した時の走行抵抗推定値を学習する。さらに実車速
が目標車速から所定値α１、この実施形態では３ｋｍ／
ｈ低下した時にＯＤからＤ３にシフトダウンする。そし
て、Ｄ３走行中に走行抵抗推定値の絶対値が（｜学習値
｜−所定値γ）に達した時にＯＤにシフトアップする。
なお、この実施形態ではγを２％勾配相当の走行抵抗と
し、所定値α１，α２は０＜α２＜α１の関係にあるも
のとする。

【００１４】ところが、上述した方法でシフト制御を行
なうと、２％勾配以下の登坂路においてシフトダウンし
た場合には、登坂を終了してもシフトアップしないこと
がある。今、図４に示すように、１．５％勾配の登坂路
を走行する場合には、実車速が目標車速より１ｋｍ／ｈ
低下した時に走行抵抗推定値を学習し、さらに実車速が
目標車速より３ｋｍ／ｈ低下した時にシフトダウンす
る。しかし、平坦路に戻っても走行抵抗推定値は（｜学
習値｜−２％勾配相当の走行抵抗）に達せず、シフトア
ップ条件を満足しないので平坦路でもＤ３のままで走行
する。ただし、下り坂になった場合は、走行抵抗推定値
の絶対値が（｜学習値｜−２％勾配相当の走行抵抗）に
達し、シフトアップしてＯＤに復帰する。

【００１５】そこで、この実施形態では、図５に示すよ
うに、シフトダウン時の走行抵抗推定値の絶対値が学習
値より小さく、且つその状態が所定時間続いたら強制的
にシフトアップする。図において、実車速が目標車速か
ら１ｋｍ／ｈ低下した時の走行抵抗推定値を学習し、さ
らに実車速が目標車速から３ｋｍ／ｈ低下した時にシフ
トダウンする。しかし、シフトダウン後の走行抵抗推定
値の絶対値が（｜学習値｜−２％勾配相当の走行抵抗）
以下にならなくても、シフトダウン時の走行抵抗推定値
の絶対値が学習値の絶対値よりも小さく、その状態が所
定時間、この実施形態では１６秒間続いたら強制的にシ
フトアップする。

【００１６】なお、図６に示すように、シフトダウン時
の走行抵抗推定値の絶対値が学習値の絶対値より大きい
場合でも、その後に走行抵抗推定値の絶対値が学習値の
絶対値以下になり、その状態が所定時間続いたら強制的
にシフトアップする。図において、実車速が目標車速か
ら１ｋｍ／ｈ低下した時の走行抵抗推定値を学習し、さ
らに実車速が目標車速から３ｋｍ／ｈ低下した時にシフ
トダウンする。しかし、シフトダウン後の走行抵抗推定
値の絶対値が（｜学習値｜−２％勾配相当の走行抵抗）
以下にならなくても、走行抵抗推定値の絶対値が学習値
の絶対値より小さくなり、その状態が所定時間、この実
施形態では１６sec間続いたら強制的にシフトアップす
る。

【００１７】図３に示す基本的なシフト制御方法を図５
および図６に示す制御方法でバックアップすることによ
り、図４に示すような所定値γ（この実施形態では２％
勾配相当の走行抵抗）よりも小さい勾配の登坂路を走行
し、シフトダウン後の走行抵抗推定値の絶対値が（｜学
習値｜−所定値γ）以下にならない場合でも、シフトダ
ウンしたまま走行することがなく、確実にシフトアップ
してＯＤレンジに復帰することができる。

【００１８】図７〜図１０は車速制御を示すフローチャ
ートである。これらのフローチャートにより、一実施形
態の動作を説明する。コントロールユニット１のマイク
ロコンピュータ１０は、所定時間（この実施形態では１
００ｍｓｅｃ）ごとにこの制御プログラムを実行する。
ステップ１において、前回の制御プログラム実行時から
現在までの車速センサ８とエンジン回転数センサ１３の
計測値に基づいて平均実車速Ｖｓｐと平均エンジン回転
速度Ｎｅを演算するとともに、スロットルセンサ９によ
りスロットル実開度を計測する。続くステップ２では、
キャンセルスイッチ６が操作されたか、あるいはフット
ブレーキが操作されたか否かを確認し、キャンセルスイ
ッチ６またはフットブレーキが操作されたらステップ１
２へ進み、そうでなければステップ３へ進む。キャンセ
ルスイッチ６またはフットブレーキが操作された時は定
速走行制御の解除を決定し、ステップ１２で定速制御中
フラグと各種変数を初期化する。そして、ステップ１３
で、遮断回路１２によりアクチュエータ駆動回路１１へ
の電源の供給を遮断する。

【００１９】キャンセルスイッチ６もフットブレーキも
操作されていない場合は、ステップ３でセットスイッチ
３が操作されているかどうかを確認する。セットスイッ
チ３が操作されていればステップ４へ進み、操作されて
いなければステップ７へ進む。セットスイッチ３が操作
されている時は、ステップ４において、ステップ１で求
めた実車速Ｖｓｐを目標車速Ｖｓｐｒに設定して記憶す
る。さらに、ステップ５で定速制御中フラグをセット
し、続くステップ６で遮断回路１２によりアクチュエー
タ駆動回路１１への電源の供給を行なう。

【００２０】一方、セットスイッチ３が操作されていな
い時は、ステップ７で定速制御中フラグがセットされて
いるか、すなわち定速走行制御中か否かを確認する。定
速走行制御中の時は、ステップ８〜１１において実車速
Ｖｓｐが目標車速Ｖｓｐｒに一致するようにスロットル
アクチュエータ３０の駆動制御を行なう。定速走行制御
中でない時はステップ１３へ進み、遮断回路１２により
アクチュエータ駆動回路１１への電源の供給を遮断して
処理を終了する。

【００２１】次に、定速制御におけるスロットルアクチ
ュエータ３０の駆動制御について説明する。まず、ステ
ップ８で、図１０に示すサブルーチンを実行し、実車速
Ｖｓｐを目標車速Ｖｓｐｒに一致させるためのエンジン
の最終目標駆動力ｙ１を演算する。この演算は、図１１
に示すように、線形制御手法であるモデルマッチング手
法と近似ゼロイング手法による車速フィードバック補償
器を用いて行なう。

【００２２】ここで、車速フィードバック補償器に組み
込まれた制御対象の車両モデルについて説明する。目標
駆動力を操作量とし車速を制御量として車両をモデル化
するため、相対的に応答性の速いエンジンやトルクコン
バータの過渡特性、およびトルクコンバータの非線形定
常特性を省略することができ、車両のパワートレインの
挙動は図１２に示す簡易非線形モデルで表わすことがで
きる。そして、例えば図１３に示すような、予め計測さ
れたエンジン非線形補償マップを用いて目標駆動力に実
駆動力が一致するようなスロットル開度指令値を算出
し、スロットル開度をサーボコントロールすることによ
り、エンジン非線形定常特性を線形化することができ
る。したがって、目標駆動力を入力とし車速を出力とす
る車両モデルは積分特性となり、補償器ではこの車両モ
デルの伝達特性をパルス伝達特性Ｐ（ｚ^-1）とおくこと
ができる。

【００２３】図１１において、ｚは遅延演算子であり、
ｚ^-1を乗ずると１サンプル周期前の値となる。また、Ｃ
１（ｚ^-1）、Ｃ２（ｚ^-1）は近似ゼロイング手法による
外乱推定器であり、外乱やモデル化誤差による影響を抑
制する。さらに、Ｃ３（ｚ^-1）はモデルマッチング手法
による補償器であり、図１４に示すように、目標車速Ｖ
ｓｐｒを入力とし実車速Ｖｓｐを出力とした場合の制御
対象の応答特性を、予め定めた一次遅れとむだ時間要素
を持つ規範モデルＨ（ｚ^-1）の特性に一致させる。

【００２４】制御対象の伝達特性は、パワートレインの
遅れであるむだ時間を考慮する必要がある。このむだ時
間は２００ｍｓｅｃ程度であり、この実施形態の２サン
プル周期に相当する。したがって、パルス伝達関数Ｐ
（ｚ^-1）は、次式に示す積分要素Ｐ１（ｚ^-1）とむだ時
間要素Ｐ２（ｚ^-1）（＝ｚ^-2）の積で表わすことができ
る。

【数１】Ｐ１（ｚ^-1）＝Ｔ・ｚ^-1／｛Ｍ・（１−ｚ^-1）｝ここで、Ｔはサンプル周期（この実施形態では１００ｍ
ｓｅｃ）、Ｍは平均車重である。また、この時、補償器
Ｃ１（ｚ^-1）は次式で表わされる。

【数２】Ｃ１（ｚ^-1）＝（１−γ）・ｚ^-1／（１−γ・ｚ^-1）， γ＝ｅｘｐ（−Ｔ／Ｔｂ）すなわち、補償器Ｃ１（ｚ^-1）は時定数Ｔｂのローパス
フィルタである。さらに、補償器Ｃ２（ｚ^-1）はＣ１／
Ｐ１として次式で表わされる。

【数３】Ｃ２＝（ｚ^-1）＝Ｍ・（１−γ）・（１−
ｚ^-1）／｛Ｔ・（１−γ・ｚ^-1｝なお、補償器Ｃ２は、車両モデルの逆系にローパスフィ
ルタをかけたものであり、実車速Ｖｓｐから得られた外
乱（走行抵抗）の影響を受けた駆動力、すなわち図１２
に示すように駆動力から走行抵抗を差し引いた駆動力を
逆算することができる。また、制御対象のむだ時間を無
視して、規範モデルＨ（ｚ^-1）を時定数Ｔａの１次ロー
パスフィルタとすると、補償器Ｃ３は次のような定数と
なる。

【数４】Ｃ３＝Ｋ＝｛１−ｅｘｐ（−Ｔ／Ｔａ）｝・Ｍ／Ｔ

【００２５】図１０のステップ４１において、図１１の
モデルマッチング補償器Ｃ３（ｚ^-1）に相当する部分の
演算を行ない、実車速Ｖｓｐから目標車速Ｖｓｐｒまで
加速するための目標駆動力ｙ４を求める。データｙ（ｋ
−１）は１サンプル周期前のデータｙ（ｋ）を表わすも
のとすると、

【数５】ｙ４（ｋ）＝Ｋ・（Ｖｓｐｒ（ｋ）−Ｖｓｐ（ｋ））続くステップ４２で、図１１に示す外乱推定器の一部の
ロバスト補償器Ｃ２（ｚ-1）に相当する部分の演算を行
ない、実車速Ｖｓｐに基づいて外乱（走行抵抗など）の
影響を受けた駆動力ｙ３を逆算する。

【数６】ｙ３（ｋ）＝γ・ｙ３（ｋ−１）＋（１−γ）
・Ｍ・｛Ｖｓｐ（ｋ）−Ｖｓｐ（ｋ−１）｝／Ｔ

【００２６】ステップ４３では、目標駆動力ｙ４を走行
抵抗推定値Ｆｒで補正して最終目標駆動力ｙ１を求め
る。

【数７】ｙ１（ｋ）＝ｙ４（ｋ）−（ｙ３（ｋ）−ｙ２（ｋ−２））＝ｙ４（ｋ）＋（ｙ２（ｋ−２）−ｙ３（ｋ）），Ｆｒ＝ｙ２（ｋ−２）−ｙ３（ｋ）ここで、ｙ２（ｋ−２）は後述するステップ４５で演算
される駆動力ｙ２（ｋ）の２サンプル周期前の値であ
り、ステップ４５における演算は上述した積分要素Ｐ１
（ｚ^-1）の演算に相当し、その２サンプル周期前の値を
用いることはむだ時間要素Ｐ２（ｚ^-1）の演算に相当す
る。ｙ３（ｋ）は実車速Ｖｓｐから求めた走行抵抗の影
響を受けた駆動力であり、駆動力ｙ２（ｋ−２）は補償
器内で求めた走行抵抗の影響を受けない駆動力であるか
ら、両者の差が走行抵抗推定値Ｆｒとなる。このよう
に、近似ゼロイング手法で構成された外乱推定器は、制
御対象モデルの出力と実際の制御対象の出力との差に基
づいて走行抵抗などの外乱を正確に推定することができ
る。

【００２７】ステップ４４では、最終目標駆動力ｙ１を
上下限値以内に制限する。まず、スロットル全開時およ
び全閉時のエンジントルクをエンジン回転速度ごとに測
定したデータテーブルを用いて、現在のエンジン回転速
度Ｎｅに対応する最大エンジントルクＴｅｍａｘと最小
エンジントルクＴｅｍｉｎを求める。次に、最大エンジ
ントルクＴｅｍａｘと最小エンジントルクＴｅｍｉｎか
ら、次式により最大駆動力Ｆｍａｘと最小駆動力Ｆｍｉ
ｎを求める。

【数８】Ｆｍａｘ＝Ｔｅｍａｘ・Ｇｍ・Ｇｆ／Ｒｔ，Ｆｍｉｎ＝Ｔｅｍｉｎ・Ｇｍ・Ｇｆ／Ｒｔここで、Ｇｍはトランスミッションのギア比、Ｇｆはフ
ァイナルギア比、Ｒｔはタイヤの有効半径である。そし
て、最終目標駆動力ｙ１を最大駆動力Ｆｍａｘと最小駆
動力Ｆｍｉｎ以内に制限する。

【数９】ｙ１（ｋ）≧Ｆｍａｘの場合は、ｙ５（ｋ）＝
Ｆｍａｘ，ｙ１（ｋ）≦Ｆｍｉｎの場合は、ｙ５（ｋ）＝Ｆｍｉ
ｎ，Ｆｍｉｎ＜ｙ１（ｋ）＜Ｆｍａｘの場合は、ｙ５（ｋ）
＝ｙ１（ｋ）

【００２８】このように、最終目標駆動力をその上下限
値以内に制限することにより、定速走行制御中に急な上
り坂になって車両の最大駆動力でも駆動力が不足し、実
車速が目標車速から低下するような場合でも、外乱推定
器に入力される最終目標駆動力が実際の最大駆動力を越
えないように制限され、実際に得られないような大きな
目標駆動力にならないので、外乱推定器内部に誤差が蓄
積されない。したがって、平坦路に戻った後でも、外乱
推定器が速やかに機能して実車速がオーバーシュートす
るようなことがない。同様に、定速走行制御中に急な下
り坂になって最大エンジンブレーキ力でもブレーキ力が
不足し、実車速が目標車速を越えてしまうような場合で
も、外乱推定器に入力される最終目標駆動力が実際の最
小駆動力より小さくならないように制限され、実際に得
られないような大きなエンジンブレーキ力にはならない
ので、外乱推定器内部に誤差が蓄積されない。したがっ
て、平坦路に戻った後でも、外乱推定器が速やかに機能
して実車速がアンダーシュートするようなことがない。

【００２９】ステップ４５において、外乱推定器の一部
であるローパスフィルタとしての補償器Ｃ１（ｚ^-1）に
相当する部分の演算を行なう。

【数１０】ｙ２（ｋ）＝γ・ｙ２（ｋ−１）＋（１−
γ）・ｙ５（ｋ−１）以上で、図１１に示す車速フィードバック補償器の演算
を終了し、図７のステップ９へ戻る。

【００３０】ステップ９において、図１５に示すよう
に、最終目標駆動力ｙ１に基づいてスロットル開度指令
値を演算する。まず、最終目標駆動力ｙ１から等価排気
量１リッター当たりの目標エンジントルクＴｅｒを算出
する。

【数１１】Ｔｅｒ＝ｙ１・Ｒｔ／（Ｇｍ・Ｇｆ・Ｌ）ここで、Ｌはリッター単位の等価排気量であり、種々の
エンジンの定常特性を正規化するための指標である。こ
の実施形態では、例えばツインカムエンジンであれば排
気量と同一とし、ターボチャージャー付エンジンであれ
ば２割り増とし、シングルカムエンジンであれば３割減
として換算したエンジン排気量とする。この等価排気量
Ｌでエンジントルクを除算して正規化したいろいろな種
類のエンジンの非線形定常特性マップを予め用意してお
けばよい。これらの図から、エンジンの種類によらずほ
ぼ同一の特性になることがわかる。そこで、等価排気量
により正規化したエンジン非線形定常特性マップからエ
ンジントルク指令値Ｔｅｒとエンジン回転速度Ｎｅとに
対応するスロットル開度指令値を表引き演算する。

【００３１】このように、個々のエンジンの等価排気量
により正規化された、エンジン回転速度をパラメータと
するエンジン非線形定常特性マップを用いて、エンジン
トルク指令値とエンジン回転速度とに対応するスロット
ル開度指令値を表引き演算するようにしたので、個々の
エンジンの非線形定常特性マップを用いなくても、正規
化したエンジン非線形定常特性マップと等価排気量とに
よりスロットル開度指令値を求めることができ、エンジ
ンの種類に応じてその都度、非線形定常特性マップを設
定する調整の煩雑さを解消できる。また、予め多くの種
類のエンジン非線形定常特性マップをメモリに記憶して
おく必要もない。なお、種々のエンジンの非線形定常特
性マップにおいて、低中開度域の傾きが同一でもトルク
飽和特性が大きくばらつく場合には、飽和特性の異なる
数種のエンジンの正規化エンジン非線形定常特性マップ
を用意すればよい。

【００３２】ステップ１０では、ＰＩＤ制御手法により
スロットル開度偏差（目標開度−実開度）に基づいて、
負圧ポンプモータ３１ａ、ベントバルブソレノイド３２
ａおよびセーフティバルブソレノイド３３ａの駆動信号
のＰＷＭデューティー比を演算する。そして、続くステ
ップ１１で、算出したデューティーのＰＷＭ駆動信号を
信号線４４を介して出力し、負圧ポンプモータ３１ａ、
ベントバルブソレノイド３２ａおよびセーフティバルブ
ソレノイド３３ａを駆動する。

【００３３】次に、図８のステップ２１において、ＯＤ
キャンセル処理に用いる走行抵抗推定値Ｆｒ’を演算す
る。図１６に示すように、まず、正規化エンジン非線形
定常特性マップを用いて、実スロットル開度とエンジン
回転速度に対応する等価排気量１リッター当たりのエン
ジントルク推定値Ｔｅを表引き演算する。ここで、正規
化エンジン非線形定常特性マップは個々のエンジンの非
線形定常特性マップを等価排気量Ｌにより換算したもの
である。次に、次式により実際のエンジン排気量の駆動
力推定値Ｔｏを求める。

【数１２】Ｔｏ＝Ｔｅ・Ｇｍ・Ｇｆ・Ｌ／Ｒｔそして、駆動力推定値Ｔｏからステップ４２で求めた駆
動力ｙ３を減じて走行抵抗推定値Ｆｒ’を求める。

【数１３】Ｆｒ’＝Ｔｏ−ｙ３（ｋ）

【００３４】このように、個々のエンジンの等価排気量
により正規化された、エンジン回転速度をパラメータと
する正規化エンジン非線形定常特性マップを用いて、実
スロットル開度とエンジン回転速度とに対応する単位排
気量当たりのエンジントルクを推定し、このエンジント
ルク推定値と等価排気量とに基づいてエンジンの駆動力
を推定する。さらに、この駆動力推定値から、実車速か
ら求めた走行抵抗の影響を受けた駆動力を減算して走行
抵抗を推定するようにしたので、個々のエンジンの非線
形定常特性マップを用いなくても、正規化したエンジン
非線形定常特性マップと等価排気量とによりエンジンの
駆動力を推定することができ、エンジンの種類に応じて
その都度、非線形定常特性マップを設定する調整の煩雑
さを解消できる。また、予め多くの種類のエンジン非線
形定常特性マップをメモリに記憶しておく必要もない。
なお、種々のエンジンの非線形定常特性マップにおい
て、低中開度域の傾きが同一でもトルク飽和特性が大き
くばらつく場合には、飽和特性の異なる数種のエンジン
の正規化エンジン非線形定常特性マップを用意すればよ
い。

【００３５】ステップ２２において、信号線４１を介し
て自動変速機コントロールユニット２０から送られる制
御信号に基づいて、自動変速機のシフト位置がＯＤか否
かを確認し、ＯＤ位置にあればステップ２３へ進み、そ
うでなければ図８のステップ３１へ進む。ＯＤ位置にシ
フトされている時は、ステップ２３で、目標車速と実車
速との車速偏差の絶対値が所定値α２（この実施形態で
は１ｋｍ／ｈ）以下か否かを確認し、車速偏差の絶対値
が所定値α２以下であれば目標車速がほぼ維持されてい
る、すなわち走行抵抗と駆動力とがほぼ平衡していると
判断してステップ２４へ進み、上記ステップ２１で演算
した走行抵抗推定値Ｆｒ’をＯＤにおける最大駆動力の
学習記憶値ＦＢとして記憶する。なお、このとき演算さ
れる走行抵抗推定値Ｆｒ’は、まだ車速偏差が小さいの
でスロットル開度に車速偏差を解消するための加速度分
が含まれておらず、路面の勾配のみに対応した値であ
る。また、この駆動力にはエンジンブレーキによる負の
駆動力（制動力）が含まれる。一方、車速偏差の絶対値
が所定値α２よりも大きい場合は走行抵抗が増大してい
ると判断してステップ２４をスキップする。

【００３６】ステップ２５で、目標車速と実車速との車
速偏差の絶対値が所定値α１（この実施形態では３ｋｍ
／ｈ）以上かどうかを確認する。この所定値α１はシフ
トダウンするか否かを判断するための基準値であり、車
速偏差の絶対値が所定値α１以上であればシフトダウン
すべきであると判断してステップ２６へ進み、そうでな
ければステップ２６をスキップする。シフトダウンする
場合には、ステップ２６でＯＤキャンセルフラグをセッ
トする。

【００３７】現在のシフト位置がＯＤでない場合は、図
９のステップ２９で、目標車速と実車速との車速偏差の
絶対値が所定値α３（ただし、０＜α３＜α１とし、こ
の実施の形態では例えば３ｋｍ／ｈとする）以下かどう
かを確認し、車速偏差の絶対値が所定値α３以下であれ
ば目標車速がほぼ維持されている、あるいは所定の定速
走行範囲に実車速が復帰したと判断してステップ３０へ
進み、そうでなければ図８のステップ２７へ進む。な
お、α３＝α２としてもよい。

【００３８】ステップ３０では、上記ステップ２１で演
算された走行抵抗推定値Ｆｒ’の絶対値が、ステップ２
４のＯＤ最大駆動力の学習値の絶対値から所定値γ（こ
の実施形態では、２％勾配相当の走行抵抗）を減じた値
以下であるか否かを確認し、肯定される場合はＯＤで目
標車速を維持できるような道路勾配になったと判断して
ステップ３６へ進み、そうでなければステップ３１へ進
む。

【００３９】目標車速と実車速との偏差の絶対値が１ｋ
ｍ／ｈ以下になり、且つ、走行抵抗推定値の絶対値が
（｜学習値｜−所定値γ）以下になった場合は、ステッ
プ３６でＯＤキャンセルフラグをリセットする。

【００４０】一方、目標車速と実車速との偏差の絶対値
が１ｋｍ／ｈ以下になり、且つ、走行抵抗推定値の絶対
値が（｜学習値｜−所定値γ）以下でない場合は、ステ
ップ３１で、走行抵抗推定値の絶対値が学習値の絶対値
以下であるか否かを確認する。走行抵抗推定値の絶対値
が学習値の絶対値以下でなければシフトアップ条件が成
立しないので、ステップ３４で走行抵抗推定値の絶対値
が学習値の絶対値以下になってからの経過時間を計時す
るタイマーをリセットして図８のステップ２７へ戻る。

【００４１】走行抵抗推定値の絶対値が学習値の絶対値
以下であればステップ３２へ進み、走行抵抗推定値の絶
対値が学習値の絶対値以下になってからの経過時間を計
時するタイマーが動作中か否かを確認する。タイマーが
動作中であればステップ３３へ進み、走行抵抗推定値の
絶対値が学習値の絶対値以下になってから所定時間、こ
の実施形態では１６秒が経過したかどうかを確認する。
１６秒が経過していればステップ３６へ進み、走行抵抗
推定値の絶対値が（｜学習値｜−所定値γ）以下でなく
ても、強制的にシフトアップさせるために、ＯＤキャン
セルフラグをリセットして図８のステップ２７へ進む。

【００４２】ステップ３２でタイマーが動作中でない場
合は、ステップ３５でタイマーをスタートさせて図８の
ステップ２７へ進み、またステップ３３でタイマーがタ
イムアップしていない場合はそのまま図８のステップ２
７へ進む。

【００４３】走行状況に応じてＯＤキャンセルフラグを
セットまたはリセットした後、図８のステップ２７で、
定速走行制御フラグに基づく定速走行制御信号を信号線
４２を介して自動変速機コントロールユニット２０へ送
る。さらにステップ２８で、ＯＤキャンセルフラグに基
づくＯＤキャンセル信号を信号線４３を介して自動変速
機コントロールユニット２０へ送る。

【００４４】以上の一実施形態の構成において、車速制
御コントロールユニット１がシフトダウン制御手段、走
行抵抗推定手段およびシフトアップ制御手段をそれぞれ
構成する。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態の構成を示す図である。

【図２】スロットルアクチュエータの構成を示す図で
ある。

【図３】一実施形態の自動変速機のシフト制御方法を
説明する図である。

【図４】図３に続く、一実施形態の自動変速機のシフ
ト制御方法を説明する図である。

【図５】図４に続く、一実施形態の自動変速機のシフ
ト制御方法を説明する図である。

【図６】図５に続く、一実施形態の自動変速機のシフ
ト制御方法を説明する図である。

【図７】一実施形態の車速制御を示すフローチャート
である。

【図８】図７に続く、一実施形態の車速制御を示すフ
ローチャートである。

【図９】図８に続く、一実施形態の車速制御を示すフ
ローチャートである。

【図１０】目標駆動力演算ルーチンを示すフローチャ
ートである。

【図１１】車速フィードバック制御を示すブロック図
である。

【図１２】車両のパワートレインの簡易非線形モデル
である。

【図１３】エンジンの非線形特性を示すマップで、ス
ロットル開度とエンジントルクとの関係を示す図であ
る。

【図１４】規範モデルを示す図である。

【図１５】正規化エンジン定常特性マップを用いた目
標スロットル開度の演算方法を説明する図である。

【図１６】正規化エンジン定常特性マップを用いた駆
動力推定値の演算方法を説明する図である。

【符号の説明】

１車速制御用コントロールユニット２メインスイッチ３セットスイッチ４アクセラレートスイッチ５コーストスイッチ６キャンセルスイッチ７ブレーキスイッチ８車速センサ９スロットルセンサ１０マイクロコンピュータ１１スロットルアクチュエータ駆動回路１２フェイルセーフ用遮断回路１３エンジン回転数センサ２０自動変速機コントロールユニット３０負圧式スロットルアクチュエータ３０ａ負圧室３０ｂダイアフラム３０ｃアクセルワイヤ３０ｄスロットルバルブ３１負圧ポンプ３１ａモータ３１ｂダイアフラム３２ベントバルブ３２ａソレノイド３３セーフティバルブ３３ａソレノイド４１〜４４信号線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＦ０２Ｄ 41/14 ３２０Ｆ０２Ｄ 41/14 ３２０ＤＦ１６Ｈ 61/04 Ｆ１６Ｈ 61/04 // Ｆ１６Ｈ 59:44 59:44 59:66 59:66 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60K 31/00 B60K 41/00 - 41/28 F02D 29/02 301 F02D 41/14 320 F16H 61/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】実車速が目標車速に一致するようにエン
ジン出力と変速機のシフトレンジを制御する車両用定速
走行装置において、実車速と目標車速との車速偏差の絶対値が所定値α１以
上の条件で前記変速機のシフトダウンを行なうシフトダ
ウン制御手段と、実車速と目標車速に基づいて走行抵抗の影響を受けない
駆動力を演算するとともに、実車速に基づいて走行抵抗
の影響を受けた駆動力を演算し、両駆動力の差から車両
の走行抵抗を推定する走行抵抗推定手段と、シフトダウン後の前記車速偏差の絶対値が所定値α３
（ただし、０＜α３＜α１）以下で、且つ、シフトダウ
ン後の前記走行抵抗推定値の絶対値がシフトダウン前の
前記走行抵抗推定値の絶対値から所定値γを減じた値以
下となるシフトアップ条件で、前記変速機のシフトアッ
プを行なうシフトアップ制御手段とを備え、前記シフトアップ制御手段は、シフトダウン後の前記走
行抵抗推定値の絶対値が前記シフトダウン前の前記走行
抵抗推定値の絶対値以下になり、その状態が所定時間継
続したら、前記シフトアップ条件を満足しなくても前記
変速機をシフトアップすることを特徴とする車両用定速
走行装置。
【請求項２】請求項１に記載の車両用定速走行装置に
おいて、前記シフトダウン前の走行抵抗推定値を、前記車速偏差
の絶対値が所定値α２（ただし、０＜α２＜α１）にな
った時に推定された値とすることを特徴とする車両用定
速走行装置。
【請求項３】請求項２に記載の車両用定速走行装置に
おいて、前記所定値α２を略１ｋｍ／ｈ以下の値とすることを特
徴とする車両用定速走行装置。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかの項に記載の車
両用定速走行装置において、前記所定値γを略２％勾配相当の走行抵抗とすることを
特徴とする車両用定速走行装置。