JP3528317B2

JP3528317B2 - 車両用定速走行制御装置

Info

Publication number: JP3528317B2
Application number: JP10386195A
Authority: JP
Inventors: 英夫中村
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1995-04-27
Filing date: 1995-04-27
Publication date: 2004-05-17
Anticipated expiration: 2019-05-17
Also published as: JPH08295152A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、所定の車速での走行を
維持する車両用定速走行制御装置の改良に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来から、任意の目標車速を維持するよ
うにエンジン出力及び自動変速装置を制御する装置が知
られており、このような装置ではスロットルを駆動する
アクチュエータを設けて、目標車速に実車速が一致する
ようにスロットル開度を調整しており、このような定速
走行制御装置として、例えば、特開平４−１８３６４４
号公報が知られている。

【０００３】これは、モータ式スロットルアクチュエー
タを備えた定速走行制御装置において、モータ回転角度
検出値がスロットルの全閉対応値となったら閉方向への
制御を禁止してモータのロックによる過大電流を防止
し、モータの耐久性を確保するものである。

【０００４】スロットルのアクチュエータとしては、こ
の他、図２に示すように、電動ポンプ等で構成された負
圧ポンプと、スロットルワイアと連結したダイアフラム
で構成された負圧式アクチュエータとを連通し、発生し
た負圧と、大気圧とを電磁ソレノイドバルブを駆動し
て、所定のスロットル開度に制御する負圧式スロットル
アクチュエータも知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、スロットル
開度を検出するスロットルセンサを用いて上記負圧式ス
ロットルアクチュエータによりスロットル開度を制御す
る場合を考えると、目標スロットル開度が全閉の場合、
検出されたスロットル開度との偏差がゼロでない限り、
閉方向にスロットルを駆動するよう負圧が減少する。

【０００６】しかしながら、上記前者の従来例を負圧式
スロットルアクチュエータに適用しても、全閉位置を少
しでも誤認識したり、検出したスロットル開度にノイズ
等が少しでも加わると、負圧が完全に抜けてしまう。す
なわち、定速走行制御中に下り坂となってスロットルが
全閉となる場合に、その後、平坦路あるいは登り坂とな
るとスロットルの開方向の動作が大きく遅れて車速のア
ンダーシュートが過大になるという問題があり、また、
同様に目標スロットル開度が全開の場合、検出されたス
ロットル開度と目標スロットル開度の偏差がゼロでない
限り、開方向へスロットルを駆動するよう負圧を増大さ
せ、このとき、全開位置を少しでも誤認識したり、検出
したスロットル開度にノイズ等が少しでも加わると、負
圧が必要以上に増大し、すなわち、上り坂から平坦路へ
変化するようなとき、登坂中に目標スロットル開度が全
開となった後に、平坦路上の定速走行制御へ移行する際
に、スロットルの閉方向への動作が大きく遅れて車速の
オーバーシュートが過大になる場合があった。

【０００７】そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなさ
れたもので、負圧式スロットルアクチュエータのアンダ
ーシュートまたはオーバーシュートを抑制して安定した
定速走行制御が可能な車両用定速走行制御装置を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、図９に示
すように、目標車速を設定する設定手段５１と、車速を
検出する車速検出手段５０と、スロットルの開度を検出
する実スロットル開度検出手段５２と、前記目標車速に
検出した車速が一致するようにスロットル開度の目標値
を演算する目標スロットル開度演算手段５３と、供給さ
れる作動流体の圧力に応じてスロットルを駆動する負圧
式のアクチュエータ５６と、前記目標スロットル開度と
実スロットル開度の偏差を演算する偏差演算手段５４
と、前記実スロットル開度が目標スロットル開度に一致
するようにアクチュエータ５６へ供給する作動流体の圧
力を調整するスロットル駆動手段５５とを備えた車両用
定速走行制御装置において、前記アクチュエータ５６に
供給する作動流体の圧力をスロットルの全開または全閉
位置に対応した所定の値に保持する圧力保持制御手段６
０と、前記アクチュエータ５６を全開または全閉位置へ
向けてフィードフォワード制御によって駆動するフィー
ドフォワード制御手段５９と、前記目標スロットル開度
が全開または全閉位置となり、かつ前記偏差が所定値以
下となったときに前記フィードフォワード制御手段へア
クチュエータの制御を切り換える第１の制御切換手段５
７と、フィードフォワード制御手段による制御の開始か
ら所定の時間が経過した後は前記圧力保持制御手段によ
るアクチュエータの制御へ切り換える第２の制御切換手
段５８とを備える。

【０００９】また、第２の発明は、前記第１の発明にお
いて、前記第２制御切換手段は、前記実スロットル開度
が目標スロットル開度にほぼ一致したことを判定する切
換判定手段を備え、この判定結果がフィードフォワード
制御手段による制御の開始後に実スロットル開度が目標
スロットル開度にほぼ一致したときに圧力保持制御手段
によるアクチュエータの制御へ切り換える。

【００１０】また、第３の発明は、前記第２の発明にお
いて、前記切換判定手段は、実スロットル開度と目標ス
ロットル開度がほぼ一致した状態を所定時間の間保持し
たことを条件に、実スロットル開度と目標スロットル開
度の一致を判断する。

【００１１】また、第４の発明は、前記第２または第３
の発明において、前記第２制御切換手段が、前記切換判
定手段によって実スロットル開度が目標スロットル開度
にほぼ一致したことを判定したときに、前記実スロット
ル開度検出手段の出力を学習記憶する手段を備え、前記
スロットル駆動手段は、この学習記憶値に基づいて前記
アクチュエータを駆動する。

【００１２】

【作用】したがって、第１の発明は、走行中の車両の車
速が目標車速に一致するような目標スロットル開度が演
算され、この目標スロットル開度に実スロットル開度が
一致するように負圧式のアクチュエータに供給される作
動流体の圧力が制御される。

【００１３】目標スロットル開度が全開または全閉位置
になり、かつ、目標スロットル開度と実スロットル開度
の偏差が所定値以下になると、第１制御切換手段によっ
て、アクチュエータは通常の制御（例えば、目標スロッ
トル開度と実スロットル開度の偏差に応じたフィードバ
ック制御）からフィードフォワード制御に切り換えられ
て、スロットルは確実に全開または全閉位置へ向けて駆
動される。そして、フィードフォワード制御の開始から
所定時間が経過した後には、第２制御切換手段によって
フィードフォワード制御から圧力保持制御に切り換えら
れ、アクチュエータに供給された作動流体は全開または
全閉位置に対応する所定の圧力を保持してスロットルは
全開または全閉位置に保持され、このとき作動流体の圧
力は圧力保持制御によって過大な増減圧が抑制されるた
め、目標スロットル開度が全開または全閉位置から任意
の開度に増大または減少する場合のアクチュエータの応
答性を確保することができ、実スロットル開度のオーバ
ーシュートまたはアンダーシュートを抑制して正確、か
つ迅速な定速走行制御を行うことが可能となる。

【００１４】また、第２の発明は、フィードフォワード
制御から圧力保持制御への切り換えは、実スロットル開
度が目標スロットル開度にほぼ一致したことを条件に行
われるため、スロットルの全開または全閉位置への駆動
を確実に行うことができ、制御の精度を確保することが
できる。

【００１５】また、第３の発明は、フィードフォワード
制御から圧力保持制御への移行は、実スロットル開度が
目標スロットル開度にほぼ一致した状態を所定時間の間
保持したことを条件に行われるため、フィードフォワー
ド制御によるスロットルの全開または全閉位置への駆動
をノイズ等の外乱にかかわらず確実に行ってからスロッ
トル開度の保持を確実に行うことができる。

【００１６】また、第４の発明は、前記第２制御切換手
段が、実スロットル開度が目標スロットル開度にほぼ一
致したことを判定したときの実スロットル開度検出手段
の出力を学習記憶して、この学習記憶値に基づいてスロ
ットル駆動手段がアクチュエータの駆動を行うようにし
たため、実スロットル開度検出手段が温度変化等によっ
て出力特性が変化した場合にも、正確な全開または全閉
位置を把握することができ、制御精度を確保することが
できる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。

【００１８】図１に示すように、１は定速走行用のコン
トロールユニットであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各
種インターフェース及び各種タイマを備えたマイクロコ
ンピュータ１０とスロットルアクチュエータ駆動回路１
１を主体にして構成される。

【００１９】２〜７は運転者によって操作されるスイッ
チ群であり、これらスイッチの操作に応じてコントロー
ルユニット１は定速走行制御の開始または解除を判断す
る。

【００２０】２は定速走行のメインスイッチであり、セ
ットスイッチ３は定速走行制御の開始及び車速の設定を
行うもので、ＡＣＣスイッチ４及びＣＯＡＳＴスイッチ
５は、それぞれ、目標車速の増大及び減少を指令し、キ
ャンセルスイッチ６及びブレーキスイッチ７は、定速走
行制御を解除するものである。

【００２１】コントロールユニット１には車両の運転状
態を検出する各種センサが接続され、車速センサ８は、
実車速に対応したパルス信号を送出し、コントロールユ
ニット１はこのパルスをカウントすることで実車速を演
算する。

【００２２】スロットルセンサ９は、ポテンショメータ
等で構成されて、実スロットル開度に対応した信号を送
出し、コントロールユニット１ではこのスロットル開度
に基づいてスロットルアクチュエータ３０の駆動制御や
後述する走行抵抗の推定演算などに用いられる。また、
クランク角センサ１３はエンジンの回転数Ｎｅを送出す
る。

【００２３】エンジンの吸気通路には吸入空気量を制御
するスロットルが介装され、このスロットルはコントロ
ールユニット１の指令に応動して大気を作動流体とする
負圧式スロットルアクチュエータ３０によって駆動され
るもので、この負圧式スロットルアクチュエータ３０に
は図２に示すバキュームポンプ３１及び大気開放バルブ
３２を備えて、バキュームポンプ３１が発生する負圧に
応じて負圧式スロットルアクチュエータ３０を伸縮駆動
してアクセルワイアを駆動することで、スロットルの開
度を制御するものである。

【００２４】そしてこのスロットルには、ポテンショメ
ータ等で構成されたスロットルセンサ９が設けられ、実
スロットル開度に対応した信号をコントロールユニット
１へ送出し、コントロールユニット１ではこのスロット
ル開度に基づいて負圧式スロットルアクチュエータ３０
の駆動制御を行うのに加えて、後述する走行抵抗の推定
演算などを行う。また、エンジンに配設されたクランク
角センサ１３はエンジンの回転数Ｎｅを送出する。

【００２５】コントロールユニット１には自動変速装置
を制御する自動変速機コントロールユニット２０が信号
線４１〜４３を介して接続される。

【００２６】自動変速機コントロールユニット２０は、
信号線４１を介して定速走行制御中のシフト位置（３速
またはＯＤ（オーバードライブ））を定速走行用のコン
トロールユニット１へ送り、一方、定速走行用のコント
ロールユニット１は信号線４２を介して定速走行制御信
号を送るとともに、信号線４３を介して定速走行時のＯ
Ｄキャンセル要求信号を自動変速機コントロールユニッ
ト２０へ送出する。なお、信号線４１〜４３によるコン
トロールユニット１、２０間の通信はパラレル型で構成
した場合を示す。

【００２７】図３〜図４は、コントロールユニット１で
行われる制御の一例を示すフローチャートで、タイマ割
り込み等によって所定時間毎、例えば、５０msecごとに
実行されるものであり、以下、これらフローチャートを
参照しながら詳述する。

【００２８】まず、ステップＳ１では、車速センサ８、
スロットルセンサ９及びクランク角センサ１３の信号を
読み込んで、所定時間（５０msec）の間にカウントされ
た各信号に基づいて、平均実車速Ｖｓｐ、実スロットル
開度Ｔｖｏ、エンジン回転数Ｎｅの演算を行う。

【００２９】ステップＳ２では、キャンセルスイッチ６
及びブレーキスイッチ７のうちの一方がオンであるかを
判定して、定速走行制御の継続または解除を決定し、解
除の場合にはステップＳ８以降の処理へ進む一方、継続
の場合にはステップＳ３へ進む。

【００３０】ステップＳ３はセットスイッチ３がオンで
あるか否かを判定して、オンの場合には目標車速Ｖｓｐ
ｒを設定するため、ステップＳ４へ進む一方、そうでな
い場合にはステップＳ７に進む。

【００３１】ステップＳ４では、現在の実車速Ｖｓｐを
目標車速Ｖｓｐｒとして記憶し、ステップＳ５で定速走
行制御フラグを１にセットしてから、フェイルセイフ用
電源遮断回路１２を通電状態に設定する。

【００３２】ステップＳ３でセットスイッチ３がオフの
場合には、ステップＳ７以降の処理が行われ、前回のま
でに設定された目標車速Ｖｓｐｒに基づく定速走行制御
が行われる。

【００３３】ステップＳ７では定速走行制御フラグが１
であるかをチェックしてからステップＳ１０へ進み、定
速走行制御フラグが１でない場合にはステップＳ８以降
の定速走行制御の解除処理へ進み、ステップＳ８で各種
フラグ、変数のリセットを行ってからフェイルセイフ用
電源遮断回路１２の通電を遮断して終了する。

【００３４】ステップＳ１０〜１４では、目標車速Ｖｓ
ｐｒに実車速Ｖｓｐを一致させるために、図５（ａ）に
示す補償器を用いて公知の線形制御手法であるモデルマ
ッチング手法及び近似ゼロイング手法を用いて、エンジ
ンの目標駆動力ｙ１を演算する。

【００３５】ここで、補償器に組み込まれた制御対象で
ある車両のモデル化について説明しておく。

【００３６】目標の駆動力を演算入力し、車速を被制御
量とするため、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及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可能であり、パワートレインの
挙動は、図６に示す簡易非線形モデルで表すことができ
る。

【００３７】そして、例えば、図７に示すように、予め
計測し、記憶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
することで、エンジン非線形定常特性を線形化する。

【００３８】従って、目標の駆動力を演算入力し、車速
を出力とする制御対象のモデル化は、積分特性となる。
そして、補償器ではこのときの伝達特性をパルス伝達関
数Ｐ（ｚ^-1）でおくことができる。

【００３９】図５（ａ）において、ｚは遅延演算素子で
あり、ｚ^-1を乗ずると、１サンプル周期前の値となる。
また、Ｃ１（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
る影響を抑制するものである。また、Ｃ３（ｚ^-1）は、
モデルマッチング手法による補償器で、図５（ｂ）に示
すように、目標車速を入力、実車速を出力としたときの
制御対象の応答特性が予め定めた一次遅れとむだ時間を
持つ規範モデルＨ（ｚ^-1）の特性と一致するように設定
する。

【００４０】制御対象の伝達特性は、実際にはパワート
レイン系の遅れであるむだ時間を考慮する必要があり、
本実施例では２サンプル周期（１００msec）程度である
ことが分かっている。このため、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の積でおくことができる。

【００４１】Ｐ１（ｚ^-1）＝Ｔ・ｚ^-1／Ｍ・（１−
ｚ^-1）ただし、Ｔ；サンプル周期＝５０ｍｓｅｃＭ；平均車重このとき、Ｃ１（Ｚ^-1）、Ｃ２（Ｚ^-1）は次式となる。

【００４２】Ｃ１（Ｚ^-1）＝（１−γ）・ｚ^-1／（１−
γ・ｚ^-1）（時定数Ｔｂのローパスフィルタ）Ｃ２（Ｚ^-1）＝Ｍ・（１−γ）・（１−ｚ^-1）／Ｔ・
（１−γ・ｚ^-1）（Ｃ２＝Ｃ１／Ｐ１）ただし、γ＝exp（−Ｔ／ｔｂ）なお、補償器Ｃ２は車両モデルの逆形にローパスフィル
タをかけたものであり、実車速Ｖｓｐに対応する駆動
力、すなわち、図６に示されるように、駆動力から走行
抵抗を引いた値を求めることができる。

【００４３】又、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、Ｃ３は下記の定数となる。

【００４４】Ｃ３＝Ｋ＝｛１−exp（−Ｔ／ｔａ）｝・Ｍ／Ｔ以上の制御手法に基づきステップＳ１０では、モデルマ
ッチング補償器に相当する次の演算を行い、目標駆動力
ｙ４を求める。ただし、データｙ（ｋ−１）は１サンプ
ル周期前のデータｙ（ｋ）を示す。

【００４５】ｙ４（ｋ）＝Ｋ・（Ｖｓｐｒ（ｋ）−Ｖｓｐ（ｋ））ステップＳ１１では、外乱推定器の一部である補償器Ｃ
２（Ｚ^-1）に相当する次の演算を行う。

【００４６】ｙ３（ｋ）＝γ・ｙ３（ｋ−１）＋（１−
γ）・Ｍ／Ｔ・Ｖｓｐ（ｋ）−（１−γ）・Ｍ／Ｔ・Ｖ
ｓｐ（ｋ−１）ステップＳ１２では、目標駆動力ｙ４を次式で補正し
て、最終目標駆動力ｙ１を求める。ただし、ｙ２（ｋ−
２）は後述のステップＳ１４で求められるｙ（ｋ）の２
サンプル周期前のデータであり、ステップＳ１４での演
算は前記積分要素Ｐ１（ｚ^-1）に相当し、２サンプル周
期前のデータを用いることが前記むだ時間要素Ｐ２（ｚ
^-1）に相当する。

【００４７】ｙ１（ｋ）＝ｙ４（ｋ）−ｙ３（ｋ）＋ｙ２（ｋ−２）そして、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のに対して、ｙ３（ｋ）
は駆動力から走行抵抗を引いた値であることから、ｙ２
（ｋ−２）−ｙ３（ｋ）が走行抵抗推定値Ｆｒになる。

【００４８】ステップＳ１３では、まず、スロットル全
開及び全閉時のエンジントルク値を各エンジン回転速度
毎に記憶した各テーブルデータを用いて、最大エンジン
トルクＴｅｍａｘと、最小エンジントルクＴｅｍｉｎを
求め、次式によって最大駆動力Ｆｍａｘと最小駆動力Ｆ
ｍｉｎを求める。

【００４９】Ｆｍａｘ＝（Ｔｅｍａｘ・Ｇｍ・Ｇｆ）／ＲｔＦｍｉｎ＝（Ｔｅｍｉｎ・Ｇｍ・Ｇｆ）／Ｒｔただし、Ｇｍミッションギヤ比、Ｇｆはファイナルギヤ
比、Ｒｔはタイヤの有効半径。

【００５０】さらに、最終目標駆動力ｙ１（ｋ）を、こ
れらの上限値Ｆｍａｘと下限値Ｆｍｉｎで制限してｙ５
（ｋ）を求める。

【００５１】ステップＳ１４では、外乱推定器の一部で
ある補償器Ｃ１（ｚ^-1）に相当する下記演算を行う。

【００５２】ｙ２（ｋ）＝γ・ｙ２（ｋ−１）＋（１−
γ）・ｙ５（ｋ−１）ステップＳ１５では、まず、最終目標駆動力ｙ１（ｋ）
から目標エンジントルクＴｅｒを算出する。

【００５３】Ｔｅｒ＝（ｙ１・Ｒｔ）／（Ｇｍ・Ｇｆ）さらに、予め設定されたエンジン非線形データマップを
用いて、エンジン回転速度Ｎｅと目標エンジントルクＴ
ｅｒから、目標スロットル開度を表引き演算する。この
演算では、図７に示すような、エンジントルクがスロッ
トル開度全域に必ず対応するように拡張されたデータマ
ップを用いる。図中実線部が本来のエンジン特性であ
り、点線部が拡張されたデータである。

【００５４】ステップＳ１６では、目標スロットル開度
＝０°であるか否かを判定して、０°の場合にはステッ
プＳ１７へ進む一方、そうでない場合にはステップＳ２
３へ進む。

【００５５】ステップＳ１７は、検出された実スロット
ル開度が所定の開度以下、例えば、２°以下の場合には
ステップＳ１８へ進む一方、そうでない場合にはステッ
プＳ２３へ進む。

【００５６】ステップＳ１８では、１００ｍｓｅｃ前、
５０ｍｓｅｃ前及び今回検出した実スロットル開度が目
標スロットル開度にすべて一致していれば、スロットル
が全閉位置に到達したと判定してステップＳ１９へ進む
一方、そうでない場合にはステップＳ２０へ進む。な
お、この全閉位置の判定は、目標スロットル開度と実ス
ロットル開度の偏差がほぼゼロになったことから判定し
てもよい。

【００５７】ステップＳ１９でスロットルの全閉位置を
示す全閉位置フラグを１にセットした後、ステップＳ２
０で全閉位置フラグが０か１のいずれであるかを判定
し、全閉位置フラグが０であればステップＳ２１へ進ん
で、閉方向のフィードフォワード制御を行う一方、１の
場合にはステップＳ２２へ進んで負圧保持制御を行う。

【００５８】ステップＳ２１では、負圧式スロットルア
クチュエータ３０を閉方向へフィードフォワード制御す
るために、バキュームポンプ３１及び大気開放用ソレノ
イドバルブ３２への各出力パルスのデューティ比Ｄｖａ
ｃ，Ｄｖｅｎｔを次式により求める。

【００５９】Ｄｖａｃ＝０％Ｄｖｅｎｔ＝５０％一方、負圧保持制御を行うステップＳ２２では、負圧式
スロットルアクチュエータ３０の負圧を保持するため
に、バキュームポンプ３１及び大気開放用ソレノイドバ
ルブ３２への各出力パルスのデューティ比Ｄｖａｃ，Ｄ
ｖｅｎｔを次式により求める。

【００６０】Ｄｖａｃ＝０％Ｄｖｅｎｔ＝０％上記ステップＳ１６、Ｓ１７の判定で、ＮＯとなる目標
スロットル開度≠０°の場合、または実スロットル開度
が所定値以下でない場合には、ステップＳ２３へ進んで
スロットル全閉位置フラグをクリアするした後、ステッ
プＳ２４において、ＰＩＤ制御等の公知のフィードバッ
ク制御手法を用いて、スロットル開度偏差（目標開度−
実開度）に基づいてバキュームポンプ３１及び大気開放
用ソレノイドバルブ３２への各出力パルスのデューティ
比Ｄｖａｃ，Ｄｖｅｎｔの演算を行う。

【００６１】上記のように求めたデューティ比Ｄｖａ
ｃ，Ｄｖｅｎｔを、ステップＳ２５ではバキュームポン
プ３１及び大気開放用ソレノイドバルブ３２への図示し
ない各出力レジスタにセットして、負圧式スロットルア
クチュエータ３０の駆動を行うのである。

【００６２】上記ステップＳ１〜Ｓ２５を所定時間毎
（本実施例では、５０ｍｓｅｃごと）に実行することに
より、目標スロットル開度が全閉位置、かつ実スロット
ル開度と目標スロットル開度の偏差が所定の値以下にな
る場合の負圧式スロットルアクチュエータ３０のアンダ
ーシュートを抑制する制御が行われる。

【００６３】スロットル開度のフィードバック制御を実
行中に、目標スロットル開度が任意の値から減少して全
閉位置に到達する場合、目標スロットル開度と実スロッ
トル開度の偏差がある限り、図８に示すように、負圧式
スロットルアクチュエータ３０はスロットルの閉方向へ
駆動され、負圧式スロットルアクチュエータ３０内の圧
力は大気圧へ向けて増大する。

【００６４】図８において、全閉位置へ向けて減少した
目標スロットル開度及び実スロットル開度は、図中、時
間Ａにおいて、目標スロットル開度＝０°かつ実スロッ
トル開度が所定値２°以下となるので、上記ステップＳ
１６〜Ｓ２１のように、スロットル開度のフィードバッ
ク制御を中止して、閉方向へのフィードフォワード制御
を開始し、本実施例では、大気開放ソレノイドバルブ３
２のデューティ比Ｄｖｅｎｔを５０％に設定して、負圧
式スロットルアクチュエータ３０が確実にスロットルの
閉方向へ作動させるのでる。

【００６５】このフィードフォワード制御によって、実
スロットル開度は確実に全閉位置へ到達することができ
る。

【００６６】そして、時間Ｂでは、１００ｍｓｅｃ前、
５０ｍｓｅｃ前及び現在の目標スロットルと実スロット
ル開度が初めて一致したことを検出し、上記ステップＳ
１８、Ｓ１９のように全閉位置フラグが１にセットされ
るため、閉方向へのフィードフォワード制御を停止して
負圧保持制御が開始される。

【００６７】この負圧保持制御では、大気開放ソレノイ
ドバルブ３２の駆動信号をＨｉレベルに、バキュームポ
ンプ３１の駆動信号をＬｏレベルに固定して、負圧式ス
ロットルアクチュエータ３０内の負圧を保持する。な
お、ステップＳ１８で行われる全閉位置到達判定に要す
る時間は、負圧式スロットルアクチュエータ３０内の負
圧の抜けが過剰とならないような時間、すなわち、本実
施例では、１００ｍｓｅｃとする。

【００６８】このようにフィードフォワード制御から負
圧保持制御へ移行した時間Ｂ以降では、負圧式スロット
ルアクチュエータ３０の過剰な負圧の抜け、すなわち、
圧力の上昇が抑制されるため、目標スロットル開度が全
閉位置以外の任意の値に増大した場合には、通常のフィ
ードバックへ迅速に移行することができ、このとき、前
記従来例のように負圧式スロットルアクチュエータ３０
の負圧の抜けによる実スロットル開度のアンダーシュー
トを防止することができ、実スロットル開度の応答性を
向上させて円滑な定速走行制御を実現することができる
のである。

【００６９】なお、上記実施例において、負圧式スロッ
トルアクチュエータ３０に応答遅れ（無効時間など）が
ある場合には、ステップＳ２１によってフィードフォワ
ード制御を開始した後、次の処理サイクルにおいて、ス
テップＳ１８の全閉位置の一致判断をおこなうと、負圧
式スロットルアクチュエータ３０の応答遅れによってス
ロットルが全閉位置に到達する前に、誤った全閉位置を
行う可能性があり、この場合、スロットル開度が微小開
度で開いた状態に保持されてしまう。

【００７０】そこで、上記ステップＳ２０、２１でフィ
ードフォワード制御を開始した直後には、負圧式スロッ
トルアクチュエータ３０の応答遅れを加味した所定時間
後まで、上記ステップＳ１８の全閉位置の一致判断を禁
止すれば良い。

【００７１】また、上記実施例において、ステップＳ１
で検出した実スロットル開度Ｔｖｏは、スロットルセン
サ９の温度変化に起因する出力特性の変化によって変動
する可能性があり、目標スロットル開度と実スロットル
開度の偏差が増大する場合がある。

【００７２】このため、上記ステップＳ１８で実スロッ
トル開度の全閉位置を検出したら、検出したスロットル
センサ９の出力を学習記憶するとともに、上記ステップ
Ｓ１５の目標スロットル開度の演算においてこの学習記
憶値を用いることで、温度変化に起因する目標スロット
ル開度と実スロットル開度の偏差を低減して、安定した
定速走行制御を行うことが可能となる。

【００７３】また、上記実施例では全閉位置について本
発明を適用した場合を述べたが、全開位置について適用
することもでき、上記ステップＳ１６、Ｓ１７における
判断を全開位置、所定の開度以上と比較するとともに、
全閉フラグを全開フラグに読み替え、さらにステップＳ
２１のフィードフォワード制御をスロットルの開方向に
ついて行うようにすれば良い。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように第１の発明は、走行
中の目標スロットル開度が全開または全閉位置になり、
かつ、目標スロットル開度と実スロットル開度の偏差が
所定値以下になると、第１制御切換手段によって、負圧
式のアクチュエータは通常の制御からフィードフォワー
ド制御に切り換えられて、スロットルは確実に全開また
は全閉位置へ向けて駆動され、フィードフォワード制御
の開始から所定時間が経過した後には、さらに第２制御
切換手段によってフィードフォワード制御から圧力保持
制御に切り換えられ、負圧式のアクチュエータに供給さ
れた作動流体は所定の圧力を保持してスロットルは全開
または全閉位置を保持され、このとき作動流体の圧力は
前記従来例のような過大な増減圧が抑制されるため、目
標スロットル開度が再び全開または全閉位置から任意の
開度に増大または減少する場合に、アクチュエータの応
答性を確保することができ、実スロットル開度のオーバ
ーシュートまたはアンダーシュートを抑制することが可
能となって、安定した定速走行制御を行うことが可能と
なる。

【００７５】また、第２の発明は、フィードフォワード
制御から圧力保持制御への移行は、実スロットル開度が
目標スロットル開度にほぼ一致したことを条件に行われ
るため、スロットルの全開または全閉位置への駆動を確
実に行うことができ、アクチュエータに供給される作動
流体の圧力の過大な増減圧を防止することができ、全開
または全閉位置から任意のスロットル開度へ変化する際
の応答性を確保することが可能となって、実スロットル
開度のオーバーシュートまたはアンダーシュートを抑制
して安定した定速走行制御を行うことが可能となる。

【００７６】また、第３の発明は、フィードフォワード
制御から圧力保持制御への移行は、実スロットル開度が
目標スロットル開度にほぼ一致した状態を所定時間の間
保持したことを条件に行われるため、フィードフォワー
ド制御によるスロットルの全開または全閉位置への駆動
をノイズ等の外乱にかかわらず確実に行ってからスロッ
トル開度の保持を確実に行うことができ、制御の安定性
を確保することができる。

【００７７】また、第４の発明は、前記第２制御切換手
段が、実スロットル開度が目標スロットル開度にほぼ一
致したことを判定したときの実スロットル開度検出手段
の出力を学習記憶して、この学習記憶値に基づいてスロ
ットル駆動手段がアクチュエータの駆動を行うようにし
たため、実スロットル開度検出手段が温度変化等によっ
て出力特性が変化した場合にも、正確な全開または全閉
位置を把握することができ、定速走行制御を高精度で行
うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す定速走行制御装置の構成
図。

【図２】同じく負圧式スロットルアクチュエータの概略
構成図。

【図３】制御の一例を示すフローチャートの前半部。

【図４】同じくフローチャートの後半部。

【図５】フィードバック制御補償器の構成図で、（ａ）
は補償器を、（ｂ）は規範モデルを示す。

【図６】車両のパワートレインの簡易非線形モデル。

【図７】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のトルクの関係を示す。

【図８】全閉方向へスロットル開度を制御する場合の目
標スロットル開度、実スロットル開度及び各種信号と時
間の関係を示すグラフである。

【図９】請求項１ないし請求項４のいずれかひとつに対
応するクレーム対応図。

【符号の説明】

１定速走行用コントロールユニット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５０車速検出手段５１設定手段５２実スロットル検出手段５３目標スロットル開度演算手段５４偏差演算手段５５スロットル駆動手段５６アクチュエータ５７第１制御切換手段５８第２制御切換手段５９フィードフォワード制御手段６０圧力保持制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60K 31/00 B60K 41/00 - 41/28 F02D 9/02 331 F02D 11/00 - 11/10 F02D 29/02 301 F02D 41/14 320

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】目標車速を設定する設定手段と、車速を検出する車速検出手段と、スロットルの開度を検出する実スロットル開度検出手段
と、前記目標車速に検出した車速が一致するようにスロット
ル開度の目標値を演算する目標スロットル開度演算手段
と、供給される作動流体の圧力に応じてスロットルを駆動す
る負圧式のアクチュエータと、前記目標スロットル開度と実スロットル開度の偏差を演
算する偏差演算手段と、前記実スロットル開度が目標スロットル開度に一致する
ようにアクチュエータへ供給する作動流体の圧力を調整
するスロットル駆動手段とを備えた車両用定速走行制御
装置において、前記アクチュエータに供給する作動流体の圧力をスロッ
トルの全開または全閉位置に対応した所定の値に保持す
る圧力保持制御手段と、前記アクチュエータを全開または全閉位置へ向けてフィ
ードフォワード制御によって駆動するフィードフォワー
ド制御手段と、前記目標スロットル開度が全開または全閉位置となり、
かつ前記偏差が所定値以下となったときに前記フィード
フォワード制御手段によるアクチュエータの制御へ切り
換える第１の制御切換手段と、フィードフォワード制御手段による制御の開始から所定
の時間が経過した後は前記圧力保持制御手段によるアク
チュエータの制御へ切り換える第２の制御切換手段とを
備えたことを特徴とする車両用定速走行制御装置。
【請求項２】前記第２制御切換手段は、前記実スロッ
トル開度が目標スロットル開度にほぼ一致したことを判
定する切換判定手段を備え、この判定結果がフィードフ
ォワード制御手段による制御の開始後に実スロットル開
度が目標スロットル開度にほぼ一致したときに圧力保持
制御手段によるアクチュエータの制御へ切り換えること
を特徴とする請求項１に記載の車両用定速走行制御装
置。
【請求項３】前記切換判定手段は、実スロットル開度
と目標スロットル開度がほぼ一致した状態を所定時間の
間保持したことを条件に、実スロットル開度と目標スロ
ットル開度の一致を判断することを特徴とする請求項２
に記載の車両用定速走行制御装置。
【請求項４】前記第２制御切換手段が、前記切換判定
手段によって実スロットル開度が目標スロットル開度に
ほぼ一致したことを判定したときに、前記実スロットル
開度検出手段の出力を学習記憶する手段を備え、前記ス
ロットル駆動手段は、この学習記憶値に基づいて前記ア
クチュエータを駆動することを特徴とする請求項２また
は請求項３に記載の車両用定速走行制御装置。