JP3624264B2 - 車速制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両上エンジンのスロットルバルブを、電気モータあるいは流体圧アクチュエータ（代表的にはエンジンの吸気負圧を利用する負圧アクチュエータ）で開，閉駆動するスロットル駆動装置を用いて、車両の走行速度（車速）Ｖｓが運転者（ドライバ）が設定又は調整した目標車速Ｖｏに合致するように開閉駆動する車速制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の車速制御装置は、車速コントローラ（通常マイクロコンピュータが用いられる）が、目標車速Ｖｏに対する走行車速Ｖｓの偏差Ｖｄ＝Ｖｏ−Ｖｓを算出して、該偏差に対応するスロットル駆動装置付勢信号又は付勢データを算出している。スロットル駆動装置が電気モータおよび減速機を主要素とする場合、ならびに、負圧アクチュエータの場合のいずれも、付勢信号はＰＷＭパルス、付勢データはＰＷＭパルスの通電デューティ比又は高レベルＨ幅を示すデータ、であるのが主流である。電気モータ型スロットル駆動装置の場合、ＰＷＭパルスの高レベルＨ区間で電気モータに電流が流れ、Ｌレベル区間で電流は断える。ＰＷＭパルスは短周期で繰返し発生されるので、電気モータの電流値（時系列の平均値）はＰＷＭパルスのデューティ比に比例する。したがって、該デューティ比が大きいと電気モータが高速回転してスロットルバルブの開閉操作速度が高い。デューティ比が小さいとスロットルバルブの開閉操作速度は低い。
【０００３】
電気モータに代えて負圧アクチュエータが用いられる場合、負圧アクチュエータの負圧室に、エンジンインテークマニホールドの負圧と大気圧を選択的に接続する電磁切換弁がＰＷＭパルス通電され、例えば、ＰＷＭパルスの高レベルＨ区間で負圧室に負圧が、ＰＷＭパルスの低レベルＬ区間で大気圧が印加され、負圧室の負圧（の絶対値）は、ＰＷＭパルスのデューティ比に比例し、アクチュエータロッドの引込み長が比例する。スロットルバルブはリンクを介してアクチュエータロッドの引込み移動により開駆動され押出し移動により閉駆動される。この場合でも、ＰＷＭパルスのデューティ比が大きい領域ではアクチュエータロッドの移動速度が高くスロットルバルブの開操作速度が高い。デューティ比が小さいとスロットルバルブの閉操作速度は低い。
【０００４】
スロットルバルブ駆動装置のこのような特性を利用して、車速偏差Ｖｄ＝Ｖｏ−Ｖｓに基づいて目標加速度ＡTを算出し、一方、車両走行加速度Ａaを検出して加速度偏差Ａd＝ＡT−Ａaを算出し、この加速度偏差Ａdを零とするためのスロットルバルブ駆動器の付勢信号をフィードバック演算で生成し、この付勢信号に基づいてスロットルバルブ駆動器を付勢する。この種の従来の車速制御装置が、特開昭５７−１８３５３７号公報および特開昭５８−２８５６３号公報に開示されている。
【０００５】
平担路走行では、車両の加，減速が円滑であるので、車速偏差Ｖｄが実質上零に収束し、かつ、車速偏差Ｖｄを生じてからそれが零に収束するまでの走行距離は比較的に短く、安定した定速走行が実現する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、比較的に長い登坂路あるいは傾斜が強い登坂路の走行では、速度偏差Ｖｄに基づいて生成する目標加速度ＡTが、登坂路に対しては小さく、車両の加速が弱くて、登坂路を登り切るまで、車速偏差Ｖｄが比較的に大きくしかもそれが小さくならない現象が現われ、定速走行の車速安定性が損なわれる。平担路走行でも載積荷重が大きいときも同様である。また、ドライバ（運転者）が目標車速Ｖｏを比較的に高速で高く変更したとき、実車速Ｖｓの上昇の遅れにより、変更を終えた直後に実車速Ｖｓがオーバシュートするが、その後の目標車速Ｖｏへの収束が遅い。
【０００７】
本発明は、定速走行の速度安定性を高くすることを第１の目的とし、道路傾斜や積載荷重の変動、あるいは、目標車速Ｖｏ変更による車速Ｖｓのオーバシュート、による車速変動を抑制することを第２の目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
（１）車両上のエンジンのスロットルバルブ(11)を開閉するための駆動手段(50)；
車両の走行速度Ｖsを検出する速度検出手段(101,109,110,LSW,Mag)；
前記走行速度Ｖsおよび目標速度Ｖoに基づいて目標加速度ＡTを算出する加速度目標値演算手段(101)；
車両の走行加速度Ａaを検出する加速度検出手段(101)；
前記目標加速度ＡTに対する走行加速度Ａaの偏差Ａd＝ＡT−Ａaを算出する加速度偏差演算手段(101)；
前記偏差Ａdが正で、その変化ｄＡdが正のときには第１のゲインＧを、偏差Ａdが負で、その変化ｄＡdが負のときには第１のゲインよりも小さな第２のゲインＧを定めるゲイン設定手段(101)；
前記偏差Ａdおよび前記ゲインＧに対応して、それらが大きいと大きい操作指示値(D)を算出するフィードバック演算手段(101)；および、
前記駆動手段(50)を介して、前記操作指示値(D)に応じた速度で前記スロットルバルブ(11)を前記走行速度を前記目標速度とする方向に開閉駆動する出力手段(100)；を備える車速制御装置。
なお、理解を容易にするためにカッコ内には、図面に示し後述する実施例の対応要素又は対応事項の記号を、例示として参考までに付記した。
【０００９】
これによれば、例えば登坂路走行になると、目標加速度ＡTに対する走行加速度Ａaの偏差Ａd＝ＡT−Ａaが正で大きくなると共に、その変化ｄＡdが正（減速傾向）となる。このとき、ゲイン設定手段(101)が大きい第１のゲインＧを定めるので、加速度偏差Ａd対応の、フィードバック演算手段(101)が算出する操作指示値(D)が、(平担路走行の場合よりも)大きくなり、出力手段(100)が、駆動手段(50)を介して速くスロットルバルブ(11)を開駆動する。したがってスロットルバルブ(1 1)の開度が速く高くなり、車速Ｖｓがすみやかに目標車速Ｖｏに収束する。定常的な速度偏差を実質上生じない。
【００１０】
また、目標車速Ｖｏを比較的に高速で高くすると、実車速Ｖｓの上昇が遅れるので、目標車速Ｖｏの上昇を停止した直後に、実車速Ｖｓがオーバシュート（目標車速Ｖｏを超過）を生ずると、目標加速度ＡTに対する走行加速度Ａaの偏差Ａ d＝ＡT−Ａaが負、その変化ｄＡdが正となる。このとき、ゲイン設定手段(101)が第１のゲインＧよりも小さな第２のゲインＧを定めるので、加速度偏差Ａd対応の、フィードバック演算手段(101)が算出する操作指示値(D)が、小さくなり、出力手段(100)が、駆動手段 (50)を介して低速でスロットルバルブ(11)を閉駆動する。したがって車速Ｖｓのオーバシュートは早期に収まり、しかもハンチング（目標値Ｖｏを中心とする上下振動）を実質上生じない。定常的な速度偏差を実質上生じない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（２）前記ゲイン設定手段(101)は、前記偏差Ａdが設定範囲内にある場合、該偏差Ａdが正で、その変化ｄＡdが正のときには第１のゲインＧを、偏差Ａdが負で、その変化ｄＡdが正のときには第１のゲインＧよりも小さな第２のゲインＧを定め、偏差Ａdが前記設定範囲の外の場合は第１のゲインＧを定める上記（１）に記載の車速制御装置。これによれば、上述の（１）の作用効果が同様で得られるのに加えて、偏差Ａdが設定範囲外すなわち大き過ぎるときに自動的にゲインＧが大きく定まるので、加速度偏差Ａd対応の、フィードバック演算手段(101)が算出する操作指示値(D)が、大きくなり、出力手段(100)が、駆動手段(50)を介して速くスロットルバルブ(11)を開駆動する。したがってスロットルバルブ(11)の開度が速く高くなり、車速Ｖｓがすみやかに目標車速Ｖｏに収束する。特に、一時的に偏差Ａdが増大する場合の、速度復旧速度が速い。
【００１２】
（３）車両上のエンジンのスロットルバルブ(11)を開閉するための駆動手段(50)；
車両の走行速度Ｖsを検出する速度検出手段(101,109,110,LSW,Mag)；
前記走行速度Ｖsおよび目標速度Ｖoに基づいて目標加速度ＡTを算出する加速度目標値演算手段(101)；
車両の走行加速度Ａaを検出する加速度検出手段(101)；
前記目標加速度ＡTに対する走行加速度Ａaの偏差Ａd＝ＡT−Ａaを算出する加速度偏差演算手段(101)；
前記偏差Ａdが正で、その変化ｄＡdが正のときにはゲインＧを高値に変更し、前記偏差Ａdが負で、その変化ｄＡdが負のときにはゲインＧを低値に変更するゲイン設定手段(101)；
前記偏差Ａdおよび前記ゲインＧに対応して、それらが大きいと大きい操作指示値(D)を算出するフィードバック演算手段(101)；および、
前記駆動手段(50)を介して、前記操作指示値(D)に応じた速度で前記走行速度を前記目標速度とする方向に前記スロットルバルブ(11)を開閉駆動する出力手段(100)；を備える車速制御装置。
【００１３】
これによれば、例えば登坂路走行になると、目標加速度ＡTに対する走行加速度Ａaの偏差Ａd＝ＡT−Ａaが正で大きくなると共に、その変化ｄＡdが正（減速傾向）となる。このとき、ゲイン設定手段(101)がゲインを高値に変更するので、加速度偏差Ａd対応の、フィードバック演算手段(101)が算出する操作指示値(D)が、(平担路走行の場合よりも)大きくなり、出力手段(100)が、駆動手段(50)を介して速くスロットルバルブ(11)を開駆動する。したがってスロットルバルブ(1 1)の開度が速く高くなり、車速Ｖｓがすみやかに目標車速Ｖｏに収束する。定常的な速度偏差を実質上生じない。
【００１４】
また、目標車速Ｖｏを比較的に高速で高くすると、実車速Ｖｓの上昇が遅れるので、目標車速Ｖｏの上昇を停止した直後に、実車速Ｖｓがオーバシュート（目標車速Ｖｏを超過）を生ずると、目標加速度ＡTに対する走行加速度Ａaの偏差Ａ d＝ＡT−Ａaが負、その変化ｄＡdが正となる。このとき、ゲイン設定手段(101)がゲインを低値に変更するので、加速度偏差Ａd対応の、フィードバック演算手段(101)が算出する操作指示値(D)が、小さくなり、出力手段(100)が、駆動手段 (50)を介して低速でスロットルバルブ(11)を閉駆動する。したがって車速Ｖｓのオーバシュートは早期に収まり、しかもハンチング（目標値Ｖｏを中心とする上下振動）を実質上生じない。定常的な速度偏差を実質上生じない。
【００１５】
（４）前記ゲイン設定手段(101)は、前記変更後のゲインが設定高値を超えるときには該設定高値に、設定低値未満になるときには該設定低値に、ゲインＧを定める上記（３）に記載の車速制御装置。これによれば、上述の（３）の作用効果が同様で得られるのに加えて、偏差Ａdが設定範囲外すなわち大き過ぎるときに自動的に設定高値に定まり、小さ過ぎるときに自動的に設定低値に定まる。本発明の他の目的および特徴は、図面を参照した以下の実施例の説明より明らかになろう。
【００１６】
【実施例】
−第１実施例−
図１に本発明の第１実施例のシステム構成を示し、図２に車上エンジンのスロットルバルブ駆動機構の外観を、図３に機構断面を示す。図１ならびに図２および図３を参照すると、内燃機構のスロットルボデー１のエアー流路である吸気通路に、スロットルバルブ１１がスロットルシャフト１２によって回動自在に支持されている。スロットルシャフト１２の一端が支持されるスロットルボデー１の側面には、ケース２が一体に形成されており、このケース２とカバー３に、スロットルバルブ駆動器が組付けられている。更に、ケース２と反対側の、スロットルシャフト１２の他端が支持されるスロットルボデー１の側面には、スロットル開度監視用のポテンショメータ１３が装着されている。
【００１７】
ポテンショメータ１３は、スロットルバルブ１１の開度を示すアナログ電気信号を発生するスロットル開度センサであり、そのスライダがスロットルシャフト１２に連結されている。
【００１８】
スロットルシャフト１２の他端には、可動ヨーク４３が固着されており、スロットルバルブ１１は、可動ヨーク４３と一体となって回動するように構成されている。可動ヨーク４３はスロットルシャフト１２に固着された軸を備えた円形皿状の磁性体であり、略同形状の磁性体の固定ヨーク４４に対し、夫々の開口端が対向し且つ夫々の側壁及び軸部が軸方向に重合した状態で所定の空隙をもって嵌合している。この固定ヨーク４４は、スロットルボデー１に固着されており、軸部と側壁との間に形成される空間に、非磁性体のボビン４６に巻回されたクラッチソレノイド４５が収容されている。可動ヨーク４３の底面には非磁性体の摩擦部材４３ａがスロットルシャフト１２周りに埋設されており、円板状磁性体のクラッチプレート４２を介して駆動プレート４１が対向して配設されている。
【００１９】
駆動プレート４１は中心に軸部を有する円形皿状体で、軸部がスロットルシャフト１２周りに回動自在に支持されている。駆動プレート４１の軸部には外歯ギャが一体に形成されており、後述するギャ５２の小径部に形成された外歯と噛合するように構成されている。駆動プレート４１の底面には板ばね４１ａを介して前述のクラッチプレート４２が結合されている。この板ばね４１ａによりクラッチプレート４２は駆動プレート４１方向に付勢され、クラッチソレノイド４５の非通電時は可動ヨーク４３から離隔している。
【００２０】
駆動プレート４１と噛合するギャ５２は、小径部と大径部を有する段付円柱状で、各々に外歯が形成されており、カバー３に固着されたシャフト５２ａ周りに回動自在に支持されている。カバー３にはモータ５０が固定され、その回転軸がシャフト５２ａに対して平行且つ回動自在に支持されている。モータ５０の回転軸先端には、ギャ５１が固着され、これがギャ５２の大径部の外歯と噛合している。モータ５０はステップモータである。
【００２１】
モータ５０が回転しギャ５１が回動するとギャ５２が回動し、これに噛合する駆動プレート４１がクラッチプレート４２と共にスロットルシャフト１２周りを回動する。このときクラッチソレノイド４５が通電されていなければ、クラッチプレート４２は板ばね４１ａの付勢力によって可動ヨーク４３から離隔している。即ち、この場合には可動ヨーク４３、スロットルシャフト１２及びスロットルバルブ１１は駆動プレート４１とは無関係に自由に回動し得る状態にある。クラッチソレノイド４５が通電されて可動ヨーク４３及び固定ヨーク４４が励磁されると、電磁力によりクラッチプレート４２が板ばね４１ａの付勢力に抗して可動ヨーク４３方向に吸引され可動ヨーク４３に当接する。これにより、クラッチプレート４２と可動ヨーク４３とは摩擦係合し、摩擦部材４３ａの作用も相伴って両者が接合状態で回動する。即ち、この場合には駆動プレート４１，クラッチプレート４２，可動ヨーク４３，スロットルシャフト１２そしてスロットルバルブ１１が一体となって、ギャ５１，５２を介してモータ５０により回転駆動される。
【００２２】
カバー３にはスロットルシャフト１２と平行にアクセルシャフト３２が回動可能に支持されカバー３外に突出している。このアクセルシャフト３２の突出端部には回転レバーを構成するアクセルリンク３１が固定されており、アクセルケーブル３３の一端に固着されたピン３３ａがアクセルリンク３１の先端に係止されている。アクセルリンク３１には戻しばね３５が連結されており、アクセルリンク３１及びアクセルシャフト３２がスロットルバルブ１１閉方向に付勢されている。アクセルケーブル３３の他端はアクセルペダル３４に連結され、アクセルペダル３４の操作に応じてアクセルリンク３１及びアクセルシャフト３２がアクセルシャフト３２の軸心を中心に回動するアクセル操作機構が構成されている。
【００２３】
アクセルシャフト３２の左端には、板体のアクセルプレート３６が固着されている。該左端には、追加の中間軸２４の右端を回転自在に支持する丸穴が開けられており、この丸穴に中間軸２４の右端が進入している。中間軸２４の左端は、スロットルボデー１で回転自在に支持されている。この中間軸２４に、アクセルプレート３６に対向して板体のスロットルプレート２１が、回転自在に装着されている。
【００２４】
スロットルプレート２１は、中間軸２４に固着された小径部と大径部とから成り大径部の外側面に外歯が形成されている。このスロットルプレート２１の外歯は前述の可動ヨーク４３に形成された外歯と噛合し、スロットルプート２１の回転駆動に応じて可動ヨーク４３が回動し、これに一体的に結合されたスロットルシャフト１２及びスロットルバルブ１１が回動するように構成されている。
【００２５】
スロットルプレート２１には、小径部と大径部との接続部に段差が形成されており、外周側面で端部カムが構成されている。大径部の径方向の一側面は、ケース２に設けられた図示しないストッパに対向するように配設されており、これによりスロットルプレート２１の回動が規制されている。スロットルプレート２１の大径部にはピン２３が固定されている。
【００２６】
スロットルプレート２１の軸部に戻しばね２２の一端が係止され、その他端がケース２に植設されたピンに係止されている。従って、スロットルプレート２１は戻しばね２２の付勢力によって大径部の側面がケース２に当接する方向に付勢されている。即ち、スロットルプレート２１は、戻しばね２２によりスロットルバルブ１１閉方向に付勢されている。
【００２７】
アクセルプレート３６は、中心部がアクセルシャフト３２に固着された円板部と径方向に延出した腕部とから成る。円板部は腕部に連続する部分が小径とされ、凹部が形成されており、外周側面で端面カムが構成されている。腕部は、その回転方向の一側面がケース２に設けられた図示しないストッパに対向し、他の側面がスロットルプレート２１のピン２３に対向するように配設されている。即ち、アクセルプレート３６が反時計方向に回転し腕部がスロットルプレート２１のピン２３に当接すると、これらアクセルプレート３６及びスロットルプレート２１が一体となって回動するように構成されている。なお通常、電気モータ５０によりスロットルプレート２１に回転が付勢されずにかつアクセルが全く踏み込まれていない場合、プレート３６の腕部はピン２３に当接している。図２および図３がこの状態を示す。
【００２８】
アクセルプレート３６は、戻しばね３５の付勢力により時計方向Ｂ（図２）に付勢されている。また、アクセルプレート３６には、アクセルシャフト３２の軸方向に延出するピン３６ｃが植設されている。
【００２９】
カバー３に形成されたアクセルシャフト３２の軸受部外周には、ポテンショメータ３７が固着されている。ポテンショメータ３７はアクセル開度センサであり、そのスライダにピン３６ｃが係合している。これにより、ポテンショメータ３７は、アクセルシャフト３２の回転角を示すアナログ電気信号を発生する。ポテンショメータ３７は、ケース２とカバー３との間に介挿されたプリント配線基板７０に電気的に接続されており、プリント配線基板７０にはリード７１が接続されている。
【００３０】
スロットルプレート２１及びアクセルプレート３６と連動するリミットスイッチ６０がステーを介してケース３に固定されると共にプリント配線基板７０に電気的に接続されている。リミットスイッチ６０は、スロットルバルブ１１の開度が上限になったときにスロットルプレート２１のカム部が閉から開に切換わる常閉スイッチであり、スロットルバルブ１１の開閉の上リミット到達検出のために用いられている。リミットスイッチ６０は、クラッチ４０のクラッチソレノイド４５と電気モータ５０のそれぞれの供電線に介挿されており、リミットスイッチ６０が開になると、クラッチソレノイド４５と電気モータ５０の通電が遮断される。
【００３１】
以上に説明したスロットルバルブ駆動器では、スロットルシャフト１２にヨーク４３が固着され、このヨーク４３の外歯にスロットルプレート２１の外歯が噛合っている。スロットルプレート２１はアクセルシャフト３２に対して自由回転しうる中間軸２４に回転自在に装着されておりかつ、戻しばね２２で時計方向Ｂ（図２）に常時回転強制されている。以上の組み合せにより、スロットルバルブ１１／スロットルシャフト１２／ヨーク４３／スロットルプレート２１、が回転連動関係にあり、アクセルペダル３４が踏込まれない状態でクラッチ４０のクラッチソレノイド４５が非通電（クラッチ断）のときには、戻しばね２２の力でスロットルバルブ１１は最低開度（アイドリング開度）である。
【００３２】
自動速度制御を行なうときには、クラッチソレノイド４５が通電されヨーク４３に駆動プレート４１が摩擦結合し、更に電気モータ５０の正回転付勢により駆動プレート４１を反時計方向に回転させるとスロットルバルブ１１の開度が大きくなる。電気モータ５０の逆回転付勢により駆動プレート４１を時計方向に回転させるとスロットルバルブ１１の開度が小さくなる。スロットルシャフト１２に結合されたポテンショメータ１３が、スロットルバルブ開度を示すアナログ信号を発生する。スロットルバルブ１１の開きが機械的な最大値（このときスロットルプレート２１が機械的なストッパに当る）になる直前に、スロットルプレート２１によりリミットスイッチ６０が閉から開になり、クラッチソレノイド４５および電気モータ５０の給電ループが開かれて電気モータ５０の正回転付勢が停止し電磁クラッチ５０の通電が停止する。クラッチ４０の通電が停止するとクラッチ４０が断となり、戻しばね２２の力でスロットルバルブ１１が閉方向に戻されるが、この戻しによりリミットスイッチ６０が閉に戻ったときにこれによりクラッチ４０のクラッチソレノイド４５の通電が再開されてそこでクラッチ４０が接に戻り戻しばね２２によるスロットルバルブ１１の閉方向の回転が停止する。このような動作により、スロットルバルブ１１を機械的な最大開度まであるいはそれを越えて駆動しようとするときには、スロットルバルブ１１の開度は、機械的な最大開度の直前の開度にホールドされることになる。
【００３３】
クラッチ４０に通電した状態で電気モータ５０でスロットルバルブ１１の開度をある開度に定めているとき、アクセルペダル３４が踏込まれても、アクセルプレート３６がスロットルプレート２１のピン２２に係合しない範囲内（アクセルプレート３６の回転量がスロットルプレート２１の回転量より小さい範囲内）では、スロットルバルブ１１はアクセルペダル３４の踏込みによっては操作されない。
【００３４】
アクセルペダル３４を踏込んでアクセルプレート３６の回転量が大きくなり、アクセルプレート３６がピン２２に当接すると、スロットルプレート２１がアクセルプレート３６と連動し、スロットルバルブ１１の開度は、アクセル踏込量に対する開度となる。アクセル踏込量が更に大きくなるにつれてスロットルバルブ１１の開度はより大きくなる。アクセル踏込を少し戻すと戻しばね２２の力でスロットルバルブ１１の開度が少し小さくなる。
【００３５】
このようにして、定速モード（自動速度制御）でないとき、あるいは定速モードでもアクセル踏込量がスロットルプレート２１の回転量より大きい範囲であるときには、アクセルの踏込量でスロットルバルブの開度が定まる。
【００３６】
ところで、前述した電動スロットルバルブ開閉駆動機構は、図１に示した電気制御回路により制御される。この電気制御回路は、マイクロコンピュータ（以下ＭＰＵという）１０１ならびに各種のドライバ，コンバータ，入力回路およびスイッチ等により構成されている。構成各部には、バッテリＢＴＴからの電圧ＶB，第１電圧電源ＣＰＳ1を介しての定電圧Ｖｃｃ１および／または第２定電圧電源ＣＰＳ2を介しての定電圧Ｖｃｃ２が供給されている。図１中には特に詳細な電源ラインを示していないがこれは電圧ＶBおよびＶｃｃ１の供給がバッテリＢＴＴの接続のみを要件とし、バッテリＢＴＴが接続されている限り常時供給されることによる。また、電圧Ｖｃｃ２の供給はさらにメインスイッチＭＳＷの投入を要件とするが、この電圧Ｖｃｃ２がＭＰＵ１０１および警報ランプＡＬＰ等に与えられる。
【００３７】
ＭＰＵ１０１では、第２定電圧電源ＣＰＳ2よりの定電圧Ｖｃｃ２をスタンバイモードの設定および通常モードへの復帰に使用している。このスタンバイモードは、全入出力ポートをハイインピーダンスとし、直前のレジスタの状態およびＲＡＭの内容のみを保持し、ソフトウェア動作を停止する省電力モードである。ＭＰＵ１０１は定電圧Ｖｃｃ２の印加がなくなったときにこのスタンバイモードを設定するが、一担このモードを設定するとソフトウェア動作を停止してしまうので、通常モードへの復帰にはハードウェアの制御が必要になる。それを行なうためのポートが制御ポートＩｓｓであり、この制御ポートＩｓｓに第２定電圧電源ＣＰＳ2よりの定電圧Ｖｃｃ２が印加されるとスタンバイモードから通常モードに復帰する。以下、各部の機能動作について説明する。
【００３８】
ＰＷＭカウンタ１０２には、ＭＰＵ１０１からＰＷＭデータＤ（ＰＷＭパルスの高レベルＨ時間Ｈｄを表わすデータ）およびクロックパルスが与えられる。このＰＷＭデータＤは、正負の値で与えられ、符号はモータ５０の付勢方向を、大きさはオンデューティ比に対応する高レベルＨ時間Ｈｄを示す。つまり、ＰＷＭカウンタ１０２は、零以外のＰＷＭデータＤ＝Ｈｄが与えられると、ＰＷＭパルスを高レベルＨ（通電指示）に転ずるとともにその符号が正であれば付勢方向制御信号をＨレベルに、負であれば付勢方向制御信号を低レベルＬに設定してクロックパルスのカウントを開始し、その後、カウント値がＰＷＭデータＤ＝Ｈｄの絶対値に等しくなるとＰＷＭパルスを低レベルＬ（非通電指示）に転じ、それから、ＰＷＭ周期（５０msec）−Ｄの絶対値、の時間が経過するとまたＰＷＭパルスを高レベルＨとし、１パルスの出力を開始する。以後これを繰返す。
【００３９】
ＰＷＭカウンタ１０２が発生するＰＷＭパルスおよび付勢方向制御信号はモータドライバ１０３に与えられる。モータドライバ１０３には前述した電動スロットルバルブ開閉駆動機構（駆動器）のモータ５０が接続されており、モータドライバ１０３は、方向制御信号がＨレベルであればＰＷＭパルスがＨレベルの間モータ５０を正転付勢し、方向制御信号がＬレベルであればＰＷＭパルスがＨレベルの間モータ５０を逆転付勢する。ＰＷＭパルスがＬの間は通電を停止する。このモータドライバ１０３の動作は、監視回路１０４により監視されている。
【００４０】
モータ５０の付勢ラインには前述したリミットスイッチ６０が直列に介挿されている。これらのスイッチはスロットルバルブ１２の限界を越える正回転方向の回転を規制する。すなわち、前述したように、モータ５０の正転が電磁クラッチを介してスロットルシャフト１２に伝達され、スロットルシャフト１２がワイヤ４２を巻取る方向に回転し、その回転がスロットル開度上限対応角を越えるとリミットスイッチ６０が開いてモータ５０の正転付勢を阻止しクラッチを断とし、戻しばね２２によりスロットルシャフト１２が逆回転してリミットスイッチ６０が閉となるとクラッチを接としモータ５０の正転付勢を行なう。スロットルシャフト１２の回転がスロットル開度下限対応角を下まわる場合は、図示しない機械的なストッパにより逆転付勢を阻止する。
【００４１】
ソレノイドドライバ１０５には前述した電動スロットルバルブ開閉駆動機構のクラッチソレノイド４５が接続されている。ソレノイドドライバ１０５は、ＭＰＵ１０１より電磁クラッチ付勢指示を受けるとこのクラッチソレノイド４５を付勢し、電磁クラッチ消勢指示を受けるとそれを消勢する。
【００４２】
クラッチソレノイド４５の付勢ラインにはブレーキペダル（図示せず）の踏込みに連動するノーマルクローズのブレーキスイッチＢＳＷ2およびリミットスイッチ６０が介挿されている。ブレーキスイッチＢＳＷ2は、ブレーキペダルの踏込みがあると接点を開き、クラッチソレノイド４５の付勢ラインを遮断する。またリミットスイッチ６０は前述のように、出力スロットルシャフト１２の回転の限界を規制する。したがって、ブレーキペダルの踏込んだ時、またはスロットルバルブ１１の回転が上限に達した時にクラッチソレノイド４５が直ちに消勢される。なお、ソレノイドドライバ１０５の動作およびブレーキスイッチＢＳＷ2の動作は監視回路１０６により監視されている。
【００４３】
ランプドライバ１０７はＭＰＵ１０１よりランプ付勢指示を受けると警報ランプＡＬＰを付勢する（定電圧Ｖｃｃ２の供給が条件）。この警報ランプＡＬＰは、自動車のメータパネル（図示せず）に備わり、“オートドライブの点検を受けて下さい“なるメッセージのバックライトになっている。
【００４４】
Ａ／Ｄコンバータ１０８はＭＰＵ１０１によりチップセレクトされるとポテンショメータ１３の検出電圧をデジタル変換してＭＰＵ１０１に返し、Ａ／Ｄコンバータ１０９はＭＰＵ１０１によりチップセレクトされるとＦ／Ｖコンバータ１１１０の出力電圧をデジタル変換してＭＰＵ１０１に返し、Ａ／Ｄコンバータ１１１はＭＰＵ１０１によりチップセレクトされるとポテンショメータ３７の検出電圧をデジタル変換してＭＰＵ１０１に返す。
【００４５】
Ｆ／Ｖコンバータ１１０は、周波数を電圧に変換するコンバータであり、ここでは、リードスイッチＬＳＷが、トランスミッションのアウトプットシャフト（図示せず）に結合された回転永久磁石Ｍａｇの磁気に感応してオン／オフすることにより生じる信号の周波数を電圧に変換している。つまり、Ｆ／Ｖコンバータ１１０は車速Ｖｓに比例した電圧信号を出力することになる。
【００４６】
入力回路１１７は、ＭＰＵ１０１がスイッチＳＳＷ，ＵＳＷ，ＤＳＷのオン／オフを読み取るための入力インターフェイスである。ここでスイッチＵＳＷ，ＤＳＷは、運転席（図示せず）前部のインナーパネルに装備され、自動速度制御時において運転者が加速（スイッチＵＳＷオン），減速（スイッチＤＳＷオン）を指示するものである。
【００４７】
図４、図１に示すＭＰＵ１０１の、定速走行制御に関する制御動作を示す。なお、ＭＰＵ１０１は、定速走行制御以外の制御をも実行し、これに伴ってスロットルバルブ開度を変更又は調整するが、それらの制御内容の図示は省略した。以下、ＭＰＵ１０１の、定速走行制御に関しての制御動作のみを説明する。
【００４８】
ＭＰＵ１０１は、Ｖcc２がオンすると、すなわちメインスイッチＭＳＷが閉じられて定電圧Ｖcc２がＭＰＵ１０１に加わると、初期設定すなわちポート状態設定，レジスタ（メモリの一領域）クリア，パラメータ初期設定等を行なう（ステップ１）。なお、以下においては、カッコ内には、「ステップ」という語を省略して、ステップＮｏ．数字を記入する。
【００４９】
初期設定（１）を終えるとＭＰＵ１０１は、時限値Ｔｓ＝１０msecのタイマＴｓをスタートし（２）、「状態読取」（３）を行なう。この状態読取（３）では、レジスタＲＶｓ（内部メモリの１領域）に書き込まれているデジタルデータＲＶｓ（検出した車速の前回値）をレジスタＲＢＶｓ（内部メモリの１領域）に書き込む。そして、入力ポートＰＳの信号レベルＳｓ（自動速度制御指示スイッチＳＳＷがオンでＬ／オフでＨ）を読込んでレジスタＲＳｓに書込み、入力ポートＰＵＳの信号レベルＳｕ（加速スイッチＵＳＷがオンでＬ／オフでＨ）を読込んでレジスタＲＳｕに書込み、入力ポートＰＤＳの信号レベルＳｄ（減速スイッチＤＳＷがオンでＬ／オフでＨ）を読込んでレジスタＲＳｄに書込み、Ａ／Ｄコンバータ１０８にＡ／Ｄ変換を指示してＡ／Ｄコンバータ１０８が発生するデジタルデータＳａ（スロットルバルブ１１の開度；スロットル開度センサであるポテンショメータ１３のアナログ信号をデジタル変換したデータ）を読込んでレジスタＳａに書込み、Ａ／Ｄコンバータ１１１にＡ／Ｄ変換を指示してＡ／Ｄコンバータ１１１が発生するデジタルデータＡｐ（アクセルペダル３４の踏込量；アクセル角度センサであるポテンショメータ３７のアナログ電気信号をデジタル変換したデータ）を読込んでレジスタＡｐに書込み、そして、Ａ／Ｄコンバータ１０９にＡ／Ｄ変換を指示してＡ／Ｄコンバータ１０９が発生するデジタルデータＶｓ（車速に実質上比例するレベルのアナログ電圧をデジタル変換したデータ）をレジスタＲＶｓに書込む（３）。なお、以降において、上記レジスタおよび他のレジスタのデータを、そのままレジスタ記号で表わすこともある。例えば、レジスタＲＢｓのデータをＲＢｓと表わすこともある。
【００５０】
ＭＰＵ１０１は次に、各種状態の判定を行なう（４）。この「状態判定」（４）では、自動速度制御指示スイッチＳＳＷが閉（ＲＳｓ＝Ｌ）か、アクセル角度がアイドリング角度（Ａｐ＝アイドリング開度）か、をチェックする。いずれも是（ＹＥＳ）であると、定速走行制御要を示す「１」をフラグレジスタＦｃに書込み、いずれかが非（ＮＯ）であると、自動速度制御不要を示す「０」をフラグレジスタＦｃに書込む。そして、Ａ／Ｄコンバータ１０９にＡ／Ｄ変換を指示してＡ／Ｄコンバータ１０９が発生するデジタルデータＶｓ（車速に実質上比例するレベルのアナログ電圧をデジタル変換したデータ）をレジスタＲＶｓに書込む（４Ｖ）。次に、今回読込んだ車速Ｖｓより、２４回前に読込んだ車速Ｖsp24を減算した値Ａa＝Ｖｓ−Ｖsp24を、加速度レジスタＲＡｓに書込み、過去２４回の読込み車速値（Ｖｓ）を格納しているテーブル（内部メモリの一領域）のデータを、最も古い読込み値（２４回前の読込値）を捨てて、最新の読込み値と過去２３回の読込み値に更新する。すなわちデータシフトおよびデータ更新をする（４Ａ）。なお、車速Ｖｓ演算４Ｖおよび加速度Ａａ演算４ＡをＴｓ＝１０msecで繰返えすので、加速度Ａａ演算４Ａで算出する加速度Ａaは、dt＝250msecの間の車速変化量を示すものである。
【００５１】
ＭＰＵ１０１は次に、定速走行制御要（Ｆｃ＝１）か不要（Ｆｃ＝０）かをチェックする（５）。
【００５２】
定速走行制御要（Ｆｃ＝１）であったときには、タイマＴｓがタイムオーバするのを待って（６）、タイムオーバするとタイマｓを再スタートして（７）、「定速走行制御」（８）を実行し、そして状態読取（３）に戻る。定速走行制御要（Ｆｃ＝１）である間、ステップ３〜９を、Ｔｓ周期で繰返し実行する。
【００５３】
図５に、「定速走行制御」（８）の内容の、主にスロットルバルブ駆動のための処理を示す（他の処理の図示は省略した）。この「定速走行制御」（８）はＴｓ（１０msec）周期で実行される。ここではまず、目標車速Ｖｏを算出する（１２）。ここで定める目標車速Ｖｏは、平担路走行の場合には、ブレーキペダルの踏込み解放とアクセルペダルの踏込み解放の両者が共に成立したときの車速Ｖｓを起点値として、車速アップスイッチＵＳＷ，車速ダウンスイッチＤＳＷの閉に応じてアップ／ダウン調整された値である。車両運転状態からカーブ走行や市街地走行が推定される場合には、それに対応した補正を加えた目標車速Ｖｏが定められる。ＭＰＵ１０１は次に、車速偏差Ｖｄ＝Ｖｏ−Ｖｓを算出する（１３）。次に、目標加速度ＡT＝（１／ｋc）Ｖｄを算出する（１４）。Ｖｄの単位をＫｍ／ｈ、ＡTの単位をＫｍ／(h・sec)とするとき、この実施例ではｋc＝８に定めている。ＭＰＵ１０１は次に、ゲインＧを定める（１５）。この内容は図６を参照して後述する。ＭＰＵ１０１は次に、スロットルバルブ駆動速度Ｓｖ＝Ｇ・Ａｄを算出する。Ａｄは後に説明する「ゲインＧの設定」（１５）で算出する加速度偏差Ａｄ＝Ａ T−Ａaである。ＭＰＵ１０１は次に、スロットルバルブ駆動速度Ｓｖを５０msec周期のＰＷＭパルスの高レベルＨ区間幅Ｈｄに変換し（１７）、これを表わすデータＤをＰＷＭカウンタ１０２に出力する（１８）。ただし、上述のように「定速走行制御」（８）は１０msec周期で繰返すが、ＰＷＭパルスは５０msec周期であるので、簡単に整合をとるため、この「定速走行制御」（８）の中の「Ｄ＝Ｈｄの出力」（１８）では、「定速走行制御」（８）の実行回数をカウントして、カウント値が５になるたびにカウントデータを０に初期化し、カウントデータが０のときのみ、ステップ１７で算出したＤ＝ＨｄをＰＷＭカウンタ１０２に出力する（１８）。
【００５４】
次に、図６を参照して「ゲインＧの設定」（１５）の内容を説明する。ここではまず加速度偏差Ａｄ＝ＡT−Ａaを算出し（２１）、加速度偏差Ａｄの絶対値データａｂｓ＝｜Ａｄ｜を算出する（２１ａ）。次に絶対値データａｂｓの微分値ｄＡｄ＝ａｂｓ−ａｂｓｐを算出する。ａｂｓｐは、前回値レジスタＲａｂｓｐのデータであり、前回（１０msec前）に算出した加速度偏差Ａｄの絶対値データａｂｓが格納されている。微分値ｄＡｄを算出するとそれをレジスタＲｄＡｄに格納し、前回値レジスタＲＡｄｐに今回算出した加速度偏差Ａｄを更新書込みする（２２）。
【００５５】
ＭＰＵ１０１は次に、今回算出した加速度偏差Ａｄが設定範囲ＡLL〜ＡUL内にあるかをチェックする（２３）。この設定範囲ＡLL〜ＡULは、円滑かつすみやかに加速度Ａａを目標値ＡTに収束させることができる加速度偏差Ａｄの下限値ＡL Lと上限値ＡULで規定するものである。加速度偏差Ａｄが設定範囲ＡLL〜ＡULを外れていると、スロットルバルブを大きく開閉駆動する必要があるので、ゲインＧを、高値Ｇmax（固定値）に定める（２３から２６へ）。
【００５６】
加速度偏差Ａｄが設定範囲内にあるときには、加速度偏差Ａｄの正（加速度Ａａが目標値ＡTより低い），負（加速度Ａａが目標値ＡTより高い）をチェックして（２４）、正（増速要）であると、絶対値データａｂｓの微分値ｄＡｄの極性（偏差Ａｄの絶対値データａｂｓの変化方向）に対応して、ｄＡｄが正（偏差の絶対値が増大している）のときにはゲインＧを高値Ｇmax(固定値)に定め（２５から２６へ）、負（偏差の絶対値が減少している）のときにはゲインＧを低値Ｇ min(固定値)に定める（２５から２８へ）。
【００５７】
加速度偏差Ａｄが設定範囲内にあってしかも加速度偏差Ａｄが負（減速要）であると、絶対値データａｂｓの微分値ｄＡｄの極性（偏差Ａｄの絶対値データａｂｓの変化方向）に対応して、ｄＡｄが正（偏差の絶対値が増大している）のときにはゲインＧを低値Ｇmin(固定値)に定め（２７から２８へ）、負（偏差の絶対値が減少している）のときにはゲインＧを高値Ｇmax(固定値)に定める（２７から２６へ）。
【００５８】
上述のようにゲインＧを定めて、このゲインＧを上述の「スロットルバルブ駆動速度Ｓｖの演算」（１６）で、フィードバック演算のゲインとするので、加速度偏差Ａｄが設定範囲を外れるときには高速で、また設定範囲内にあるときでも加速度偏差Ａｄが増大するときには高速でスロットルバルブが開駆動（又は閉駆動：Ｓｖが正のとき開駆動、負のとき閉駆動）され、実車速Ｖｓの目標車速Ｖｏに対する追従速度および収束速度が高く、アンダーシュートを生じない。加速度偏差Ａｄが減少するときにはゲインＧが小さくなるので、目標車速Ｖｏに対する実車速Ｖｓのオーバシュートが抑制されハンチングを生じない。
【００５９】
以上に説明した第１実施例では、上述のように、加速度偏差Ａｄおよびその微分値ｄＡｄに対応して、ゲインＧを２値的に、高値Ｇmax又は低値Ｇminに定めている。
【００６０】
−第２実施例−
第２実施例のハードウェアおよび動作の大部分は第１実施例と同じである。しかし、第２実施例では、ＭＰＵ１０１は、「定速走行制御」（８）の中の「ゲインＧの設定」（１５）を、図７に示す内容で実行する。すなわち、上述の第１実施例で、ゲインＧを高値Ｇmaxに定めるところを、ゲインＧの１ステップアップ（２６）に変更し、ステップアップしたゲインＧが高値Ｇmaxを越えるときには、ゲインＧを高値Ｇmaxに更新する（２６ａ，２６ｂ）ようにしており、また同様に、上述の第１実施例で、ゲインＧを低値Ｇminに定めるところを、ゲインＧの１ステップダウン（２８）に変更し、ステップダウンしたゲインＧが低値Ｇmin未満となるときには、ゲインＧを低値Ｇminに更新する（２８ａ，２８ｂ）ようにしている。その他の処理は、第１実施例と同じである。第１実施例でゲインＧが高値Ｇmax又は低値Ｇminに択一的に定められるのに対して、第２実施例ではゲインＧは小幅で段階的にＧmaxと低値Ｇminの間を行きつ戻りつして、滑らかに変化する。この第２実施例は、制御周期Ｔｓおよび又はＰＷＭ周期が比較的に短い場合に、出力値Ｄ＝Ｈｄが滑らかに変わるので、モータ駆動速度の変動が滑らかになり、好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示すモータ５０を含むスロットルバルブ駆動器の主要部外観を示す斜視図である。
【図３】図２に示すスロットルバルブ駆動器の主要部を示す断面図である。
【図４】図１に示すＭＰＵ１０１の定速走行制御動作の概要を示すフローチャートである。
【図５】図４に示す「定速走行制御」（８）の内容を示すフローチャートである。
【図６】図５に示す「ゲインＧの設定」（１５）の内容を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２実施例のＭＰＵ１０１の、第１実施例のものの処理と異なる処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１：スロットルボデー ２：ケース
３：カバー １１：スロットルバルブ
１２：スロットルシャフト １３：ポテンショメータ
２１：スロットルプレート ２２，３５：戻しばね
23,33a,36c：ピン ２４：中間軸
３１：アクセルリンク ３２：アクセルシャフト
３３：アクセルケーブル ３４：アクセルペダル
３６：アクセルプレート ３７：ポテンショメータ
４０：クラッチ ４１：駆動プレート
４１ａ：板ばね ４２：クラッチプレート
４３：可動ヨーク ４３ａ：摩擦部材
４４：固定ヨーク ４５：クラッチソレノイド
４６：ボビン ５０：モータ
５１，５２：ギャ ５２ａ：シャフト
６０：リミットスイッチ ７０：プリント配線基板
７１：リード １００：コントローラ
１０１：ＭＰＵ（マイクロコンピュータ）
１０７：ドライバ 108,109,111：Ａ／Ｄコンバータ
１１０：Ｆ／Ｖコンバータ １１７：入力回路
ＡＬＰ：警報ランプ BSW2：ブレーキスイッチ
ＢＴＴ：バッテリ ＣＰＳ１：第１電圧電源
ＣＰＳ２：第２電圧電源 ＬＳＷ：リードスイッチ
Ｍａｇ：回転永久磁石 ＭＳＷ：メインスイッチ
ＳＳＷ：自動速度制御指示スイッチ
ＵＳＷ：加速スイッチ ＤＳＷ：減速スイッチ
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両上エンジンのスロットルバルブを、電気モータあるいは流体圧アクチュエータ（代表的にはエンジンの吸気負圧を利用する負圧アクチュエータ）で開，閉駆動するスロットル駆動装置を用いて、車両の走行速度（車速）Ｖｓが運転者（ドライバ）が設定又は調整した目標車速Ｖｏに合致するように開閉駆動する車速制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の車速制御装置は、車速コントローラ（通常マイクロコンピュータが用いられる）が、目標車速Ｖｏに対する走行車速Ｖｓの偏差Ｖｄ＝Ｖｏ−Ｖｓを算出して、該偏差に対応するスロットル駆動装置付勢信号又は付勢データを算出している。スロットル駆動装置が電気モータおよび減速機を主要素とする場合、ならびに、負圧アクチュエータの場合のいずれも、付勢信号はＰＷＭパルス、付勢データはＰＷＭパルスの通電デューティ比又は高レベルＨ幅を示すデータ、であるのが主流である。電気モータ型スロットル駆動装置の場合、ＰＷＭパルスの高レベルＨ区間で電気モータに電流が流れ、Ｌレベル区間で電流は断える。ＰＷＭパルスは短周期で繰返し発生されるので、電気モータの電流値（時系列の平均値）はＰＷＭパルスのデューティ比に比例する。したがって、該デューティ比が大きいと電気モータが高速回転してスロットルバルブの開閉操作速度が高い。デューティ比が小さいとスロットルバルブの開閉操作速度は低い。
【０００３】
電気モータに代えて負圧アクチュエータが用いられる場合、負圧アクチュエータの負圧室に、エンジンインテークマニホールドの負圧と大気圧を選択的に接続する電磁切換弁がＰＷＭパルス通電され、例えば、ＰＷＭパルスの高レベルＨ区間で負圧室に負圧が、ＰＷＭパルスの低レベルＬ区間で大気圧が印加され、負圧室の負圧（の絶対値）は、ＰＷＭパルスのデューティ比に比例し、アクチュエータロッドの引込み長が比例する。スロットルバルブはリンクを介してアクチュエータロッドの引込み移動により開駆動され押出し移動により閉駆動される。この場合でも、ＰＷＭパルスのデューティ比が大きい領域ではアクチュエータロッドの移動速度が高くスロットルバルブの開操作速度が高い。デューティ比が小さいとスロットルバルブの閉操作速度は低い。
【０００４】
スロットルバルブ駆動装置のこのような特性を利用して、車速偏差Ｖｄ＝Ｖｏ−Ｖｓに基づいて目標加速度ＡTを算出し、一方、車両走行加速度Ａaを検出して加速度偏差Ａd＝ＡT−Ａaを算出し、この加速度偏差Ａdを零とするためのスロットルバルブ駆動器の付勢信号をフィードバック演算で生成し、この付勢信号に基づいてスロットルバルブ駆動器を付勢する。この種の従来の車速制御装置が、特開昭５７−１８３５３７号公報および特開昭５８−２８５６３号公報に開示されている。
【０００５】
平担路走行では、車両の加，減速が円滑であるので、車速偏差Ｖｄが実質上零に収束し、かつ、車速偏差Ｖｄを生じてからそれが零に収束するまでの走行距離は比較的に短く、安定した定速走行が実現する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、比較的に長い登坂路あるいは傾斜が強い登坂路の走行では、速度偏差Ｖｄに基づいて生成する目標加速度ＡTが、登坂路に対しては小さく、車両の加速が弱くて、登坂路を登り切るまで、車速偏差Ｖｄが比較的に大きくしかもそれが小さくならない現象が現われ、定速走行の車速安定性が損なわれる。平担路走行でも載積荷重が大きいときも同様である。また、ドライバ（運転者）が目標車速Ｖｏを比較的に高速で高く変更したとき、実車速Ｖｓの上昇の遅れにより、変更を終えた直後に実車速Ｖｓがオーバシュートするが、その後の目標車速Ｖｏへの収束が遅い。
【０００７】
本発明は、定速走行の速度安定性を高くすることを第１の目的とし、道路傾斜や積載荷重の変動、あるいは、目標車速Ｖｏ変更による車速Ｖｓのオーバシュート、による車速変動を抑制することを第２の目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
（１）車両上のエンジンのスロットルバルブ(11)を開閉するための駆動手段(50)；
車両の走行速度Ｖsを検出する速度検出手段(101,109,110,LSW,Mag)；
前記走行速度Ｖsおよび目標速度Ｖoに基づいて目標加速度ＡTを算出する加速度目標値演算手段(101)；
車両の走行加速度Ａaを検出する加速度検出手段(101)；
前記目標加速度ＡTに対する走行加速度Ａaの偏差Ａd＝ＡT−Ａaを算出する加速度偏差演算手段(101)；
前記偏差Ａdが正で、その変化ｄＡdが正のときには第１のゲインＧを、偏差Ａdが負で、その変化ｄＡdが負のときには第１のゲインよりも小さな第２のゲインＧを定めるゲイン設定手段(101)；
前記偏差Ａdおよび前記ゲインＧに対応して、それらが大きいと大きい操作指示値(D)を算出するフィードバック演算手段(101)；および、
前記駆動手段(50)を介して、前記操作指示値(D)に応じた速度で前記スロットルバルブ(11)を前記走行速度を前記目標速度とする方向に開閉駆動する出力手段(100)；を備える車速制御装置。
なお、理解を容易にするためにカッコ内には、図面に示し後述する実施例の対応要素又は対応事項の記号を、例示として参考までに付記した。
【０００９】
これによれば、例えば登坂路走行になると、目標加速度ＡTに対する走行加速度Ａaの偏差Ａd＝ＡT−Ａaが正で大きくなると共に、その変化ｄＡdが正（減速傾向）となる。このとき、ゲイン設定手段(101)が大きい第１のゲインＧを定めるので、加速度偏差Ａd対応の、フィードバック演算手段(101)が算出する操作指示値(D)が、(平担路走行の場合よりも)大きくなり、出力手段(100)が、駆動手段(50)を介して速くスロットルバルブ(11)を開駆動する。したがってスロットルバルブ(1 1)の開度が速く高くなり、車速Ｖｓがすみやかに目標車速Ｖｏに収束する。定常的な速度偏差を実質上生じない。
【００１０】
また、目標車速Ｖｏを比較的に高速で高くすると、実車速Ｖｓの上昇が遅れるので、目標車速Ｖｏの上昇を停止した直後に、実車速Ｖｓがオーバシュート（目標車速Ｖｏを超過）を生ずると、目標加速度ＡTに対する走行加速度Ａaの偏差Ａ d＝ＡT−Ａaが負、その変化ｄＡdが正となる。このとき、ゲイン設定手段(101)が第１のゲインＧよりも小さな第２のゲインＧを定めるので、加速度偏差Ａd対応の、フィードバック演算手段(101)が算出する操作指示値(D)が、小さくなり、出力手段(100)が、駆動手段 (50)を介して低速でスロットルバルブ(11)を閉駆動する。したがって車速Ｖｓのオーバシュートは早期に収まり、しかもハンチング（目標値Ｖｏを中心とする上下振動）を実質上生じない。定常的な速度偏差を実質上生じない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（２）前記ゲイン設定手段(101)は、前記偏差Ａdが設定範囲内にある場合、該偏差Ａdが正で、その変化ｄＡdが正のときには第１のゲインＧを、偏差Ａdが負で、その変化ｄＡdが正のときには第１のゲインＧよりも小さな第２のゲインＧを定め、偏差Ａdが前記設定範囲の外の場合は第１のゲインＧを定める上記（１）に記載の車速制御装置。これによれば、上述の（１）の作用効果が同様で得られるのに加えて、偏差Ａdが設定範囲外すなわち大き過ぎるときに自動的にゲインＧが大きく定まるので、加速度偏差Ａd対応の、フィードバック演算手段(101)が算出する操作指示値(D)が、大きくなり、出力手段(100)が、駆動手段(50)を介して速くスロットルバルブ(11)を開駆動する。したがってスロットルバルブ(11)の開度が速く高くなり、車速Ｖｓがすみやかに目標車速Ｖｏに収束する。特に、一時的に偏差Ａdが増大する場合の、速度復旧速度が速い。
【００１２】
（３）車両上のエンジンのスロットルバルブ(11)を開閉するための駆動手段(50)；
車両の走行速度Ｖsを検出する速度検出手段(101,109,110,LSW,Mag)；
前記走行速度Ｖsおよび目標速度Ｖoに基づいて目標加速度ＡTを算出する加速度目標値演算手段(101)；
車両の走行加速度Ａaを検出する加速度検出手段(101)；
前記目標加速度ＡTに対する走行加速度Ａaの偏差Ａd＝ＡT−Ａaを算出する加速度偏差演算手段(101)；
前記偏差Ａdが正で、その変化ｄＡdが正のときにはゲインＧを高値に変更し、前記偏差Ａdが負で、その変化ｄＡdが負のときにはゲインＧを低値に変更するゲイン設定手段(101)；
前記偏差Ａdおよび前記ゲインＧに対応して、それらが大きいと大きい操作指示値(D)を算出するフィードバック演算手段(101)；および、
前記駆動手段(50)を介して、前記操作指示値(D)に応じた速度で前記走行速度を前記目標速度とする方向に前記スロットルバルブ(11)を開閉駆動する出力手段(100)；を備える車速制御装置。
【００１３】
これによれば、例えば登坂路走行になると、目標加速度ＡTに対する走行加速度Ａaの偏差Ａd＝ＡT−Ａaが正で大きくなると共に、その変化ｄＡdが正（減速傾向）となる。このとき、ゲイン設定手段(101)がゲインを高値に変更するので、加速度偏差Ａd対応の、フィードバック演算手段(101)が算出する操作指示値(D)が、(平担路走行の場合よりも)大きくなり、出力手段(100)が、駆動手段(50)を介して速くスロットルバルブ(11)を開駆動する。したがってスロットルバルブ(1 1)の開度が速く高くなり、車速Ｖｓがすみやかに目標車速Ｖｏに収束する。定常的な速度偏差を実質上生じない。
【００１４】
また、目標車速Ｖｏを比較的に高速で高くすると、実車速Ｖｓの上昇が遅れるので、目標車速Ｖｏの上昇を停止した直後に、実車速Ｖｓがオーバシュート（目標車速Ｖｏを超過）を生ずると、目標加速度ＡTに対する走行加速度Ａaの偏差Ａ d＝ＡT−Ａaが負、その変化ｄＡdが正となる。このとき、ゲイン設定手段(101)がゲインを低値に変更するので、加速度偏差Ａd対応の、フィードバック演算手段(101)が算出する操作指示値(D)が、小さくなり、出力手段(100)が、駆動手段 (50)を介して低速でスロットルバルブ(11)を閉駆動する。したがって車速Ｖｓのオーバシュートは早期に収まり、しかもハンチング（目標値Ｖｏを中心とする上下振動）を実質上生じない。定常的な速度偏差を実質上生じない。
【００１５】
（４）前記ゲイン設定手段(101)は、前記変更後のゲインが設定高値を超えるときには該設定高値に、設定低値未満になるときには該設定低値に、ゲインＧを定める上記（３）に記載の車速制御装置。これによれば、上述の（３）の作用効果が同様で得られるのに加えて、偏差Ａdが設定範囲外すなわち大き過ぎるときに自動的に設定高値に定まり、小さ過ぎるときに自動的に設定低値に定まる。本発明の他の目的および特徴は、図面を参照した以下の実施例の説明より明らかになろう。
【００１６】
【実施例】
−第１実施例−
図１に本発明の第１実施例のシステム構成を示し、図２に車上エンジンのスロットルバルブ駆動機構の外観を、図３に機構断面を示す。図１ならびに図２および図３を参照すると、内燃機構のスロットルボデー１のエアー流路である吸気通路に、スロットルバルブ１１がスロットルシャフト１２によって回動自在に支持されている。スロットルシャフト１２の一端が支持されるスロットルボデー１の側面には、ケース２が一体に形成されており、このケース２とカバー３に、スロットルバルブ駆動器が組付けられている。更に、ケース２と反対側の、スロットルシャフト１２の他端が支持されるスロットルボデー１の側面には、スロットル開度監視用のポテンショメータ１３が装着されている。
【００１７】
ポテンショメータ１３は、スロットルバルブ１１の開度を示すアナログ電気信号を発生するスロットル開度センサであり、そのスライダがスロットルシャフト１２に連結されている。
【００１８】
スロットルシャフト１２の他端には、可動ヨーク４３が固着されており、スロットルバルブ１１は、可動ヨーク４３と一体となって回動するように構成されている。可動ヨーク４３はスロットルシャフト１２に固着された軸を備えた円形皿状の磁性体であり、略同形状の磁性体の固定ヨーク４４に対し、夫々の開口端が対向し且つ夫々の側壁及び軸部が軸方向に重合した状態で所定の空隙をもって嵌合している。この固定ヨーク４４は、スロットルボデー１に固着されており、軸部と側壁との間に形成される空間に、非磁性体のボビン４６に巻回されたクラッチソレノイド４５が収容されている。可動ヨーク４３の底面には非磁性体の摩擦部材４３ａがスロットルシャフト１２周りに埋設されており、円板状磁性体のクラッチプレート４２を介して駆動プレート４１が対向して配設されている。
【００１９】
駆動プレート４１は中心に軸部を有する円形皿状体で、軸部がスロットルシャフト１２周りに回動自在に支持されている。駆動プレート４１の軸部には外歯ギャが一体に形成されており、後述するギャ５２の小径部に形成された外歯と噛合するように構成されている。駆動プレート４１の底面には板ばね４１ａを介して前述のクラッチプレート４２が結合されている。この板ばね４１ａによりクラッチプレート４２は駆動プレート４１方向に付勢され、クラッチソレノイド４５の非通電時は可動ヨーク４３から離隔している。
【００２０】
駆動プレート４１と噛合するギャ５２は、小径部と大径部を有する段付円柱状で、各々に外歯が形成されており、カバー３に固着されたシャフト５２ａ周りに回動自在に支持されている。カバー３にはモータ５０が固定され、その回転軸がシャフト５２ａに対して平行且つ回動自在に支持されている。モータ５０の回転軸先端には、ギャ５１が固着され、これがギャ５２の大径部の外歯と噛合している。モータ５０はステップモータである。
【００２１】
モータ５０が回転しギャ５１が回動するとギャ５２が回動し、これに噛合する駆動プレート４１がクラッチプレート４２と共にスロットルシャフト１２周りを回動する。このときクラッチソレノイド４５が通電されていなければ、クラッチプレート４２は板ばね４１ａの付勢力によって可動ヨーク４３から離隔している。即ち、この場合には可動ヨーク４３、スロットルシャフト１２及びスロットルバルブ１１は駆動プレート４１とは無関係に自由に回動し得る状態にある。クラッチソレノイド４５が通電されて可動ヨーク４３及び固定ヨーク４４が励磁されると、電磁力によりクラッチプレート４２が板ばね４１ａの付勢力に抗して可動ヨーク４３方向に吸引され可動ヨーク４３に当接する。これにより、クラッチプレート４２と可動ヨーク４３とは摩擦係合し、摩擦部材４３ａの作用も相伴って両者が接合状態で回動する。即ち、この場合には駆動プレート４１，クラッチプレート４２，可動ヨーク４３，スロットルシャフト１２そしてスロットルバルブ１１が一体となって、ギャ５１，５２を介してモータ５０により回転駆動される。
【００２２】
カバー３にはスロットルシャフト１２と平行にアクセルシャフト３２が回動可能に支持されカバー３外に突出している。このアクセルシャフト３２の突出端部には回転レバーを構成するアクセルリンク３１が固定されており、アクセルケーブル３３の一端に固着されたピン３３ａがアクセルリンク３１の先端に係止されている。アクセルリンク３１には戻しばね３５が連結されており、アクセルリンク３１及びアクセルシャフト３２がスロットルバルブ１１閉方向に付勢されている。アクセルケーブル３３の他端はアクセルペダル３４に連結され、アクセルペダル３４の操作に応じてアクセルリンク３１及びアクセルシャフト３２がアクセルシャフト３２の軸心を中心に回動するアクセル操作機構が構成されている。
【００２３】
アクセルシャフト３２の左端には、板体のアクセルプレート３６が固着されている。該左端には、追加の中間軸２４の右端を回転自在に支持する丸穴が開けられており、この丸穴に中間軸２４の右端が進入している。中間軸２４の左端は、スロットルボデー１で回転自在に支持されている。この中間軸２４に、アクセルプレート３６に対向して板体のスロットルプレート２１が、回転自在に装着されている。
【００２４】
スロットルプレート２１は、中間軸２４に固着された小径部と大径部とから成り大径部の外側面に外歯が形成されている。このスロットルプレート２１の外歯は前述の可動ヨーク４３に形成された外歯と噛合し、スロットルプート２１の回転駆動に応じて可動ヨーク４３が回動し、これに一体的に結合されたスロットルシャフト１２及びスロットルバルブ１１が回動するように構成されている。
【００２５】
スロットルプレート２１には、小径部と大径部との接続部に段差が形成されており、外周側面で端部カムが構成されている。大径部の径方向の一側面は、ケース２に設けられた図示しないストッパに対向するように配設されており、これによりスロットルプレート２１の回動が規制されている。スロットルプレート２１の大径部にはピン２３が固定されている。
【００２６】
スロットルプレート２１の軸部に戻しばね２２の一端が係止され、その他端がケース２に植設されたピンに係止されている。従って、スロットルプレート２１は戻しばね２２の付勢力によって大径部の側面がケース２に当接する方向に付勢されている。即ち、スロットルプレート２１は、戻しばね２２によりスロットルバルブ１１閉方向に付勢されている。
【００２７】
アクセルプレート３６は、中心部がアクセルシャフト３２に固着された円板部と径方向に延出した腕部とから成る。円板部は腕部に連続する部分が小径とされ、凹部が形成されており、外周側面で端面カムが構成されている。腕部は、その回転方向の一側面がケース２に設けられた図示しないストッパに対向し、他の側面がスロットルプレート２１のピン２３に対向するように配設されている。即ち、アクセルプレート３６が反時計方向に回転し腕部がスロットルプレート２１のピン２３に当接すると、これらアクセルプレート３６及びスロットルプレート２１が一体となって回動するように構成されている。なお通常、電気モータ５０によりスロットルプレート２１に回転が付勢されずにかつアクセルが全く踏み込まれていない場合、プレート３６の腕部はピン２３に当接している。図２および図３がこの状態を示す。
【００２８】
アクセルプレート３６は、戻しばね３５の付勢力により時計方向Ｂ（図２）に付勢されている。また、アクセルプレート３６には、アクセルシャフト３２の軸方向に延出するピン３６ｃが植設されている。
【００２９】
カバー３に形成されたアクセルシャフト３２の軸受部外周には、ポテンショメータ３７が固着されている。ポテンショメータ３７はアクセル開度センサであり、そのスライダにピン３６ｃが係合している。これにより、ポテンショメータ３７は、アクセルシャフト３２の回転角を示すアナログ電気信号を発生する。ポテンショメータ３７は、ケース２とカバー３との間に介挿されたプリント配線基板７０に電気的に接続されており、プリント配線基板７０にはリード７１が接続されている。
【００３０】
スロットルプレート２１及びアクセルプレート３６と連動するリミットスイッチ６０がステーを介してケース３に固定されると共にプリント配線基板７０に電気的に接続されている。リミットスイッチ６０は、スロットルバルブ１１の開度が上限になったときにスロットルプレート２１のカム部が閉から開に切換わる常閉スイッチであり、スロットルバルブ１１の開閉の上リミット到達検出のために用いられている。リミットスイッチ６０は、クラッチ４０のクラッチソレノイド４５と電気モータ５０のそれぞれの供電線に介挿されており、リミットスイッチ６０が開になると、クラッチソレノイド４５と電気モータ５０の通電が遮断される。
【００３１】
以上に説明したスロットルバルブ駆動器では、スロットルシャフト１２にヨーク４３が固着され、このヨーク４３の外歯にスロットルプレート２１の外歯が噛合っている。スロットルプレート２１はアクセルシャフト３２に対して自由回転しうる中間軸２４に回転自在に装着されておりかつ、戻しばね２２で時計方向Ｂ（図２）に常時回転強制されている。以上の組み合せにより、スロットルバルブ１１／スロットルシャフト１２／ヨーク４３／スロットルプレート２１、が回転連動関係にあり、アクセルペダル３４が踏込まれない状態でクラッチ４０のクラッチソレノイド４５が非通電（クラッチ断）のときには、戻しばね２２の力でスロットルバルブ１１は最低開度（アイドリング開度）である。
【００３２】
自動速度制御を行なうときには、クラッチソレノイド４５が通電されヨーク４３に駆動プレート４１が摩擦結合し、更に電気モータ５０の正回転付勢により駆動プレート４１を反時計方向に回転させるとスロットルバルブ１１の開度が大きくなる。電気モータ５０の逆回転付勢により駆動プレート４１を時計方向に回転させるとスロットルバルブ１１の開度が小さくなる。スロットルシャフト１２に結合されたポテンショメータ１３が、スロットルバルブ開度を示すアナログ信号を発生する。スロットルバルブ１１の開きが機械的な最大値（このときスロットルプレート２１が機械的なストッパに当る）になる直前に、スロットルプレート２１によりリミットスイッチ６０が閉から開になり、クラッチソレノイド４５および電気モータ５０の給電ループが開かれて電気モータ５０の正回転付勢が停止し電磁クラッチ５０の通電が停止する。クラッチ４０の通電が停止するとクラッチ４０が断となり、戻しばね２２の力でスロットルバルブ１１が閉方向に戻されるが、この戻しによりリミットスイッチ６０が閉に戻ったときにこれによりクラッチ４０のクラッチソレノイド４５の通電が再開されてそこでクラッチ４０が接に戻り戻しばね２２によるスロットルバルブ１１の閉方向の回転が停止する。このような動作により、スロットルバルブ１１を機械的な最大開度まであるいはそれを越えて駆動しようとするときには、スロットルバルブ１１の開度は、機械的な最大開度の直前の開度にホールドされることになる。
【００３３】
クラッチ４０に通電した状態で電気モータ５０でスロットルバルブ１１の開度をある開度に定めているとき、アクセルペダル３４が踏込まれても、アクセルプレート３６がスロットルプレート２１のピン２２に係合しない範囲内（アクセルプレート３６の回転量がスロットルプレート２１の回転量より小さい範囲内）では、スロットルバルブ１１はアクセルペダル３４の踏込みによっては操作されない。
【００３４】
アクセルペダル３４を踏込んでアクセルプレート３６の回転量が大きくなり、アクセルプレート３６がピン２２に当接すると、スロットルプレート２１がアクセルプレート３６と連動し、スロットルバルブ１１の開度は、アクセル踏込量に対する開度となる。アクセル踏込量が更に大きくなるにつれてスロットルバルブ１１の開度はより大きくなる。アクセル踏込を少し戻すと戻しばね２２の力でスロットルバルブ１１の開度が少し小さくなる。
【００３５】
このようにして、定速モード（自動速度制御）でないとき、あるいは定速モードでもアクセル踏込量がスロットルプレート２１の回転量より大きい範囲であるときには、アクセルの踏込量でスロットルバルブの開度が定まる。
【００３６】
ところで、前述した電動スロットルバルブ開閉駆動機構は、図１に示した電気制御回路により制御される。この電気制御回路は、マイクロコンピュータ（以下ＭＰＵという）１０１ならびに各種のドライバ，コンバータ，入力回路およびスイッチ等により構成されている。構成各部には、バッテリＢＴＴからの電圧ＶB，第１電圧電源ＣＰＳ1を介しての定電圧Ｖｃｃ１および／または第２定電圧電源ＣＰＳ2を介しての定電圧Ｖｃｃ２が供給されている。図１中には特に詳細な電源ラインを示していないがこれは電圧ＶBおよびＶｃｃ１の供給がバッテリＢＴＴの接続のみを要件とし、バッテリＢＴＴが接続されている限り常時供給されることによる。また、電圧Ｖｃｃ２の供給はさらにメインスイッチＭＳＷの投入を要件とするが、この電圧Ｖｃｃ２がＭＰＵ１０１および警報ランプＡＬＰ等に与えられる。
【００３７】
ＭＰＵ１０１では、第２定電圧電源ＣＰＳ2よりの定電圧Ｖｃｃ２をスタンバイモードの設定および通常モードへの復帰に使用している。このスタンバイモードは、全入出力ポートをハイインピーダンスとし、直前のレジスタの状態およびＲＡＭの内容のみを保持し、ソフトウェア動作を停止する省電力モードである。ＭＰＵ１０１は定電圧Ｖｃｃ２の印加がなくなったときにこのスタンバイモードを設定するが、一担このモードを設定するとソフトウェア動作を停止してしまうので、通常モードへの復帰にはハードウェアの制御が必要になる。それを行なうためのポートが制御ポートＩｓｓであり、この制御ポートＩｓｓに第２定電圧電源ＣＰＳ2よりの定電圧Ｖｃｃ２が印加されるとスタンバイモードから通常モードに復帰する。以下、各部の機能動作について説明する。
【００３８】
ＰＷＭカウンタ１０２には、ＭＰＵ１０１からＰＷＭデータＤ（ＰＷＭパルスの高レベルＨ時間Ｈｄを表わすデータ）およびクロックパルスが与えられる。このＰＷＭデータＤは、正負の値で与えられ、符号はモータ５０の付勢方向を、大きさはオンデューティ比に対応する高レベルＨ時間Ｈｄを示す。つまり、ＰＷＭカウンタ１０２は、零以外のＰＷＭデータＤ＝Ｈｄが与えられると、ＰＷＭパルスを高レベルＨ（通電指示）に転ずるとともにその符号が正であれば付勢方向制御信号をＨレベルに、負であれば付勢方向制御信号を低レベルＬに設定してクロックパルスのカウントを開始し、その後、カウント値がＰＷＭデータＤ＝Ｈｄの絶対値に等しくなるとＰＷＭパルスを低レベルＬ（非通電指示）に転じ、それから、ＰＷＭ周期（５０msec）−Ｄの絶対値、の時間が経過するとまたＰＷＭパルスを高レベルＨとし、１パルスの出力を開始する。以後これを繰返す。
【００３９】
ＰＷＭカウンタ１０２が発生するＰＷＭパルスおよび付勢方向制御信号はモータドライバ１０３に与えられる。モータドライバ１０３には前述した電動スロットルバルブ開閉駆動機構（駆動器）のモータ５０が接続されており、モータドライバ１０３は、方向制御信号がＨレベルであればＰＷＭパルスがＨレベルの間モータ５０を正転付勢し、方向制御信号がＬレベルであればＰＷＭパルスがＨレベルの間モータ５０を逆転付勢する。ＰＷＭパルスがＬの間は通電を停止する。このモータドライバ１０３の動作は、監視回路１０４により監視されている。
【００４０】
モータ５０の付勢ラインには前述したリミットスイッチ６０が直列に介挿されている。これらのスイッチはスロットルバルブ１２の限界を越える正回転方向の回転を規制する。すなわち、前述したように、モータ５０の正転が電磁クラッチを介してスロットルシャフト１２に伝達され、スロットルシャフト１２がワイヤ４２を巻取る方向に回転し、その回転がスロットル開度上限対応角を越えるとリミットスイッチ６０が開いてモータ５０の正転付勢を阻止しクラッチを断とし、戻しばね２２によりスロットルシャフト１２が逆回転してリミットスイッチ６０が閉となるとクラッチを接としモータ５０の正転付勢を行なう。スロットルシャフト１２の回転がスロットル開度下限対応角を下まわる場合は、図示しない機械的なストッパにより逆転付勢を阻止する。
【００４１】
ソレノイドドライバ１０５には前述した電動スロットルバルブ開閉駆動機構のクラッチソレノイド４５が接続されている。ソレノイドドライバ１０５は、ＭＰＵ１０１より電磁クラッチ付勢指示を受けるとこのクラッチソレノイド４５を付勢し、電磁クラッチ消勢指示を受けるとそれを消勢する。
【００４２】
クラッチソレノイド４５の付勢ラインにはブレーキペダル（図示せず）の踏込みに連動するノーマルクローズのブレーキスイッチＢＳＷ2およびリミットスイッチ６０が介挿されている。ブレーキスイッチＢＳＷ2は、ブレーキペダルの踏込みがあると接点を開き、クラッチソレノイド４５の付勢ラインを遮断する。またリミットスイッチ６０は前述のように、出力スロットルシャフト１２の回転の限界を規制する。したがって、ブレーキペダルの踏込んだ時、またはスロットルバルブ１１の回転が上限に達した時にクラッチソレノイド４５が直ちに消勢される。なお、ソレノイドドライバ１０５の動作およびブレーキスイッチＢＳＷ2の動作は監視回路１０６により監視されている。
【００４３】
ランプドライバ１０７はＭＰＵ１０１よりランプ付勢指示を受けると警報ランプＡＬＰを付勢する（定電圧Ｖｃｃ２の供給が条件）。この警報ランプＡＬＰは、自動車のメータパネル（図示せず）に備わり、“オートドライブの点検を受けて下さい“なるメッセージのバックライトになっている。
【００４４】
Ａ／Ｄコンバータ１０８はＭＰＵ１０１によりチップセレクトされるとポテンショメータ１３の検出電圧をデジタル変換してＭＰＵ１０１に返し、Ａ／Ｄコンバータ１０９はＭＰＵ１０１によりチップセレクトされるとＦ／Ｖコンバータ１１１０の出力電圧をデジタル変換してＭＰＵ１０１に返し、Ａ／Ｄコンバータ１１１はＭＰＵ１０１によりチップセレクトされるとポテンショメータ３７の検出電圧をデジタル変換してＭＰＵ１０１に返す。
【００４５】
Ｆ／Ｖコンバータ１１０は、周波数を電圧に変換するコンバータであり、ここでは、リードスイッチＬＳＷが、トランスミッションのアウトプットシャフト（図示せず）に結合された回転永久磁石Ｍａｇの磁気に感応してオン／オフすることにより生じる信号の周波数を電圧に変換している。つまり、Ｆ／Ｖコンバータ１１０は車速Ｖｓに比例した電圧信号を出力することになる。
【００４６】
入力回路１１７は、ＭＰＵ１０１がスイッチＳＳＷ，ＵＳＷ，ＤＳＷのオン／オフを読み取るための入力インターフェイスである。ここでスイッチＵＳＷ，ＤＳＷは、運転席（図示せず）前部のインナーパネルに装備され、自動速度制御時において運転者が加速（スイッチＵＳＷオン），減速（スイッチＤＳＷオン）を指示するものである。
【００４７】
図４、図１に示すＭＰＵ１０１の、定速走行制御に関する制御動作を示す。なお、ＭＰＵ１０１は、定速走行制御以外の制御をも実行し、これに伴ってスロットルバルブ開度を変更又は調整するが、それらの制御内容の図示は省略した。以下、ＭＰＵ１０１の、定速走行制御に関しての制御動作のみを説明する。
【００４８】
ＭＰＵ１０１は、Ｖcc２がオンすると、すなわちメインスイッチＭＳＷが閉じられて定電圧Ｖcc２がＭＰＵ１０１に加わると、初期設定すなわちポート状態設定，レジスタ（メモリの一領域）クリア，パラメータ初期設定等を行なう（ステップ１）。なお、以下においては、カッコ内には、「ステップ」という語を省略して、ステップＮｏ．数字を記入する。
【００４９】
初期設定（１）を終えるとＭＰＵ１０１は、時限値Ｔｓ＝１０msecのタイマＴｓをスタートし（２）、「状態読取」（３）を行なう。この状態読取（３）では、レジスタＲＶｓ（内部メモリの１領域）に書き込まれているデジタルデータＲＶｓ（検出した車速の前回値）をレジスタＲＢＶｓ（内部メモリの１領域）に書き込む。そして、入力ポートＰＳの信号レベルＳｓ（自動速度制御指示スイッチＳＳＷがオンでＬ／オフでＨ）を読込んでレジスタＲＳｓに書込み、入力ポートＰＵＳの信号レベルＳｕ（加速スイッチＵＳＷがオンでＬ／オフでＨ）を読込んでレジスタＲＳｕに書込み、入力ポートＰＤＳの信号レベルＳｄ（減速スイッチＤＳＷがオンでＬ／オフでＨ）を読込んでレジスタＲＳｄに書込み、Ａ／Ｄコンバータ１０８にＡ／Ｄ変換を指示してＡ／Ｄコンバータ１０８が発生するデジタルデータＳａ（スロットルバルブ１１の開度；スロットル開度センサであるポテンショメータ１３のアナログ信号をデジタル変換したデータ）を読込んでレジスタＳａに書込み、Ａ／Ｄコンバータ１１１にＡ／Ｄ変換を指示してＡ／Ｄコンバータ１１１が発生するデジタルデータＡｐ（アクセルペダル３４の踏込量；アクセル角度センサであるポテンショメータ３７のアナログ電気信号をデジタル変換したデータ）を読込んでレジスタＡｐに書込み、そして、Ａ／Ｄコンバータ１０９にＡ／Ｄ変換を指示してＡ／Ｄコンバータ１０９が発生するデジタルデータＶｓ（車速に実質上比例するレベルのアナログ電圧をデジタル変換したデータ）をレジスタＲＶｓに書込む（３）。なお、以降において、上記レジスタおよび他のレジスタのデータを、そのままレジスタ記号で表わすこともある。例えば、レジスタＲＢｓのデータをＲＢｓと表わすこともある。
【００５０】
ＭＰＵ１０１は次に、各種状態の判定を行なう（４）。この「状態判定」（４）では、自動速度制御指示スイッチＳＳＷが閉（ＲＳｓ＝Ｌ）か、アクセル角度がアイドリング角度（Ａｐ＝アイドリング開度）か、をチェックする。いずれも是（ＹＥＳ）であると、定速走行制御要を示す「１」をフラグレジスタＦｃに書込み、いずれかが非（ＮＯ）であると、自動速度制御不要を示す「０」をフラグレジスタＦｃに書込む。そして、Ａ／Ｄコンバータ１０９にＡ／Ｄ変換を指示してＡ／Ｄコンバータ１０９が発生するデジタルデータＶｓ（車速に実質上比例するレベルのアナログ電圧をデジタル変換したデータ）をレジスタＲＶｓに書込む（４Ｖ）。次に、今回読込んだ車速Ｖｓより、２４回前に読込んだ車速Ｖsp24を減算した値Ａa＝Ｖｓ−Ｖsp24を、加速度レジスタＲＡｓに書込み、過去２４回の読込み車速値（Ｖｓ）を格納しているテーブル（内部メモリの一領域）のデータを、最も古い読込み値（２４回前の読込値）を捨てて、最新の読込み値と過去２３回の読込み値に更新する。すなわちデータシフトおよびデータ更新をする（４Ａ）。なお、車速Ｖｓ演算４Ｖおよび加速度Ａａ演算４ＡをＴｓ＝１０msecで繰返えすので、加速度Ａａ演算４Ａで算出する加速度Ａaは、dt＝250msecの間の車速変化量を示すものである。
【００５１】
ＭＰＵ１０１は次に、定速走行制御要（Ｆｃ＝１）か不要（Ｆｃ＝０）かをチェックする（５）。
【００５２】
定速走行制御要（Ｆｃ＝１）であったときには、タイマＴｓがタイムオーバするのを待って（６）、タイムオーバするとタイマｓを再スタートして（７）、「定速走行制御」（８）を実行し、そして状態読取（３）に戻る。定速走行制御要（Ｆｃ＝１）である間、ステップ３〜９を、Ｔｓ周期で繰返し実行する。
【００５３】
図５に、「定速走行制御」（８）の内容の、主にスロットルバルブ駆動のための処理を示す（他の処理の図示は省略した）。この「定速走行制御」（８）はＴｓ（１０msec）周期で実行される。ここではまず、目標車速Ｖｏを算出する（１２）。ここで定める目標車速Ｖｏは、平担路走行の場合には、ブレーキペダルの踏込み解放とアクセルペダルの踏込み解放の両者が共に成立したときの車速Ｖｓを起点値として、車速アップスイッチＵＳＷ，車速ダウンスイッチＤＳＷの閉に応じてアップ／ダウン調整された値である。車両運転状態からカーブ走行や市街地走行が推定される場合には、それに対応した補正を加えた目標車速Ｖｏが定められる。ＭＰＵ１０１は次に、車速偏差Ｖｄ＝Ｖｏ−Ｖｓを算出する（１３）。次に、目標加速度ＡT＝（１／ｋc）Ｖｄを算出する（１４）。Ｖｄの単位をＫｍ／ｈ、ＡTの単位をＫｍ／(h・sec)とするとき、この実施例ではｋc＝８に定めている。ＭＰＵ１０１は次に、ゲインＧを定める（１５）。この内容は図６を参照して後述する。ＭＰＵ１０１は次に、スロットルバルブ駆動速度Ｓｖ＝Ｇ・Ａｄを算出する。Ａｄは後に説明する「ゲインＧの設定」（１５）で算出する加速度偏差Ａｄ＝Ａ T−Ａaである。ＭＰＵ１０１は次に、スロットルバルブ駆動速度Ｓｖを５０msec周期のＰＷＭパルスの高レベルＨ区間幅Ｈｄに変換し（１７）、これを表わすデータＤをＰＷＭカウンタ１０２に出力する（１８）。ただし、上述のように「定速走行制御」（８）は１０msec周期で繰返すが、ＰＷＭパルスは５０msec周期であるので、簡単に整合をとるため、この「定速走行制御」（８）の中の「Ｄ＝Ｈｄの出力」（１８）では、「定速走行制御」（８）の実行回数をカウントして、カウント値が５になるたびにカウントデータを０に初期化し、カウントデータが０のときのみ、ステップ１７で算出したＤ＝ＨｄをＰＷＭカウンタ１０２に出力する（１８）。
【００５４】
次に、図６を参照して「ゲインＧの設定」（１５）の内容を説明する。ここではまず加速度偏差Ａｄ＝ＡT−Ａaを算出し（２１）、加速度偏差Ａｄの絶対値データａｂｓ＝｜Ａｄ｜を算出する（２１ａ）。次に絶対値データａｂｓの微分値ｄＡｄ＝ａｂｓ−ａｂｓｐを算出する。ａｂｓｐは、前回値レジスタＲａｂｓｐのデータであり、前回（１０msec前）に算出した加速度偏差Ａｄの絶対値データａｂｓが格納されている。微分値ｄＡｄを算出するとそれをレジスタＲｄＡｄに格納し、前回値レジスタＲＡｄｐに今回算出した加速度偏差Ａｄを更新書込みする（２２）。
【００５５】
ＭＰＵ１０１は次に、今回算出した加速度偏差Ａｄが設定範囲ＡLL〜ＡUL内にあるかをチェックする（２３）。この設定範囲ＡLL〜ＡULは、円滑かつすみやかに加速度Ａａを目標値ＡTに収束させることができる加速度偏差Ａｄの下限値ＡL Lと上限値ＡULで規定するものである。加速度偏差Ａｄが設定範囲ＡLL〜ＡULを外れていると、スロットルバルブを大きく開閉駆動する必要があるので、ゲインＧを、高値Ｇmax（固定値）に定める（２３から２６へ）。
【００５６】
加速度偏差Ａｄが設定範囲内にあるときには、加速度偏差Ａｄの正（加速度Ａａが目標値ＡTより低い），負（加速度Ａａが目標値ＡTより高い）をチェックして（２４）、正（増速要）であると、絶対値データａｂｓの微分値ｄＡｄの極性（偏差Ａｄの絶対値データａｂｓの変化方向）に対応して、ｄＡｄが正（偏差の絶対値が増大している）のときにはゲインＧを高値Ｇmax(固定値)に定め（２５から２６へ）、負（偏差の絶対値が減少している）のときにはゲインＧを低値Ｇ min(固定値)に定める（２５から２８へ）。
【００５７】
加速度偏差Ａｄが設定範囲内にあってしかも加速度偏差Ａｄが負（減速要）であると、絶対値データａｂｓの微分値ｄＡｄの極性（偏差Ａｄの絶対値データａｂｓの変化方向）に対応して、ｄＡｄが正（偏差の絶対値が増大している）のときにはゲインＧを低値Ｇmin(固定値)に定め（２７から２８へ）、負（偏差の絶対値が減少している）のときにはゲインＧを高値Ｇmax(固定値)に定める（２７から２６へ）。
【００５８】
上述のようにゲインＧを定めて、このゲインＧを上述の「スロットルバルブ駆動速度Ｓｖの演算」（１６）で、フィードバック演算のゲインとするので、加速度偏差Ａｄが設定範囲を外れるときには高速で、また設定範囲内にあるときでも加速度偏差Ａｄが増大するときには高速でスロットルバルブが開駆動（又は閉駆動：Ｓｖが正のとき開駆動、負のとき閉駆動）され、実車速Ｖｓの目標車速Ｖｏに対する追従速度および収束速度が高く、アンダーシュートを生じない。加速度偏差Ａｄが減少するときにはゲインＧが小さくなるので、目標車速Ｖｏに対する実車速Ｖｓのオーバシュートが抑制されハンチングを生じない。
【００５９】
以上に説明した第１実施例では、上述のように、加速度偏差Ａｄおよびその微分値ｄＡｄに対応して、ゲインＧを２値的に、高値Ｇmax又は低値Ｇminに定めている。
【００６０】
−第２実施例−
第２実施例のハードウェアおよび動作の大部分は第１実施例と同じである。しかし、第２実施例では、ＭＰＵ１０１は、「定速走行制御」（８）の中の「ゲインＧの設定」（１５）を、図７に示す内容で実行する。すなわち、上述の第１実施例で、ゲインＧを高値Ｇmaxに定めるところを、ゲインＧの１ステップアップ（２６）に変更し、ステップアップしたゲインＧが高値Ｇmaxを越えるときには、ゲインＧを高値Ｇmaxに更新する（２６ａ，２６ｂ）ようにしており、また同様に、上述の第１実施例で、ゲインＧを低値Ｇminに定めるところを、ゲインＧの１ステップダウン（２８）に変更し、ステップダウンしたゲインＧが低値Ｇmin未満となるときには、ゲインＧを低値Ｇminに更新する（２８ａ，２８ｂ）ようにしている。その他の処理は、第１実施例と同じである。第１実施例でゲインＧが高値Ｇmax又は低値Ｇminに択一的に定められるのに対して、第２実施例ではゲインＧは小幅で段階的にＧmaxと低値Ｇminの間を行きつ戻りつして、滑らかに変化する。この第２実施例は、制御周期Ｔｓおよび又はＰＷＭ周期が比較的に短い場合に、出力値Ｄ＝Ｈｄが滑らかに変わるので、モータ駆動速度の変動が滑らかになり、好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示すモータ５０を含むスロットルバルブ駆動器の主要部外観を示す斜視図である。
【図３】図２に示すスロットルバルブ駆動器の主要部を示す断面図である。
【図４】図１に示すＭＰＵ１０１の定速走行制御動作の概要を示すフローチャートである。
【図５】図４に示す「定速走行制御」（８）の内容を示すフローチャートである。
【図６】図５に示す「ゲインＧの設定」（１５）の内容を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２実施例のＭＰＵ１０１の、第１実施例のものの処理と異なる処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１：スロットルボデー ２：ケース
３：カバー １１：スロットルバルブ
１２：スロットルシャフト １３：ポテンショメータ
２１：スロットルプレート ２２，３５：戻しばね
23,33a,36c：ピン ２４：中間軸
３１：アクセルリンク ３２：アクセルシャフト
３３：アクセルケーブル ３４：アクセルペダル
３６：アクセルプレート ３７：ポテンショメータ
４０：クラッチ ４１：駆動プレート
４１ａ：板ばね ４２：クラッチプレート
４３：可動ヨーク ４３ａ：摩擦部材
４４：固定ヨーク ４５：クラッチソレノイド
４６：ボビン ５０：モータ
５１，５２：ギャ ５２ａ：シャフト
６０：リミットスイッチ ７０：プリント配線基板
７１：リード １００：コントローラ
１０１：ＭＰＵ（マイクロコンピュータ）
１０７：ドライバ 108,109,111：Ａ／Ｄコンバータ
１１０：Ｆ／Ｖコンバータ １１７：入力回路
ＡＬＰ：警報ランプ BSW2：ブレーキスイッチ
ＢＴＴ：バッテリ ＣＰＳ１：第１電圧電源
ＣＰＳ２：第２電圧電源 ＬＳＷ：リードスイッチ
Ｍａｇ：回転永久磁石 ＭＳＷ：メインスイッチ
ＳＳＷ：自動速度制御指示スイッチ
ＵＳＷ：加速スイッチ ＤＳＷ：減速スイッチ
Claims (4)
- 車両上のエンジンのスロットルバルブを開閉するための駆動手段；
車両の走行速度Ｖsを検出する速度検出手段；
前記走行速度Ｖsおよび目標速度Ｖoに基づいて目標加速度ＡTを算出する加速度目標値演算手段；
車両の走行加速度Ａaを検出する加速度検出手段；
前記目標加速度ＡTに対する走行加速度Ａaの偏差Ａd＝ＡT−Ａaを算出する加速度偏差演算手段；
前記偏差Ａdが正で、その変化ｄＡdが正のときには第１のゲインＧを、前記偏差Ａdが負で、その変化ｄＡdが正のときには第１のゲインよりも小さな第２のゲインＧを定めるゲイン設定手段；
前記偏差Ａdおよび前記ゲインＧに対応して、それらが大きいと大きい操作指示値を算出するフィ−ドバック演算手段；および、
前記駆動手段を介して、前記操作指示値に応じた速度で前記走行速度を前記目標速度とする方向に前記スロットルバルブを開閉駆動する出力手段；を備える車速制御装置。 - 前記ゲイン設定手段は、前記偏差Ａdが設定範囲内にある場合、該偏差Ａdが正で、その変化ｄＡdが正のときには第１のゲインＧを、偏差Ａdが負で、その変化ｄＡdが正のときには第１のゲインよりも小さな第２のゲインＧを定め、前記偏差Ａdが前記設定範囲の外の場合は第１のゲインＧを定める、請求項１記載の車速制御装置。
- 車両上のエンジンのスロットルバルブを開閉するための駆動手段；
車両の走行速度Ｖsを検出する速度検出手段；
前記走行速度Ｖsおよび目標速度Ｖoに基づいて目標加速度ＡTを算出する加速度目標値演算手段；
車両の走行加速度Ａaを検出する加速度検出手段；
前記目標加速度ＡTに対する走行加速度Ａaの偏差Ａd＝ＡT−Ａaを算出する加速度偏差演算手段；
前記偏差Ａdが正で、その変化ｄＡdが正のときにはゲインＧを高値に変更し、前記偏差Ａdが負で、その変化ｄＡdが正のときにはゲインＧを低値に変更するゲイン設定手段；
前記偏差Ａdおよび前記ゲインＧに対応して、それらが大きいと大きい操作指示値を算出するフィ−ドバック演算手段；および、
前記駆動手段を介して、前記操作指示値に応じた速度で前記走行速度を前記目標速度とする方向に前記スロットルバルブを開閉駆動する出力手段；を備える車速制御装置。 - 前記ゲイン設定手段は、前記変更後のゲインが設定高値を超えるときには該設定高値に、設定低値未満になるときには該設定低値に、ゲインＧを定める、請求項３記載の車速制御装置。
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