JP4131259B2 - 車速制御装置 - Google Patents

Description

本発明は車両の速度を制御する車速制御装置に関し、例えば設定された目標車速で自動的に定速走行するように制御する装置に関する。

従来、定速走行装置においては、実際のスロットル開度に相当する実際値が、その時のスロットル開度を制御する指令値（車速制御系における演算値）よりも大きくなった場合は、運転者がアクセルペダルを踏んで車速制御系以外の経路で一時的に加速（一時加速）したものと判断し、定速走行制御を中断するように構成されている。

しかし、定速走行制御時におけるスロットル開度の実際値は、指令値から遅れが生じる。つまり、指令値に応じてアクチュエータが作動してスロットル開度が変化し、その変化した結果が実際値となるので、指令値と実際値とには必ず多少の遅れが発生する。このため、定速走行制御中に加速から減速に移行する場合、例えば定速走行制御中に速度が設定値を越えたので低下させるように制御する場合などでは、指令値よりも実際値の方が一時的に大きくなる場合があり、そのような場合には一時加速と判定されて定速走行制御が中断されるおそれがある、という問題があった。
また、上記のごとき問題を解決するため、定速走行制御中断の判断を、スロットル開度の実際値がスロットル開度の指令値よりも所定値以上大きくなった場合に設定すると、運転者による実際の一時加速の判定が遅れてしまう、という問題が生じる。

本発明は上記のごとき従来技術の問題を解決するためになされたものであり、実車速と目標車速との偏差をなくすように車速指令値を演算し、この車速指令値に基づいて車速を制御する車速制御装置において、変速機の変速ショックを軽減することの出来る車速制御装置を提供することを目的とする。

請求項１は、実車速と目標車速との偏差をなくすように車速指令値を演算し、この車速指令値に基づいて車速を制御する車速制御装置において、前記車速指令値と自車速から駆動トルク指令値を演算し、該駆動トルク指令値に基づいて、変速機を制御する変速比指令値を算出する算出手段と、前記駆動トルク指令値が車両の駆動時は正の値、制動時は負の値となる場合に、前記駆動トルク指令値が正から負へ切り替わった時から所定時間後は常に、正の場合に比べて前記変速比指令値の応答性を遅くするように構成したものである。
また請求項２は、請求項１において、前記駆動トルク指令値が正から負へ切り替わる場合は、負から正へ切り替わる場合に比べて、前記応答性の切り替え速度（速い応答性から遅い応答性へ、遅い応答性から速い応答性へ切り替える速度）を速くするようにしたものである。

また、請求項１においては、駆動トルク指令値が負の場合（制動させる場合）は、正の場合（駆動させる場合）に比べて変速指令値の応答性（変速指令値に対する応答速度）を遅くすることにより、変速ショックを防止することが出来る。
また、請求項２においては、駆動トルク指令値が正から負へ（駆動させる側から制動させる側へ）切り替わる場合は、負から正へ（制動させる側から駆動させる側へ）切り替わる場合に比べて、前記応答性の切り替え速度を速くしたことにより、エンジン回転数の急上昇による騒音の発生を防ぐことが出来ると共に、制動させる側から駆動させる側へ切り替わる場合は遅くなるので、変速ショックの発生を防止できる、等の効果が得られる。

以下、車速制御装置の全体の構成について説明する。
図１は、本発明の車速制御装置の全体の構成を示すブロック図である。以下、図１における各ブロックの構成と動作を説明する。
まず、図示しないシステムスイッチをオンにすると装置全体の電源が投入され、待機状態となる。そしてこの状態においてセットスイッチ２０がオンにされると制御が開始される。
車速制御部５００（破線で囲んだ部分）は、マイクロコンピュータとその周辺部品から構成される。なお、車速制御部５００内部のブロックはコンピュータの演算内容をブロックに別けて表示したものである。

車速制御部５００内において、車速指令値決定部５１０では、制御周期１０ｍｓ毎に車速指令値Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）を算出する。なお、(ｔ）を付した符号は時間的に変化する値であることを意味する。ただし、図面では（ｔ）を省略して表示していることもある。

車速指令最大値設定部５２０は、セットスイッチ２０が押されたときの自車速Ｖ_Ａ(ｔ）を車速指令最大値Ｖ_ＳＭＡＸ（目標車速）として設定する。なお、自車速Ｖ_Ａ(ｔ）は車速センサ１０がタイヤの回転数から検出した自車両の実際の速度である。また、上記のようにセットスイッチ２０によって車速指令最大値Ｖ_ＳＭＡＸが設定された後、コーストスイッチ３０が１回押される毎に、車速指令最大値設定部５２０は、車速指令最大値Ｖ_ＳＭＡＸを５ｋｍ／ｈずつ低い値に設定する。すなわち、ｎ回押すとｎ×５ｋｍ／ｈ〔押し続けた場合は押している時間をｔとすると、例えばｔ（ｓ）／１（ｓ）×５（ｋｍ／ｈ）〕だけ低い値に設定される。また、上記のようにセットスイッチ２０によって車速指令最大値Ｖ_ＳＭＡＸが設定された後、アクセラレートスイッチ４０が１回押される毎に、車速指令最大値設定部５２０は、車速指令最大値Ｖ_ＳＭＡＸを５ｋｍ／ｈずつ高い値に設定する。すなわち、ｎ回押すとｎ×５ｋｍ／ｈ〔押し続けた場合は押している時間をｔとすると、例えばｔ（ｓ）／１（ｓ）×５（ｋｍ／ｈ）〕だけ高い値に設定される。

次に、横Ｇ車速補正量算出部５８０は、操舵角センサ１００から出力されるハンドルの操舵角θ(ｔ）と自車速Ｖ_Ａ(ｔ）とを入力し、後述する車速指令値を横方向の加速度（以下、横Ｇと記す）に応じて補正するための車速補正量Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）を演算する。なお、横Ｇ車速補正量算出部５８０は、具体的には図２に示すように、操舵角信号ローパスフィルタ（以下、操舵角信号ＬＰＦ部と記す）５８１、横Ｇ算出部５８２、車速補正量算出マップ５８３より構成される。

まず、操舵角信号ＬＰＦ部５８１は、自車速Ｖ_Ａ(ｔ）と操舵角θ(ｔ）を入力し、操舵角ＬＰＦ値θ_ＬＰＦ(ｔ）を演算する。θ_ＬＰＦは以下の式で表される。
θ_ＬＰＦ(ｔ）＝θ(ｔ)／(ＴＳＴＲ・ｓ＋１）
ただし、ｓは微分演算子（以下の式でも同）
ここで、ＬＰＦの時定数ＴＳＴＲは、ＴＳＴＲ＝１／(２π・ｆｃ）
であらわされ、ＬＰＦのカットオフ周波数ｆｃは、図３に示すような自車速Ｖ_Ａ(ｔ）に対するカットオフ周波数ｆｃのマップによって決定される。このマップは、高車速域ほどカットオフ周波数ｆｃが低く設定されている。例えば５０ｋｍ／ｈに比べて１００ｋｍ／ｈの方が低い値をとる。

横Ｇ算出部５８２は、操舵角ＬＰＦ値θ_ＬＰＦ(ｔ）と自車速Ｖ_Ａ(ｔ）を入力し、以下の式に従って横Ｇの値Ｙ_Ｇ(ｔ）を算出する。
Ｙ_Ｇ(ｔ)＝｛Ｖ_Ａ(ｔ)^２・θ_ＬＰＦ(ｔ)｝／
｛Ｎ・Ｗ・〔１＋Ａ・Ｖ_Ａ(ｔ)^２〕｝
ただし、Ｗは車両のホイルベース、Ｎはステアリングギア比、Ａはスタビリティファクタである。

なお、上記の式は、操舵角から横Ｇを検出する場合を示したが、ヨーレイトセンサを使用してヨーレイトψ(ｔ）にローパスフィルタを施して横Ｇを検出する場合は下記の式を用いればよい。
Ｙ_Ｇ(ｔ）＝Ｖ_Ａ(ｔ)・ψ_ＬＰＦ
ψ_ＬＰＦ＝ψ(ｔ）／（Ｔ_ＹＡＷ・ｓ＋１）
ただし、Ｔ_ＹＡＷはローパスフィルタの時定数であり、自車速Ｖ_Ａ(ｔ）が大きな値となるほど大きな値をとる。

車速補正量算出マップ５８３は、横Ｇに応じて車速指令値を補正するための車速補正量Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）を算出する。車速補正量Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）は、横Ｇによって決まる補正係数に所定の車速指令値変化量制限値〔例えば０.０２１（ｋｍ／ｈ）／１０（ｍｓ）＝０.０６Ｇ〕を乗じて算出する。なお、上記の車速指令値変化量制限値の値は後記図６に示す車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）の最大値に等しい。
Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）＝補正係数×０.０２１（ｋｍ／ｈ）／１０（ｍｓ）
後述するように、最終的に車速を制御する値となる車速指令値Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）を演算する際には、上記の車速補正量Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）を減算項として付加している。したがって車速補正量Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）の値が大きいほど、車速指令値Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）は制限されることになる。

上記の補正係数は、図４に示すように横Ｇの値Ｙ_Ｇ(ｔ）が大きいほど大きくなる。これは、横Ｇが大きいほど車速指令値Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）の変化に大きな制限を設けるためである。ただし、図４に示すように横Ｇが０.１Ｇ以下の場合は、車速指令値の補正の必要がないと判断して補正係数をゼロとしている。また、横Ｇが０.３Ｇ以上となる場合は、通常の使用では発生しない値である上に、横Ｇ検出値が誤って大きくなった場合に補正量が過大となることを防ぐため、０.３Ｇ以上は補正係数を一定（例えば２）にしている。

後記車速指令値決定部５１０で詳細を説明するように、前記のアクセラレートスイッチ４０の操作によって目標車速が上昇した場合、すなわち、加速が要求された場合には、現在の自車速Ｖ_Ａ(ｔ）に、車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）を加算し、車速補正値Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）を減算することによって車速指令値Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）を算出している。したがって、車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）が車速補正値Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）より大であれば加速し、小であれば減速することになる。そして前記のように車速補正値Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）は、車速指令値変化量制限値（車速指令値変化量の最大値）に図４に示すような補正係数を乗算して求めているので、例えば車速指令値変化量制限値＝車速指令値変化量の場合には、補正係数が１のとき（図４の例ではＹ_Ｇ(ｔ）＝０.２の場合）には加速分と減速分とが等しくなって現在の車速が維持される。つまり、この例では、横Ｇの値Ｙ_Ｇ(ｔ）が０.２より小の場合には加速され、大の場合には減速されることになる。また、前記のコーストスイッチ３０の操作によって目標車速が低下した場合、すなわち、減速が要求された場合には、現在の自車速Ｖ_Ａ(ｔ）から車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）と車速補正値Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）とを減算することによって車速指令値Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）を算出している。したがってこの場合には常に減速することになるが、減速の程度は車速補正値Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）が大きいほど、すなわち横Ｇが大きいほど大きくなる。なお、車速指令値変化量制限値についての上記の値０.０２１（ｋｍ／ｈ）／１０（ｍｓ）は、高速道路での使用を想定した値である。

上述したように、車速補正値Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）は、横Ｇに応じた補正係数と車速指令値変化量制限値との積により求め、横Ｇが大きくなると減算項（車速補正値）の値が大きくなって横Ｇが大きくならないように車速が制御される。しかし、図２の操舵角信号ＬＰＦ部５８１で説明したように、高車速域ほど、カットオフ周波数ｆｃを低くしているので、ＬＰＦの時定数ＴＳＴＲは大きくなり、操舵角ＬＰＦ値θ_ＬＰＦ(ｔ）が小さくなって、横Ｇ算出部５８２で推定される横Ｇも小さくなり、その結果、車速補正量算出マップ５８３を介して得られる車速補正値Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）が小さくなるため、操舵角による車速指令値への補正（加速減少方向への補正）がかかりにくくなる。

この点について詳述すると、操舵角に対する車両応答の固有振動数ω_ｎＳＴＲの特性は、以下の式で示される。
ω_ｎＳＴＲ＝（２Ｗ／Ｖ_Ａ）√〔Ｋｆ・Ｋｒ・(１＋Ａ・Ｖ_Ａ ^２)／ｍ_Ｖ・Ｉ〕
ただし、Ｋｆ、Ｋｒは前後輪タイヤコーナリングパワー(１輪分）、Ｗはホイールベース、ｍ_Ｖは車両質量、Ａはスタビリティファクタ、Ｉは車両ヨー慣性モーメントである。
固有振動数ω_ｎＳＴＲの特性は、図５に示すように車速が上がるに従って固有振動数ω_ｎＳＴＲが低くなり、操舵角に対する車両応答性が悪くなるのに対し、車速が下がるに従って固有振動数ω_ｎＳＴＲが高くなり、操舵角に対する車両応答性が良くなることがわかる。つまり、高車速域ほど、操舵を行っても横Ｇが発生しにくく、また低車速域程、少しの操舵でも横Ｇが発生しやすくなる。そのため、図３に示したように高車速域程カットオフ周波数ｆｃを低くすることで、応答性を遅くして操舵角による車速指令値に対する補正がかかりにくくしている。

次に、図１の車速指令値変化量決定部５９０は、自車速Ｖ_Ａ(ｔ）と車速指令最大値Ｖ_ＳＭＡＸとの偏差の絶対値に基づき、図６に示すマップにより車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）を算出する。このマップは、偏差の絶対値が或る範囲内(図６中の範囲Ｂ）では、車速制御中止判定部６１０で述べる加速度制限値αを超えない程度に、絶対値が大きいほど車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）を大きくして、なるべく速やかに加速または減速する。そして偏差の絶対値が小さいほど加速度感が損なわれない程度に、車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）を小さくして、車速指令最大値Ｖ_ＳＭＡＸをオーバーシュートしないようにしている。偏差の絶対値が大きい範囲（図６中の範囲Ａ）では、加速度制限値αを超えない値で一定値（たとえば０.０６Ｇ）とする。また、小さい範囲（図６中の範囲Ｃ）では一定値（たとえば０.０３Ｇ）とする。

さらに、車速指令値変化量決定部５９０では、前記の横Ｇ車速補正量算出部５８０から出力される車速補正値Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）をモニタしており、車速補正値Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）の値がゼロから一旦ゼロ以外になった後に再びゼロに戻った場合には、カーブ路の走行が終了したと判定するとともに、自車速Ｖ_Ａ(ｔ）と車速指令最大値Ｖ_ＳＭＡＸが等しくなったかどうかを検出している。
そして、カーブ終了と判定された場合は、上述した自車速Ｖ_Ａ(ｔ）と車速指令最大値Ｖ_ＳＭＡＸとの偏差の絶対値に基づいて図６を使用して車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）を決定することに代えて、カーブが終了したと判定された時の自車速Ｖ_Ａ(ｔ）から車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）を決定する。その時の特性は図６と同様な傾向を示す特性を用いる。すなわち、図６の横軸を、｜Ｖ_Ａ(ｔ）―Ｖ_ＳＭＡＸ｜の代わりに、自車速Ｖ_Ａ(ｔ）に変更したマップ（図示省略）を用い、自車速Ｖ_Ａ(ｔ）が小さいほど車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）は小さな値となるように設定された特性になっている。そして、この処理は、自車速Ｖ_Ａ(ｔ）と車速指令最大値Ｖ_ＳＭＡＸが等しくなると終了する。

なお、カーブが終了したと判定された時の実際の自車速Ｖ_Ａ(ｔ）から車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）を決定する上述した例に代えて、車速補正値Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）がゼロ以外の値になった場合に、カーブ路走行が開始された判定し、その時の自車速Ｖ_Ａ(start）を予め記憶しておき、かつカーブ路が終了したと判定されたときの自車速Ｖ_Ａ(end）との差ΔＶ_Ａ＝Ｖ_Ａ(start）―Ｖ_Ａ(end）(すなわち車速指令値の補正による車速落ち込み量）の大きさから車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）を決定しても良い。この時の特性は図６と逆の傾向を示す特性を用いる。すなわち、図６の横軸を、｜Ｖ_Ａ(ｔ）―Ｖ_ＳＭＡＸ｜の代わりに、車速差ΔＶ_Ａに変更したマップ（図示省略）を用い、車速差ΔＶ_Ａが大きいほど車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）が小さな値をとるように設定されている。なお、この処理は、自車速Ｖ_Ａ(ｔ）と車速指令最大値Ｖ_ＳＭＡＸが等しくなると終了する。

カーブ路走行時には、横Ｇの値が過大にならないように車速指令値が補正されるので、一般に車速が低下する。そのため上記のように、カーブ路の走行が終了し、車速が落ち込んだ後は、カーブ路終了時の自車速Ｖ_Ａ(ｔ）、またはカーブ路開始時と終了時（車速指令値の補正により車速が落ち込む前と後）の車速差ΔＶ_Ａの大きさに応じて、車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）を変更するように構成している。

なお、カーブ路終了時に車速が低いか、または車速差ΔＶ_Ａが大きい場合は、そのカーブ路の曲率半径が小さい（カーブがきつい）ために車速が落ち込んだと推定される。そしてカーブ路が連続している場合（例えばＳ字カーブ等）には上記のような状況になる可能性が大きい。そのため、カーブ路終了時の車速が低いか、または車速差ΔＶ_Ａが大きい場合には、車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）を小さくして車速指令値による車速制御の加速度を小さくする。これにより、連続したカーブ（Ｓ字路）において、カーブを回る毎に大きな加速が行われることがなくなる。同様に、カーブ路終了時に車速が高いか、または車速差ΔＶ_Ａが小さい場合には、単一のカーブであると判断し、車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）を大きくする。これにより、単一のカーブ終了後には直ちに加速されるので、加速が緩慢になって運転者に違和感を与えるというおそれがなくなる。

次に、図１の車速指令値決定部５１０は、自車速Ｖ_Ａ(ｔ）、車速補正値Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）、車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）および車速指令最大値Ｖ_ＳＭＡＸを入力し、以下のようにして車速指令値Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）を算出する。
（１）車速指令最大値Ｖ_ＳＭＡＸが自車速Ｖ_Ａ(ｔ）より大きい場合、つまり、アクセラレートスイッチ４０（またはリジュームスイッチ）の操作による加速要求があった場合
Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）＝ｍｉｎ〔Ｖ_ＳＭＡＸ、Ｖ_Ａ(ｔ）＋ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）
−Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）〕
つまり、車速指令最大値Ｖ_ＳＭＡＸとＶ_Ａ(ｔ）＋ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）−Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）とのうちの小さい方を選択して車速指令値Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）とする。
（２）Ｖ_ＳＭＡＸとＶ_Ａ(ｔ）が等しい場合、つまり、一定車速を維持している場合
Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）＝Ｖ_ＳＭＡＸ−Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）
つまり、車速指令最大値Ｖ_ＳＭＡＸから車速補正値Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）を減算して車速指令値Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）とする。
（３）車速指令最大値Ｖ_ＳＭＡＸが自車速Ｖ_Ａ(ｔ）より小さい場合、つまり、コーストスイッチ３０の操作による減速要求があった場合
Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）＝ｍａｘ〔Ｖ_ＳＭＡＸ、Ｖ_Ａ(ｔ）−ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）
−Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）〕
つまり、車速指令最大値Ｖ_ＳＭＡＸとＶ_Ａ(ｔ）−ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）−Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）とのうちの大きい方を選択して車速指令値Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）とする。
上記のようにして車速指令値Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）が決定され、これに応じて車速を制御する。

次に、駆動トルク指令値算出部５３０は、車速指令値Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）と自車速Ｖ_Ａ(ｔ）を入力し、以下に示すようにして駆動トルク指令値ｄ_ＦＣ(ｔ）を演算する。なお、図７は駆動トルク指令値算出部５３０の構成の一例を示すブロック図である。
まず、車速指令値Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）を入力とし、自車速Ｖ_Ａ(ｔ）を出力とした場合の伝達特性Ｇ_Ｖ(ｓ）は、下式で表すことができる。
Ｇ_Ｖ(ｓ）＝１／(Ｔ_Ｖ・ｓ＋１）・ｅ^{（−Ｌｖ・ｓ）}
ただし、Ｔ_Ｖは１次遅れ時定数、Ｌ_Ｖはパワートレイン系の遅れによる無駄時間である。

また、制御対象の車両モデルは、駆動トルク指令値ｄ_ＦＣ(ｔ）を操作量とし、自車速Ｖ_Ａ(ｔ）を制御量としてモデル化することによって、車両のパワートレインの挙動は下式に示す簡易線形モデルで表すことができる。
Ｖ_Ａ(ｔ）＝１／(ｍ_Ｖ・Ｒｔ・ｓ）ｅ^{（−Ｌｖ・ｓ）}・ｄ_ＦＣ(ｔ）
ただし、Ｒｔは、タイヤの有効回転半径、ｍ_Ｖは車両質量である。
このように駆動トルク指令値ｄ_ＦＣ(ｔ）を入力とし、自車速Ｖ_Ａ(ｔ）を出力とする車両モデルは、１／ｓの形となるので積分特性を有することになる。

なお、制御対象の特性にはパワートレイン系の遅れにより無駄時間Ｌ_Ｖも含まれ、かつ、使用するアクチュエータやエンジンによって無駄時間Ｌ_Ｖの値が変化する非線形特性が、後記のごとき近似ゼロイング手法による外乱推定器を用いることにより、駆動トルク指令値ｄ_ＦＣ(ｔ）を入力とし、自車速Ｖ_Ａ(ｔ）を出力とする車両モデルは、上記と同じ式で表すことができる。

ここで、車速指令値Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）を入力とし、自車速Ｖ_Ａ(ｔ）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Ｔ_Ｖと無駄時間Ｌ_Ｖ要素をもつ伝達特性Ｇ_Ｖ(ｓ）の特性に一致させると、図７に示すようなＣ_１(ｓ）、Ｃ_２(ｓ）およびＣ_３(ｓ）を用いて、以下のように定めることができる。ただし、Ｃ_１(ｓ）、Ｃ_２(ｓ）は近似ゼロイング手法による外乱推定器を示し、外乱やモデル化誤差による影響を抑制するように働く補償器であり、Ｃ_３(ｓ）はモデルマッチング手法による補償器を示す。
補償器Ｃ_１(ｓ）＝ｅ^{（−Ｌｖ・ｓ）}／(Ｔ_Ｈ・ｓ＋１）
補償器Ｃ_２(ｓ）＝(ｍ_Ｖ・Ｒｔ・ｓ）／(Ｔ_Ｈ・ｓ＋１）
このとき、外乱推定値ｄ_Ｖ(ｔ）は、
ｄ_Ｖ(ｔ）＝Ｃ_２(ｓ）・Ｖ_Ａ(ｔ）−Ｃ_１(ｓ）・ｄ_ＦＣ(ｔ）
となる。

また、制御対象の無駄時間を無視して、規範モデルＧ_Ｖ(ｓ）を時定数Ｔ_Ｖの１次ローパスフィルタとすると、補償器Ｃ_３(ｓ）は次のような定数となる。
補償器Ｃ_３(ｓ）＝ｍ_Ｖ・Ｒｔ／Ｔ_Ｖ
以上のＣ_１(ｓ）、Ｃ_２(ｓ）、Ｃ_３(ｓ）の補償器により、駆動トルク指令値ｄ_ＦＣ(ｔ）は次式によって算出される。
ｄ_ＦＣ(ｔ）＝Ｃ_３(ｓ）・｛Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）−Ｖ_Ａ(ｔ）｝
−｛Ｃ_２(ｓ）・Ｖ_Ａ(ｔ）−Ｃ_１(ｓ）・ｄ_ＦＣ(ｔ）｝
上記の駆動トルク指令値ｄ_ＦＣ(ｔ）に基づいて駆動トルクを制御する。すなわち、図８に示すような予め計測されたエンジン非線形定常特性マップを用いて駆動トルク指令値ｄ_ＦＣ(ｔ）に実駆動トルクｄ_ＦＡ(ｔ）を一致させるようなスロットル開度指令値を算出し、また、エンジンの負の駆動トルクでは足りない場合には変速機やブレーキで補うように分配する。このように、スロットル開度、変速機、ブレーキを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。

なお、無段変速機７０が、ロックアップ付き流体コンバータを有している場合には、無段変速機７０のコントローラからロックアップ状態信号ＬＵ_Ｓを入力し、それによってアンロックアップ状態であると判断された場合には時定数Ｔ_Ｈ（図７のＣ_１(ｓ）、Ｃ_２(ｓ）の分母に記載）を大きくする。これにより、車速制御フィードバック補正量（所望の応答特性を維持するためのフィードバックループの補正係数）が小さくなり、ロックアップ時に比べてアンロックアップ時に遅れる制御対象の応答特性に合わせることができ、ロックアップ時、アンロックアップ時ともに車速制御系の安定性が確保されるようになる。

また、図７に示した駆動トルク指令値演算部５３０では、制御対象の伝達特性を補償するための補償器Ｃ_１(ｓ）および補償器Ｃ_２(ｓ）と設計者が定めた応答特性を達成するための補償器Ｃ_３(ｓ）で構成していたが、図１２に示すように、設計者が定めた任意の応答特性になるように補償するための前置補償器Ｃ_Ｆ(ｓ）、設計者が定めた任意の応答特性を演算する規範モデル演算部Ｃ_Ｒ(ｓ）、および規範モデル演算部Ｃ_Ｒ(ｓ）の応答特性からのずれ量（目標車速−自車速）を補償するためのフィードバック補償器Ｃ_３(ｓ)’によって構成することもできる。

前置補償器Ｃ_Ｆ(ｓ）は車速指令値Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）に対する実際の自車速Ｖ_Ａ(ｔ）の伝達関数Ｇ_Ｖ(ｓ）を達成するために、下記の式で示すフィルタを用いて基準駆動トルク指令値ｄ_ＦＣ１(ｔ）を演算する。
ｄ_ＦＣ１(ｔ）＝ｍ_Ｖ・Ｒｔ・ｓ・Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）／（Ｔ_Ｖ・ｓ＋１）
規範モデル演算部Ｃ_Ｒ（ｓ）は、車速制御系の目標応答Ｖ_Ｔ(ｔ）を伝達関数Ｇ_Ｖ(ｓ）と車速指令値Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）から演算する。すなわち
Ｖ_Ｔ(ｔ）＝Ｇ_Ｖ(ｓ）・Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）
である。

フィードバック補償器Ｃ_３(ｓ)’は、目標応答Ｖ_Ｔ(ｔ）と実際の自車速Ｖ_Ａ(ｔ）とに偏差が生じた場合に、この偏差をなくすように駆動トルク指令値補正量ｄ_Ｖ(ｔ)’を演算する。すなわちｄ_Ｖ(ｔ)’は下記の式で示される。
ｄ_Ｖ(ｔ)’＝〔（Ｋ_Ｐ・ｓ＋Ｋ_Ｉ）／ｓ〕〔Ｖ_Ｔ(ｔ）−Ｖ_Ａ(ｔ）〕
ただし、Ｋ_Ｐはフィードバック補償器Ｃ_３（ｓ)’の比例制御ゲイン、Ｋ_Ｉはフィードバック補償器Ｃ_３（ｓ)’の積分制御ゲインである。なお、駆動トルク指令値補正量ｄ_Ｖ(ｔ)’は前記図７で説明した外乱推定値ｄ_Ｖ(ｔ）に相当する。
このとき、ロックアップ状態信号ＬＵ_Ｓによってアンロックアップ状態であると判断された場合には補正量ｄ_Ｖ(ｔ)’が演算される。すなわち、
ｄ_Ｖ(ｔ)’＝〔（Ｋ_Ｐ’・ｓ＋Ｋ_Ｉ’）／ｓ〕〔Ｖ_Ｔ(ｔ)−Ｖ_Ａ(ｔ)〕
である。ただし、
Ｋ_Ｐ’＜Ｋ_Ｐ
Ｋ_Ｉ’＜Ｋ_Ｉ
であるため、フィードバックゲインは小さくなる。したがって、駆動トルク指令値ｄ_ＦＣ(ｔ）は、基準駆動トルク指令値ｄ_ＦＣ１(ｔ）と駆動トルク指令値補正量ｄ_Ｖ(ｔ)’から、
ｄ_ＦＣ(ｔ）＝ｄ_ＦＣ１(ｔ）＋ｄ_Ｖ(ｔ)’
と演算される。このようにロックアップ時に比べてアンロックアップ時にはフィードバックゲインを小さくしているため、駆動トルク指令値補正量の変化速度が小さくなり、ロックアップ時に比べてアンロックアップ時に遅れる制御対象の応答特性に合わせることができるので、ロックアップ時、アンロックアップ時ともに車速制御系の安定性が確保されるようになる。

次に、本発明の要点の一部であるアクチュエータ駆動系について説明する。
変速比指令値算出部５４０は、駆動トルク指令値ｄ_ＦＣ(ｔ）、自車速Ｖ_Ａ(ｔ）、、車速制御中断信号、コーストスイッチ３０の出力およびアクセルペダルセンサ９０の出力を入力し、以下のように変速比指令値ＤＲＡＴＩＯ(ｔ）を演算して、無段変速機７０へ出力する。
ここで、コーストスイッチオフ状態とコーストスイッチオン状態とに分けて、図１３を用いて、変速比指令値算出部５４０の詳細動作について説明する。図１３は図１内の変速比指令値算出部５４０と無段変速機７０の詳細内容を示すブロック図であり、変速比指令値算出部５４０と無段変速機７０以外の部分は、必要なブロックのみを示している。

（１）コーストスイッチ３０のオフ時
（１−１）駆動用エンジン回転数指令値演算
自車速Ｖ_Ａ(ｔ）と駆動トルク指令値ｄ_ＦＣ(ｔ）を入力として図９に示すような駆動用のスロットル開度推定マップ５４１から一旦スロットル開度推定値ＴＶＯ_ＥＳＴＩを算出する。次に、切替スイッチ５４３では上記で算出したスロットル開度推定値ＴＶＯ_ＥＳＴＩとアクセルペダルセンサ９０の出力ＡＰＯ（スロットル開度に換算した値）を入力し、車速制御中断判定部６２０から出力された車速制御中断信号が中断中となっている間はアクセルペダルセンサ９０の出力ＡＰＯを、車速制御中断信号が出力されていない（中断を中止）となっている間は、スロットル開度推定値ＴＶＯ_ＥＳＴＩをスロットル開度として出力する。

さらに、切替スイッチ５４３を介して出力されるスロットル開度と自車速Ｖ_Ａ(ｔ）とを入力し、図１０に示すような変速マップ５４４より求めたエンジン回転数指令値Ｎ_{ＩＮ＿ＣＯＭ＿ＡＣＣ}に対して、回転数ＬＩＭＩＴ部５４５にて上限回転数制限処理(例えば、Ｎ_{ＩＮ＿ＣＯＭ＿ＡＣＣ}≦６４００［ｒｐｍ］）を施し、駆動用エンジン回転数指令値Ｎ_{ＩＮ＿ＣＯＭ＿ＡＣＣ}を算出し、切替スイッチ５４７へ出力する。

（１−２）制動用エンジン回転数指令値演算
自車速Ｖ_Ａ(ｔ）と駆動トルク指令値ｄ_ＦＣ(ｔ）を入力として、スロットル全閉時におけるエンジン特性に基づいて作成した、前記駆動用（５４１）とは別の制動用エンジン回転数指令値演算マップ５４２より求めたエンジン回転数指令値Ｎ_{ＩＮ＿ＣＯＭ＿ＤＥＣ}に、回転数ＬＩＭＩＴ部５４６にて上限回転数制限処理(例えば、Ｎ_{ＩＮ＿ＣＯＭ＿ＤＥＣ}≦５０００［ｒｐｍ］）を施し、制動用エンジン回転数指令値Ｎ_{ＩＮ＿ＣＯＭ＿ＤＥＣ}を算出し、切替スイッチ５４７へ出力する。

（１−３）変速比指令値演算
切替スイッチ５４７では駆動トルク指令値ｄ_ＦＣ(ｔ）の符号が正の場合には、駆動用エンジン回転数指令値Ｎ_{ＩＮ＿ＣＯＭ＿ＡＣＣ}を、負の場合には、制動用エンジン回転数指令値Ｎ_{ＩＮ＿ＣＯＭ＿ＤＥＣ}を選択し、最終エンジン回転数指令値Ｎ_{ＩＮ＿ＣＯＭ}とする。そして、変速比指令値演算部５４８にて、自車速Ｖ_Ａ(ｔ）と最終エンジン回転数指令値Ｎ_{ＩＮ＿ＣＯＭ}を入力として、変速指令値ＤＲＡＴＩＯ(ｔ）を下式から求める。
ＤＲＡＴＩＯ(ｔ)＝Ｎ_{ＩＮ＿ＣＯＭ}・２π・Ｒｔ／〔６０・Ｖ_Ａ(ｔ)・Ｇｆ〕
ただし、Ｇｆはファイナルギア比である。

（１−４）駆動トルク指令値ｄ_ＦＣ(ｔ）制動駆動切替時
ローパスフィルタ部５４９は、駆動トルク指令値ｄ_ＦＣ(ｔ）を入力し、駆動トルク指令値ｄ_ＦＣ(ｔ）の符号が正から負に切替わる場合と、負から正に切替わる場合ともに、急激なトルク変動、すなわち変速制御実行時に変速比の急変を防止するため、変速比指令値ＤＲＡＴＩＯ(ｔ）に対して、下式に示すローパスフィルタ処理を行う。

ＤＲＡＴＩＯ_ＬＰＦ(ｔ）＝ＤＲＡＴＩＯ(ｔ)／(Ｔ_ｎｃ・ｓ＋１)
ただし、Ｔ_ｎｃはローパスフィルタの時定数(０〜０.３５ｓｅｃ：Ｔ_ｎｃ可変）である。

ここで、
(Ａ）駆動トルク指令値ｄ_ＦＣ(ｔ）が正（駆動）から負（制動）へ切替わった 場合
時定数Ｔ_ｎｃの切替え（０→０.３５ｓｅｃ）を、下記（Ｂ）の制動から駆動への切り替え時に比べて速く行う。つまり、なるべく早くローパスフィルタの効果が効きはじめるように５３０ｍｓの時間で時定数Ｔ_ｎｃを０ｓｅｃ（ゼロ：ローパスフィルタを作動させていない状態）から０.３５ｓｅｃにする。

（Ｂ）駆動トルク指令値ｄ_ＦＣ（ｔ）が負（制動）から正（駆動）切替わった 場合
時定数Ｔ_ｎｃの切替え（０.３５→０ｓｅｃ）をゆっくり行う。つまり、ローパスフィルタの効果をなるべく長く効かせるように、８００ｍｓの時間をかけて時定数Ｔ_ｎｃを０.３５ｓｅｃから０ｓｅｃ（ゼロ：ローパスフィルタを作動させない状態）にする。

このように、駆動トルク指令値ｄ_ＦＣ(ｔ）の正と負の符号切替り時には、ローパスフィルタの時定数Ｔ_ｎｃを変更している。このように正（駆動）では、ローパスフィルタの時定数を０としてローパスフィルタを効かさないようにし、負（制動）では、ローパスフィルタの時定数を０.３５としてローパスフィルタを効かせるようにしたのは、正（駆動）であれば、スロットル開度によるトルク制御が限界に達した後に、変速機よるトルク制御が行われることから、駆動トルク指令値が大きく変化したとしても、スロットル制御側と変速機側とで駆動トルクが分担されるため、変速機での駆動トルクが大きくなることはないが、負（制動）では、スロットルが全閉になっている状態であるため、駆動トルク指令値が大きく変化した場合は、変速機側でその駆動トルクを分担しなければならず、変速ショックが大きくなるのを防止するため、負（制動）では、ローパスフィルタを効かせるようにしている。したがって駆動トルク指令値ｄ_ＦＣ(ｔ）が正（駆動）から負（制動）へ切替わる場合には、シフトダウンが行われるが、定速走行中の無段変速機７０の応答速度（後述の時定数Ｔ_ＣＶＴ＝０.５ｓｅｃ）では、応答速度が速すぎるため、エンジン回転数が急激に高くなる可能性があるが、ローパスフィルタの効果を早く効き始めさせることによって、つまり変速比指令値ＤＲＡＴＩＯ(ｔ）に対する応答速度をゆっくりさせることによって、エンジン回転数の急上昇による騒音の発生を防ぐことが出来る。

また、駆動トルク指令値ｄ_ＦＣ(ｔ）が負（制動）から正（駆動）に切り替わる場合には、シフトアップが行われるが、変速比指令値ＤＲＡＴＩＯ(ｔ）が急激に変化しても、ローパスフィルタの効果が長く効いているため、変速比指令値ＤＲＡＴＩＯ_ＬＰＦ(ｔ）の変化を滑らかにできるので、変速ショックの発生を防止することが出来る。

（２）コーストスイッチ３０のオン時
コーストスイッチ３０をオンにして車速指令最大値Ｖ_ＳＭＡＸを下げている場合は、変速比指令値ＤＲＡＴＩＯ(ｔ）として前回の変速比指令値ＤＲＡＴＩＯ(ｔ−１）を保持する。そのため、コーストスイッチ３０を連続的にオンした場合でも、変速比指令値はコーストスイッチ３０をオフするまで前回値、つまりコーストスイッチ３０のオン直前の値を保持するため、シフトダウンはされない。したがって、設定車速を大きく下げた後にアクセラレートスイッチ４０により設定車速を戻す場合、加速するためにスロットル開度は開く方向に制御されても、シフトダウンされていない状態ではエンジン回転数が急激に高くなることはなく、運転者に与える騒音の発生を防止できる。

図１の実変速比算出部５５０は、エンジン回転センサ８０がエンジンの点火信号から検出したエンジン回転数Ｎ_Ｅ(ｔ）と、自車速Ｖ_Ａ(ｔ）とにより、下式にしたがって、実変速比ＲＡＴＩＯ(ｔ）を算出する。
ＲＡＴＩＯ(ｔ）＝Ｎ_Ｅ(ｔ）／〔Ｖ_Ａ(ｔ）・Ｇｆ・２π・Ｒｔ〕
図１のエンジントルク指令値算出部５６０は、駆動トルク指令値ｄ_ＦＣ(ｔ）とＲＡＴＩＯ(ｔ）から、下式にしたがって、エンジントルク指令値ＴＥ_ＣＯＭ(ｔ）を算出する。
ＴＥ_ＣＯＭ(ｔ）＝ｄ_ＦＣ(ｔ）／〔Ｇｆ・ＲＡＴＩＯ(ｔ）〕。

図１の目標スロットル開度算出部５７０は、エンジントルク指令値ＴＥ_ＣＯＭ(ｔ）とエンジン回転数Ｎ_Ｅ(ｔ）に基づいて、図１１に示すようなエンジン全性能マップより、目標スロットル開度ＴＶＯ_ＣＯＭを算出し、スロットルコントローラ５７５へ出力する。

スロットルコントローラ５７５は、目標スロットル開度ＴＶＯ_ＣＯＭ(ｔ）を入力し、以下に示すようにして駆動信号指令値Ｄｕｔｙ(ｔ）をスロットルアクチュエータ６０へ、スロットル開度相当値ＴＶＯ(ｔ）を車速制御中断判定部６２０へ出力する。なお、スロットル開度相当値ＴＶＯ(ｔ）は実際のスロットル開度に相当する値であり、後述するようにモデルを用いて演算した推定値である。

以下、スロットルコントローラ５７５を、図１４に示すスロットルコントローラ５７５のブロック図を用いて説明する。
制御対象であるスロットルアクチュエータの制御モデルは、補償前駆動信号(Ｄｕｔｙ比）指令値Ｄｕｔｙ＿Ｒ(ｔ）を操作量、スロットル開度相当値ＴＶＯ(ｔ）を制御量としてモデル化することによって、下式に示す簡易線形モデルで表すことができる。
ＴＶＯ(ｔ）＝(ｋａ／ｓ）・ｅ^{−Ｌａ・ｓ}・Ｄｕｔｙ＿Ｒ(ｔ）
ただし、ｋａ：積分ゲイン(Ｄｕｔｙ１００％時の開閉速度）、Ｌａ：無駄時間である。
このように補償前駆動信号(Ｄｕｔｙ比）指令値Ｄｕｔｙ＿Ｒ(ｔ）を入力とし、スロットル開度相当値ＴＶＯ(ｔ）を出力とする制御モデルは、１／ｓの形となるので積分特性を有することが分かる。

なお、制御対象の特性には、使用するアクチュエータにより無駄時間Ｌａが変わる非線形特性を有するが、後述の近似ゼロイング手法による外乱推定器を用いることにより、補償前駆動信号(Ｄｕｔｙ比）指令値Ｄｕｔｙ＿Ｒ(ｔ）を入力とし、スロットル開度相当値ＴＶＯ(ｔ）を出力とする制御モデルを、上式と同じ式で表すことができる。

ここで、補償前駆動信号(Ｄｕｔｙ比）指令値Ｄｕｔｙ＿Ｒ(ｔ）を入力とし、スロットル開度相当値ＴＶＯ(ｔ）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Ｔａと無駄時間Ｌａという要素をもつ伝達特性Ｇａ(ｓ）の特性に一致させると、図１４に示すようなＣ_４(ｓ）、Ｃ_５(ｓ）及びＣ_６(ｓ）を用いて、以下のように定めることができる。ただし、Ｃ_４(ｓ）、Ｃ_５(ｓ）は近似ゼロイング手法による外乱推定器を示し、外乱やモデル化誤差による影響を抑制するように働く補償器であり、Ｃ_６(ｓ）はモデルマッチング手法による補償器を示す。

補償器Ｃ_４(ｓ）＝ｅ^{−Ｌａ・ｓ}／(Ｔａ・ｓ＋１）
補償器Ｃ_５(ｓ）＝ｓ／｛ｋａ・(Ｔａ・ｓ＋１）｝
この時、外乱推定値ｄ_ｖａ(ｔ）は、
ｄ_ｖａ(ｔ)＝Ｃ_５(ｓ)・ＴＶＯ(ｔ)−Ｃ_４(ｓ)・Ｄｕｔｙ＿Ｒ(ｔ)
となる。

また、制御対象の無駄時間を無視して、規範モデルを時定数Ｔｂの一次ローパスフィルタとすると、補償器Ｃ_６(ｓ）は次に示すような定数となる。

補償器Ｃ_６(ｓ）＝１／(ｋａ・Ｔｂ）
以上のＣ_４(ｓ）、Ｃ_５(ｓ）、Ｃ_６(ｓ）の補償器により、補償前駆動信号(Ｄｕｔｙ比）指令値Ｄｕｔｙ＿Ｒ(ｔ）は次式によって算出される。
Ｄｕｔｙ＿Ｒ(ｔ）＝Ｃ_６(ｓ)・｛ＴＶＯ_ＣＯＭ(ｔ)−ＴＶＯ(ｔ)｝
−｛Ｃ_５(ｓ)・ＴＶＯ(ｔ)−Ｃ_４(ｓ)・Ｄｕｔｙ＿Ｒ(ｔ)｝
さらに、スロットルアクチュエータに負圧式アクチュエータを用いた場合、負圧を作るバキュームモータのＯＮ／ＯＦＦ時やベントバルブ開閉時の摩擦など非線形要素の影響を受け易いため、補償前駆動信号Ｄｕｔｙ比指令値Ｄｕｔｙ＿Ｒ(ｔ）に対して図１５に示すようなマップを用いて非線形補償を施したバキューム(ＶＡＣ）／ベント(ＶＥＮＴ）駆動信号Ｄｕｔｙ(ｔ）をスロットルアクチュエータ６０に出力する。
ここで補償前駆動信号Ｄｕｔｙ比指令値Ｄｕｔｙ＿Ｒ(ｔ）からＶＡＣ／ＶＥＮＴ駆動信号Ｄｕｔｙ(ｔ）を算出する非線形補償マップは、図１５に示すようにＤｕｔｙ＿Ｒ(ｔ）≧０の場合はＶＡＣモータ駆動信号を、Ｄｕｔｙ＿Ｒ(ｔ）＜０の場合はＶＥＮＴバルブ駆動信号を出力する。

なお、負圧式アクチュエータは、負圧を動力源として動作するものであり、そのための負圧はバキュームモータを駆動して作ってもよいし、吸気管負圧を用いることも出来る。なお、負圧式アクチュエータにおいては、バキューム(ＶＡＣ）のときはスロットルを開き、ベント(ＶＥＮＴ）のときはスロットルを閉じるように駆動する。

次に、図１のブレーキ圧指令値算出部６３０は、エンジン回転数Ｎ_Ｅ(ｔ）に基づいて、図１１に示すエンジン全性能マップからスロットル全閉時のエンジンブレーキトルクＴＥ_ＣＯＭ’を求め、エンジンブレーキトルクＴＥ_ＣＯＭ’とエンジントルク指令値ＴＥ_ＣＯＭ(ｔ）から次式によってブレーキ圧指令値ＲＥＦ_ＰＢＲＫ(ｔ）を算出し、ブレーキアクチュエータ５０へ出力する。
ＲＥＦ_ＰＢＲＫ(ｔ）＝(ＴＥ_ＣＯＭ−ＴＥ_ＣＯＭ’)・Ｇｍ・Ｇｆ／
｛４・(２・ＡＢ・ＲＢ・μＢ)｝
ただし、Ｇｍは自動変速機の変速比、ＡＢはホイルシリンダ力（シリンダ圧×面積）、ＲＢはディクスロータ有効半径、μＢはパッド摩擦係数である。

次に、本発明の要点の一部である車速制御の中断処理について説明する。
図１の車速制御中断判定部６２０は、アクセルペダルセンサ９０で検出されたアクセル操作量ＡＰＯを入力し、アクセル操作量ＡＰＯと所定値とを比較する。

この所定値は、スロットルアクチュエータの制御モデルを用いてスロットルコントローラ５７５にて演算されたスロットル開度相当値ＴＶＯ(ｔ）であり、アクセル操作量ＡＰＯ（前記のようにスロットル開度に換算した値）が、スロットル開度相当値ＴＶＯ(ｔ）よりも大きくなった場合、つまり、運転者がアクセルペダルを踏んだことによりスロットルアクチュエータ６０によるスロットル開度以上にスロットルが開いた場合には、車速制御中断信号を出力する。
前記のように、スロットル開度相当値ＴＶＯ(ｔ）は駆動信号からスロットルアクチュエータの制御モデルを使って推定演算したスロットル開度であるから、制御モデルに含まれるスロットルアクチュエータの応答特性（積分特性や無駄時間）を考慮した現実のスロットル開度を得ることが出来る。そして、この値を用いて定速走行制御中断の判断（一時加速か否かの判断）を行うので、一時加速か否かを精度良く判定することが出来、かつ、従来の所定値以上の差を条件とした場合のように運転者による実際の一時加速の判定が遅れるおそれもない。
また、スロットルアクチュエータが負圧式アクチュエータである場合には、前記のように制御応答の遅れがより顕著（大きい）であるため、本発明の効果がより大きい。

以上の制御に続いて、車速制御中断信号により、駆動トルク指令値演算部５３０、目標スロットル開度算出部５７０は、それまでの演算を初期化する。

次に、図１３に戻って、無段変速機７０内の構成を説明する。無段変速機７０は、例えばいわゆるＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）である。そして変速マップ７３は自車速Ｖ_Ａ(ｔ）、アクセル操作量ＡＰＯを入力としてエンジン回転数指令値Ｎ_{ＩＮ＿ＣＯＭ}を出力するものであり、車速コントローラ５００内の変速マップ５４４と同一特性のマップである。

回転数ＬＩＭＩＴ部７４は、変速マップ７３から出力されたエンジン回転数指令値Ｎ_{ＩＮ＿ＣＯＭ}に対して、上限回転数制限処理（例えば、Ｎ_{ＩＮ＿ＣＯＭ＿ＤＥＣ}≦６４００［ｒｐｍ］）を行い、エンジン回転数指令値Ｎ_{ＩＮ＿ＣＯＭＣＶＴ}を出力する。

変速比指令値演算部７５は、自車速Ｖ_Ａ(ｔ）とエンジン回転数指令値Ｎ_{ＩＮ＿ＣＯＭＣＶＴ}を入力して、下式によって変速指令値ＤＲＡＴＩＯ_ＣＶＴ(ｔ）を求める。
ＤＲＡＴＩＯ_ＣＶＴ(ｔ）
＝Ｎ_{ＩＮ＿ＣＯＭＣＶＴ}・２π・Ｒｔ／(６０・Ｖ_Ａ(ｔ）・Ｇｆ）
切替スイッチ７１は、定速走行時に車速制御コントローラ５００から送られてくる変速比指令値ＤＲＡＴＩＯ_ＬＰＦ(ｔ）と通常走行時に無段変速機７０内で演算される変速比指令値ＤＲＡＴＩＯ_ＣＶＴ(ｔ）とを切替えるものであり、この切替えは、図１のセットスイッチ２０が押された際に車速指令最大値設定部５２０でセットされる車速制御中フラグ（セットスイッチ２０が押されたとき通常走行から定速走行に切替る）に応じて行われる。

ローパスフィルタ部７２は、切替スイッチ７１で選択された変速比指令値と車速制御中フラグおよび車速制御中断判定部６２０から出力される車速制御中断中信号を入力して、以下に示すように、走行状態に応じてローパスフィルタの時定数を切替え、その結果の出力信号をサーボ部７６へ送って変速機を制御する。
なお、変速比指令値ＤＲＡＴＩＯ(ｔ）を入力とし、実変速比を出力とした場合の変速比制御の伝達特性は、下式のように、一次遅れ系の伝達特性Ｇｒ(ｓ）で表すことができる。
Ｇｒ(ｓ）＝１／(Ｔ_ＣＶＴ・ｓ＋１）
ただし、Ｔ_ＣＶＴは無段変速機７０の変速時の応答特性を決める時定数（所定範囲内の可変値）である。
上記のＴ_ＣＶＴが前記走行状態に応じて切替えられるローパスフィルタの時定数に相当する。

切替の内容は次のとおりである。
（１）定速走行中、すなわち、車速指令最大値設定部５２０で判定される車速制御中フラグが制御中側で、かつ、車速制御中断判定部６２０で判定される車速制御中断フラグが中断中止側の場合。
この場合には或る決まった一定の緩やかな応答特性としたいため、無段変速機制御時定数Ｔ_ＣＶＴを一定（例えばＴ_ＣＶＴ＝０.５ｓｅｃ）に設定する。

（２）運転者が自らの操作で加速するため、アクセルペダルを踏み込み、車速制御が中断された場合、すなわち、車速指令最大値設定部５２０で判定される車速制御中フラグが制御中側で、かつ、車速制御中断判定部６２０で判定される車速制御中断フラグが中断中止側から中断側へ切り替わった場合。
この場合は、加速のため無段変速機コントローラは一旦急激にダウンシフト変速を行う。これは一般に、キックダウン変速と呼ばれ、その際、無段変速機制御時定数Ｔ_ＣＶＴを０.５ｓｅｃよりも速い０.２ｓｅｃに設定する。

（３）運転者が車速指令値最大値Ｖ_ＳＭＡＸを越える自ら希望する車速まで加速し、車速制御中断状態のまま、その車速で巡航した後、運転者によりアクセルペダルが戻された場合、すなわち、車速指令最大値設定部５２０で判定される車速制御中フラグが制御中側で、かつ、車速制御中断判定部６２０で判定される車速制御中断フラグが中断側で、かつ、アクセルペダルが閉じる側に操作された場合。
この場合は、変速によるショックを防止するため、無段変速機コントローラは無段変速機制御時定数Ｔ_ＣＶＴは０.５ｓｅｃよりも遅い０.８ｓｅｃに設定する。

以上のように、無段変速機制御時定数Ｔ_ＣＶＴを走行状態に応じて切替えることにより、運転者の感覚にあった変速特性を提供することができる。また、変速機の動特性を決定する時定数Ｔ_ＣＶＴを切り替えることによって定速走行制御中断時と再開時における応答性を向上させ、変速機の変速ショックを軽減するように構成しているので、変速制御マップが定速走行用の１種だけで済むため、従来のように定速走行用と中断時用（通常走行用）との２種を切り替えて使用するのに比べて、メモリが少なくて済み、かつ、変速機用のマップと車速制御装置用のマップ５４４として同一特性のマップを使用できるので、設計が容易になる。

また、車速制御中断判定部６２０は、アクセル操作量ＡＰ０が所定値未満に戻ったときに車速制御中断信号の出力を停止し、かつ、自車速Ｖ_Ａ(ｔ）が車速指定最大値Ｖ_ＳＭＡＸよりも大きい場合には、減速要求を駆動トルク指令値算出部５３０に出力する。そして、駆動トルク指令値算出部５３０は、車速制御中断判定部６２０からの車速制御中断信号の出力が停止され、かつ減速要求を入力した場合には、演算した駆動力指令値ｄ_ＦＣ(ｔ）を、スロットルで実現するように、目標スロットル開度算出部５７０で算出されたスロットル開度で減速制御されるが、スロットル全閉だけでは制動力が足りない場合は、スロットルと変速比で実現するように、降坂路、平坦路の別に関わらず、変速比指令値算出部５４０から変速比指令値ＤＲＡＴＩＯ（シフトダウン要求）を出力して、無段変速機７０のシフトダウン制御を行い、制動力不足を補うように制御する。

また、駆動（この場合は制動）力指令値ｄ_ＦＣ(ｔ）が大きく、無段変速機のシフトダウンによる制動力でも上限にある場合には、平坦路では通常ブレーキにより制動力を補うが、降坂路では、駆動トルク指令値算出部５３０からブレーキ圧指令値算出部６３０へのブレーキ制御禁止信号Ｂ_Ｐを出力し、それによって降坂路でのブレーキ制御を禁止している。このように制御する理由は次のとおりである。すなわち、降坂路ではブレーキで減速を行うと連続してブレーキをかけることが必要になり、ブレーキフェード等の問題を生じるおそれがある。そのため、上記のように降坂路ではスロットル開度と無段変速機のシフトダウン制御による減速のみで必要な制動力を得るように制御することにより、ブレーキを用いずに制動するように構成している。

以上のような方法により、運転者が一時的にアクセルペダルを踏んで加速することによって定速走行制御が中断した後、再び定速走行制御に復帰した場合においても、変速機のシフトダウンによって、スロットル開度全閉制御のみの減速度よりも大きな減速度を得られるようになるため、目標車速への収束時間を短くすることができる。また、無段変速機を使うことによって、長い下り坂でも変速ショックが発生することなく、スロットル開度全閉制御のみの減速度よりも大きく、かつ、車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）に基づいた駆動トルクを実現するようにスロットルおよび変速比が制御されるため、所定の減速度を保ったまま、スムーズに減速できるようになる。なお、通常の有段変速機ではシフトダウン時にショックが生じるので、従来は上記のように減速制御要求が大きい場合でもスロットル制御のみを行い、変速機のシフトダウン制御はしていなかった。しかし、無段変速機を用いればスムーズにシフトダウン出来るので、上記のごとき制御を行うことにより、スロットル開度全閉制御のみの減速度以上の大きな減速度で円滑に減速することができる
次に、車速制御の中止処理について説明する。
図１の駆動輪加速度算出部６００は、自車速Ｖ_Ａ(ｔ）を入力し、下式によって駆動輪加速度α_ＯＢＳ(ｔ）を演算する。
α_ＯＢＳ(ｔ）＝〔Ｋ_ＯＢＳ・ｓ／（Ｔ_ＯＢＳ・ｓ^２＋ｓ＋Ｋ_ＯＢＳ）〕・Ｖ_Ａ(ｔ）
ただし、Ｋ_ＯＢＳは定数、Ｔ_ＯＢＳは時定数である。
なお、上記の自車速Ｖ_Ａ(ｔ）は、前記のようにタイヤ（駆動輪）の回転速度から算出した値であるから、この値自体が駆動輪の回転速度に対応した値であり、上記の駆動輪加速度α_ＯＢＳ(ｔ）は駆動輪速度Ｖ_Ａ(ｔ）から車速の変化量（駆動輪加速度）を求めた値になっている。

そして車速制御中止判定部６１０は、駆動輪加速度演算部６００で求めた駆動輪加速度α_ＯＢＳ(ｔ）と所定の加速度制限値α（この加速度は車速の変化量に対応する値であり、例えば０.２Ｇ）とを比較し、駆動輪加速度α_ＯＢＳ(ｔ）が加速度制限値αを超えた場合に、車速制御中止信号を出力する。この車速制御中止信号により、駆動トルク指令値算出部５３０および目標スロットル開度算出部５７０は、その演算を初期化する。なお、車速制御が一旦中止されると、セットスイッチ２０を再度オンにするまで、車速制御は復帰しない。

図１の装置は、車速指令値変化量決定部５９０で決定した車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）に基づいた車速指令値で車速を制御するシステムであるため、通常の状態では前記の車速指令値変化量制限値〔例えば０.０６Ｇ＝０.０２１（ｋｍ／ｈ）／１０（ｍｓ）〕を超える車速変化は生じない。したがって駆動輪加速度α_ＯＢＳ(ｔ）が上記の車速指令値変化量制限値に対応した値よりも大きい所定の加速度制限値α（例えば０.２Ｇ）を超えた場合というのは、駆動輪にスリップが発生した可能性が高い。このように駆動輪加速度α_ＯＢＳ(ｔ）と予め定めた所定の加速度制限値αを比較することにより、スリップ発生を検出することができる。そのため、ＴＣＳ(トラクションコントロールシステム）等のスリップ抑制装置等で加速度センサを別途設けたり、駆動輪と従動輪との回転数差を検出したりすることなく、通常の車速センサ（駆動輪の回転速度を検出するセンサ）からの出力で駆動輪加速度α_ＯＢＳを求めることにより、スリップ判断と、制御の中止判断を行うことができる。また、車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）を大きくすることで目標車速への応答性を向上させることができる。なお、駆動輪加速度α_ＯＢＳ(ｔ）と所定値との比較から定速走行制御中止を判断する代わりに、車速指令値変化量決定部５９０で演算している車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）と駆動輪加速度α_ＯＢＳ(ｔ）との差が所定値以上になった場合に制御を中止させるようにしても良い。

また、図１０の車速指令値決定部５１０において、自身で演算した車速指令値Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）が、入力した自車速Ｖ_Ａ(ｔ）よりも高く、かつ、減速方向に変化した場合（Ｖ_ＳＭＡＸ＜Ｖ_Ａか否か）を判定する。そして、車速指令値Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）を自車速Ｖ_Ａ(ｔ）もしくはそれ以下の所定の速度Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）(例えば自車速から５ｋｍ／ｈを引いた値）に設定するとともに、図７に示した駆動トルク指令値算出部５３０における、Ｃ_２(ｓ）・Ｖ_Ａ(ｔ）−Ｃ_１(ｓ）・ｄ_ＦＣ(ｔ）＝ｄ_Ｖ(ｔ）の出力をゼロにするように、Ｃ_２(ｓ）とＣ_１(ｓ）の積分器の初期値を自車速Ｖ_Ａ(ｔ）とする。この結果Ｃ_１(ｓ）の出力もＣ_２(ｓ）の出力もＶ_Ａ(ｔ）となり、結果として外乱推定値ｄ_Ｖ(ｔ）は、ゼロとなる。
さらに、上述の制御を行うタイミングとして、Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）の変化率であるΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）が所定値(０.０６Ｇ）より減速側に大きかった場合とする。これにより、不要な初期化（Ｖ_Ａ(ｔ）→Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）の初期化と積分器の初期化）が減少するので、減速ショックが少なくなる。
上記のように車速指令値（目標車速に到達するまでの時々刻々の制御指令値）が実車速よりも大きく、かつ、車速指令値の時間的変化が減速方向に変化した場合に、車速指令値を実車速もしくはそれ以下の所定の車速に変更することにより、迅速に目標車速に収束させることが出来る。また、前記の設定した実車速もしくはそれ以下の車速を用いて駆動トルク指令値算出部５３０を初期化することにより、制御の継続性を保つことができる。

なお、運転者が設定した先行車との目標車間距離を保って走行するように、実車間距離を目標車間距離に一致させるように制御する車速制御装置においては、上記車速指令値が上記目標車間距離を保つように設定されるが、この場合には、実車間距離が所定値以下で、かつ、車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）が減速側に所定値（０.０６Ｇ）より大きかった場合に、車速指令値Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）の変更〔Ｖ_Ａ(ｔ）→Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）〕と駆動トルク指令値算出部５３０（具体的にはその中の積分器）の初期化を行う。このように構成することにより、迅速に目標車間距離に収束させることが出来るので、先行車に近寄り過ぎるというおそれがなくなり、かつ、制御の継続性を保つことができる。また、これにより、不要な初期化〔Ｖ_Ａ(ｔ）→ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）の初期化と積分器の初期化）が減少するので、減速ショックが少なくなる。

本発明の車速制御装置の全体の構成を示すブロック図。 横Ｇ車速補正量算出部５８０の構成を示すブロック図。 自車速Ｖ_Ａとローパスフィルタのカットオフ周波数ｆｃと関係を示す特性図。 車速補正量Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）を計算するための補正係数と横Ｇの値Ｙ_Ｇ(ｔ）との関係を示す特性図。 固有振動数ω_ｎＳＴＲと自車速Ｖ_Ａとの関係を示す特性図。 自車速Ｖ_Ａ(ｔ）と車速指令最大値Ｖ_ＳＭＡＸとの偏差の絶対値と、車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）との関係を示す特性図。 駆動トルク指令値演算部５３０の構成を示すブロック図。 エンジン非線形定常特性マップの一例を示す図。 スロットル開度推定マップの一例を示す図。 ＣＶＴ変速マップの一例を示す図。 エンジン全性能マップの一例を示す図。 駆動トルク指令値演算部５３０の他の構成例を示すブロック図。 変速比指令値算出部５４０と無段変速機７０の内容を示すブロック図。 スロットルコントローラ５７５の内容を示すブロック図。 バキューム(ＶＡＣ）／ベント(ＶＥＮＴ）駆動信号Ｄｕｔｙ(ｔ）を求める際に用いるマップ。

符号の説明

１０…車速センサ ２０…セットスイッチ
３０…コーストスイッチ ４０…アクセラレートスイッチ
５０…ブレーキアクチュエータ ６０…スロットルアクチュエータ
７０…無段変速機 ７１…切替スイッチ
７２…ローパスフィルタ部 ７３…変速マップ
７４…回転数ＬＩＭＩＴ部 ７５…変速比指令値演算部
７６…サーボ部 ８０…エンジン回転センサ
９０…アクセルペダルセンサ １００…操舵角センサ
５００…車速制御部 ５１０…車速指令値決定部
５２０…車速指令最大値設定部 ５３０…駆動トルク指令値算出部
５４０…変速比指令値算出部 ５４１…スロットル開度推定マップ
５４２…制動用エンジン回転数指令値算出マップ
５４３…切替スイッチ ５４４…変速マップ
５４５…回転数ＬＩＭＩＴ部 ５４６…回転数ＬＩＭＩＴ部
５４７…切替スイッチ ５４８…変速比指令値演算部
５４９…ローパスフィルタ部 ５５０…実変速比算出部
５６０…エンジントルク指令値算出部 ５７０…目標スロットル開度算出部
５７５…スロットルコントローラ ５８０…横Ｇ車速補正量算出部
５８１…操舵角信号ＬＰＦ部 ５８２…横Ｇ算出部
５８３…車速補正量算出マップ ５９０…車速指令値変化量決定部
６００…駆動輪加速度算出部 ６１０…車速制御中止判定部
６２０…車速制御中断判定部 ６３０…ブレーキ圧指令値算出部
Ｖ_Ａ(ｔ）…自車速 Ｖ_ＳＭＡＸ…車速指令最大値
θ(ｔ）…操舵角 Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）…車速補正量
θ_ＬＰＦ(ｔ）…操舵角ＬＰＦ値 Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）…車速指令値
ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）…車速指令値変化量 ｄ_ＦＣ(ｔ）…駆動トルク指令値
ｄ_Ｖ(ｔ）…外乱推定値
ｄ_Ｖ(ｔ)’…駆動トルク指令値補正量
ｄ_ＦＡ(ｔ）…実駆動トルク
Ｃ_Ｆ(ｓ）…前置補償器
Ｃ_Ｒ(ｓ）…規範モデル演算部
ｄ_ＦＣ１(ｔ）…基準駆動トルク指令値
Ｃ_１(ｓ）、Ｃ_２(ｓ）、Ｃ_３(ｓ）…補償器
Ｃ_３(ｓ)’…フィードバック補償器
ｓ…微分演算子 ｆｃ…ＬＰＦのカットオフ周波数
Ｙ_Ｇ(ｔ）…横Ｇの値 ψ…ヨーレイト
ω_ｎＳＴＲ…操舵角に対する車両応答の固有振動数
α_ＯＢＳ(ｔ）…駆動輪加速度
ＴＶＯ_ＥＳＴＩ…スロットル開度推定値
ＴＶＯ_ＣＯＭ…目標スロットル開度 ＡＰＯ…アクセル操作量
Ｎ_{ＩＮ＿ＣＯＭ}…エンジン回転数指令値
ＤＲＡＴＩＯ(ｔ）…変速比指令値 Ｔ_ＣＶＴ…無段変速機制御時定数
ＴＥ_ＣＯＭ(ｔ）…エンジントルク指令値
ＴＥ_ＣＯＭ’…エンジンブレーキトルク
ＲＥＦ_ＰＢＲＫ(ｔ）…ブレーキ圧指令値
Ｂ_Ｐ…ブレーキ制御禁止信号

Claims (2)

1. 実車速と目標車速との偏差をなくすように車速指令値を演算し、この車速指令値に基づいて車速を制御する車速制御装置において、
   前記車速指令値と自車速から駆動トルク指令値を演算し、該駆動トルク指令値に基づいて、変速機を制御する変速比指令値を算出する算出手段と、
   前記駆動トルク指令値が車両の駆動時は正の値、制動時は負の値となる場合に、前記駆動トルク指令値が正から負へ切り替わった時から所定時間後は常に、正の場合に比べて前記変速比指令値の応答性を遅くする応答性変更手段を備えたことを特徴とする車速制御装置。
2. 前記応答性変更手段は、前記駆動トルク指令値が正から負へ切り替わる場合は、負から正へ切り替わる場合に比べて、前記応答性の切り替え速度を速くするように構成したことを特徴とする請求項１に記載の車速制御装置。

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