JP5054799B2 - 車両用定速走行制御装置 - Google Patents

Description

この発明は車両用定速走行制御装置、特に、駆動力飽和状態でのダウンシフトにおいても、シフトショックを抑制しつつ、ダウンシフト後の目標車速への追従性を確保することができる車両用定速走行制御装置に関するものである。

一般に、定速走行制御装置は、運転者が設定した目標車速と実際の車速（実車速）との速度差を検出し、この速度差にもとづいてエンジン出力、及び自動変速機の変速段を制御して、実車速が目標車速に収束するように制御している。

例えば、定速走行制御中に、登坂路のような走行負荷の大きい路面にさしかかると、車速が一時的に低下するため、エンジン制御でスロットル開度を大きくしてエンジン出力を増加させるようにしている。

一方、変速制御では登坂路走行等においてスロットル開度が大きく開いたときは、変速制御手段で変速機をダウンシフトさせて実車速を目標車速になるように制御しているが、このように制御すると次のような問題が生じる。

すなわち、目標スロットル開度を演算する制御系において車両の重量変化や路面勾配等の外乱に応じた補正を行っているが、目標スロットル開度に外乱補正を実施してもエンジン出力が増加できずに飽和した場合には目標車速に応じた駆動力が得られず、これにより目標車速に追従できない状態が継続するとさらに目標スロットル開度が増加補正され、やがて目標スロットル開度の増加に伴い変速制御手段で変速機をダウンシフトさせるが、増加した目標スロットル開度によりその時点で過剰な駆動力が実現されて車速のオーバーシュートやシフトショックが発生する場合がある。（特許文献１参照）。

これを防ぐために目標スロットル開度に上限を設けると、変速制御手段によるダウンシフトが発生しなくなるため、駆動力が飽和した状態すなわち目標車速に追従できない状態が継続されてしまうという問題点が生じる。

このような問題点に対処するため、駆動力飽和状態を判定した時に、変速制御のための目標スロットル開度を増加補正し、早期にダウンシフトを実行して変速ショックを抑制する方式が提案されている。（特許文献２参照）。

特開平５−８６５７号公報 特開２００２−１９２９７９号公報

従来の装置は上述のように構成されているため、ダウンシフトのタイミングを早期化するようにしても駆動力飽和状態を判定するには目標車速と実車速との偏差が大きい状態が所定時間以上継続することを確認する必要があるなど一定の時間が必要となり、その間にスロットル開度が増加してしまうため、ダウンシフト時に過剰な駆動力によって変速ショックが発生してしまうという問題点があった。

この発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、駆動力が飽和した状態でダウンシフトした場合には、通常のダウンシフト時に行う点火タイミングの遅角補正に対して、さらに遅角補正量を加算し、駆動力を抑制することで、ダウンシフト時のシフトショックを抑制しつつダウンシフト後の目標車速への追従性を確保することができる車両用定速走行制御装置を提供することを目的とする。

この発明に係る車両用定速走行制御装置は、車両に搭載されたエンジンの点火タイミングを制御する点火タイミング制御手段と、前記エンジンの吸気量を調整するスロットル弁と、前記スロットル弁のスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段と、前記車両の車速を検出する車速検出手段と、前記スロットル開度の所定以上の増加時に、自動変速機をダウンシフトさせる変速制御手段と、前記スロットル開度を制御して、前記車速が目標車速と一致するように前記車両を定速走行させる定速走行制御手段とを備えた車両用定速走行制御装置において、前記点火タイミング制御手段は、前記スロットル開度と車速にもとづいて定速走行制御中に駆動力が増加不可となる飽和状態を判定して判定信号を出力する駆動力飽和判定手段と、前記判定信号にもとづいて自動変速機によるダウンシフト実行時に、ダウンシフトに伴うシフトショックを抑制するように所定の遅角補正量を加算する点火タイミング補正手段とを備え、前記点火タイミング補正手段は、駆動力が飽和し始めてからの前記スロットル開度の増加量にもとづいて、加算する遅角補正量を算出するように構成したものである。

この発明は上記のように構成されているため、ダウンシフト時のシフトショックを抑制しつつダウンシフト後の目標車速への追従性を確保することができる車両用定速走行制御装置を提供することができる。

この発明はまた、点火タイミング補正手段が、駆動力が飽和し始めてからのスロットル開度の増加量にもとづいて、加算する遅角補正量を算出するようにしているため、ダウンシフト時の過剰な駆動力に対して適切な遅角補正量を算出することができる。

この発明はまた、駆動力飽和判定手段が、スロットル開度の変化量が所定値以上で、車速と目標車速の偏差が他の所定値以上の状態が所定時間以上経過した場合に駆動力飽和状態と判定するようにしているため、誤判定なく正確に駆動力飽和状態を判定することができる。

この発明はまた、駆動力飽和判定手段が、駆動力を推定する駆動力推定手段を備え、スロットル開度の変化量が所定値以上で、駆動力推定手段により推定した駆動力の変化量が他の所定値以下の状態が所定時間以上経過した場合に駆動力飽和状態と判定するようにしているため、誤判定なく正確に駆動力飽和状態を判定することができる。

この発明の実施の形態１の構成を概略的に示すブロック図である。 実施の形態１における点火タイミング制御手段の処理動作を示すフローチャートである。 実施の形態１における駆動力飽和判定手段の処理動作を示すフローチャートである。 実施の形態１におけるタイミングチャートである。 この発明の実施の形態２における駆動力飽和判定手段の処理動作を示すフローチャートである。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図にもとづいて説明する。図１は実施の形態１の構成を概略的に示すブロック図である。

図１において、車両に搭載されたエンジン１の出力軸は、自動変速機２に接続されている。エンジン１の吸気量を調整するスロットル弁３は、スロットルアクチュエータ４により開閉制御されるようになっている。スロットル開度検出手段６は、スロットル弁３のスロットル開度θを検出し、車速検出手段７は、車両の車速Ｖｓを検出してそれぞれ後述する点火タイミング制御手段１０の駆動力飽和判定手段１１に入力するようにされている。駆動力推定手段５は実施の形態２に関係するものであるため後述する。

定速走行制御手段８は、スロットル開度θおよび車速Ｖ_Ｓにもとづいて自動変速機２の変速段を制御し、車速Ｖｓが目標車速と一致するように車両を定速走行させると共に、ダウンシフト実行時に、ダウンシフト信号Ｂを出力して点火タイミング制御手段１０の点火タイミング補正手段１２に供給する。

点火タイミング制御手段１０は、スロットル開度θおよび車速Ｖｓの各状態から駆動力飽和状態、および駆動力が飽和し始めてからのスロットル開度θの増加量△θを検出して、駆動力飽和状態信号Ａ、および駆動力が飽和し始めてからのスロットル開度増加量△θを出力する駆動力飽和判定手段１１と、駆動力飽和判定手段１１からの駆動力飽和状態信号Ａおよび駆動力が飽和し始めてからのスロットル開度増加量△θ並びにダウンシフト信号Ｂにもとづいてエンジン１の点火タイミングを補正する点火タイミング補正手段１２とを備えている。

点火タイミング補正手段１２は、定速走行制御手段８からのダウンシフト信号Ｂ出力中に、駆動力飽和判定手段１１からの駆動力飽和状態信号Ａおよび駆動力が飽和し始めてからのスロットル開度増加量△θにもとづいて、通常のダウンシフト時の点火タイミングの遅角補正に対してさらに所定の遅角補正量を加算するものである。

次に、実施の形態１の動作を図２および図３に示すフローチャートにもとづいて説明する。図２のフローチャートは図１の点火タイミング補正手段１２の処理動作を示すものであり、図３のフローチャートは図１の駆動力飽和判定手段１１の処理動作を示すものである。

図２のステップＳ１０１において、点火タイミング補正手段１２はまず、定速走行制御手段８からのダウンシフト信号Ｂが出力中か否かを判定する。ステップＳ１０１でダウンシフト信号Ｂが出力中でない(ＮＯ)と判定されれば、そのまま図２の処理ルーチンを終了する。ステップＳ１０１において、ダウンシフト信号Ｂが出力中(ＹＥＳ)と判定されれば、ダウンシフト中と想定されるので、続いてステップＳ１０２で駆動力飽和判定手段１１からの駆動力飽和状態信号Ａが出力中か否かを判定する。

ステップＳ１０２で駆動力飽和状態信号Ａが出力中でない(ＮＯ)と判定されれば、そのまま図２の処理ルーチンを終了する。ステップＳ１０２において、駆動力飽和状態信号Ａが出力中(ＹＥＳ)と判定されれば、駆動力が飽和していると想定されるので、ステップＳ１０３で駆動力飽和判定手段１１からの駆動力が飽和し始めてからのスロットル開度増加量△θにもとづいて遅角補正量を算出し、ステップＳ１０４で通常のダウンシフト時の遅角補正に加算し、図２の処理ルーチンを終了する。

なお、ステップＳ１０３で算出する遅角補正量は、駆動力が飽和し始めてからのスロットル開度△θが大きくなるほど、遅角補正量が大きくなるようにあらかじめ車両適合により設定したテーブルにもとづいて算出するようにされている。

図３のフローチャートは図１の駆動力飽和判定手段１１の処理動作を示している。図３のステップＳ２０１において、駆動力飽和判定手段１１はまず、スロットル開度検出手段６で検出したスロットル開度θの変化量があらかじめ車両適合により設定しておいた所定値(α)以上であるか否かを判定する。

ステップＳ２０１でスロットル開度θの変化量が所定値(α)より小さい(ＮＯ)と判定されれば、ステップＳ２０６で駆動力飽和状態信号Ａをクリアして図３の処理ルーチンを終了する。ステップＳ２０１において、スロットル開度θの変化量が所定値(α)以上(ＹＥ
Ｓ)と判定されれば、続いてステップＳ２０２で目標車速と車速検出手段７で検出した車
両の車速Ｖｓとの偏差があらかじめ車両適合により設定しておいた所定値(β)以上であるか否かを検出する。

ステップＳ２０２で目標車速と車速Ｖｓとの偏差が所定値(β)より小さい(ＮＯ)と判定されれば、ステップＳ２０６で駆動力飽和状態信号Ａをクリアして図３の処理ルーチンを終了する。ステップＳ２０２において、目標車速と車速Ｖｓとの偏差が所定値(β)以上(
ＹＥＳ)と判定されれば、続いてステップＳ２０３で目標車速と車速Ｖｓとの偏差が所定
値(β)以上である状態があらかじめ車両適合により設定しておいた所定時間(ｔ１)以上継続されているか否かを検出する。

ステップＳ２０３で所定時間(ｔ１)以上継続されていない（ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ２０６で駆動力飽和状態信号Ａをクリアして図３の処理ルーチンを終了する。
ステップＳ２０３において、目標車速と車速Ｖｓとの偏差が所定値(β)以上である状態が所定時間(ｔ１)以上継続されている（ＹＥＳ）と判定されれば、ステップＳ２０４で駆動力飽和状態信号ＡをセットしてステップＳ２０５に進む。

ステップＳ２０５では、ステップＳ２０２において目標車速と車速Ｖ_Ｓとの偏差が所定値(β)以上である状態を最初に判定した時点からのスロットル開度増加量△θを算出し、図３の処理ルーチンを終了する。

図４は実施の形態１におけるタイミングチャートである。図中の破線で示す特性は駆動力飽和状態でのダウンシフト時に、点火タイミング補正を通常の遅角補正のみとした従来の装置の動作を示している。すなわち、図４（ｃ）に示すように、時点Ｔ_１で駆動力が飽和し始めてから、図４（ｄ）に示すように、時点Ｔ_２で駆動力飽和状態と判定し、さらに図４（ｆ）に示すように、時点Ｔ_３で変速制御手段によりダウンシフトが開始されるまでの間、スロットル開度は図４（ｅ）に示すように増加し続け、変速段がダウンシフトされた時の点火タイミング補正は図４（ｇ）に破線で示すように、通常の遅角補正のみであるため、上述のように、増加したスロットル開度による過剰な駆動力増加を抑制しきれず、シフトショックが発生し目標車速への追従性が悪化する。

これに対し、図中の実線で示す特性は実施の形態１によって通常の遅角補正に対して所定の遅角補正量を加算した場合の動作を示している。すなわち、点火タイミング補正は通常の遅角補正に対し、図４（ｃ）に示すように、時点Ｔ_１で駆動力が飽和し始めてから図４（ｆ）に示すように、時点Ｔ_３でダウンシフトが開始されるまでの間に増加したスロットル開度にもとづいて算出した遅角補正量を図４（ｇ）の実線で示すように加算した遅角タイミングとしているため、過剰な駆動力の増加が抑制され、シフトショックを抑制し、目標車速への追従性を確保することができる。

実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２を図にもとづいて説明する。
実施の形態１では、駆動力飽和判定手段１１はスロットル開度θの変化量が所定値(α)以上で、目標車速と車速Ｖｓとの偏差が所定値(β)以上の状態が所定時間(ｔ１)以上継続されている場合に駆動力飽和状態と判定し、駆動力飽和状態信号Ａを出力したが、実施の形態２では駆動力推定手段５を設け、スロットル開度θの変化量が所定値(γ)以上で、駆動力推定手段５によりスロットル開度θおよびエンジン回転速度から推定した駆動力の変化量が所定値(ε)以下の状態が、所定時間(ｔ２)以上継続されている場合に駆動力飽和状態と判定するものである。なお、上記所定値γ、ε、ｔ２はあらかじめ車両適合により設定しておくものである。

以下、図５に示すフローチャートにもとづいて実施の形態２における駆動力飽和判定手段１１の処理動作について説明する。

図５のステップＳ３０１において、駆動力飽和判定手段１１はまず、スロットル開度検出手段６で検出したスロットル開度θの変化量が所定値(γ)以上であるか否かを判定する。

ステップＳ３０１でスロットル開度θの変化量が所定値(γ)より小さい(ＮＯ)と判定されれば、ステップＳ３０６で駆動力飽和状態信号Ａをクリアして図５の処理ルーチンを終了する。ステップＳ３０１において、スロットル開度θの変化量が所定値(γ)以上(ＹＥ
Ｓ)と判定されれば、ステップＳ３０２で駆動力推定手段５によって推定した駆動力の変
化量が所定値(ε)以下であるか否かを検出する。

ステップＳ３０２で駆動力の変化量が所定値(ε)より大きい(ＮＯ)と判定されれば、ステップＳ３０６で駆動力飽和状態信号Ａをクリアして図５の処理ルーチンを終了する。
ステップＳ３０２において、駆動力の変化量が所定値(ε)以下(ＹＥＳ)と判定されれば、ステップＳ３０３で駆動力の変化量が所定値(ε)以下である状態が所定時間(ｔ２)以上継続されているか否かを検出する。

ステップＳ３０３で所定時間(ｔ２)以上継続されていない（ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ３０６で駆動力飽和状態信号Ａをクリアして図５の処理ルーチンを終了する。
ステップＳ３０３において、駆動力の変化量が所定値(ε)以下である状態が所定時間(ｔ
２)以上継続されている（ＹＥＳ）と判定されれば、ステップＳ３０４で駆動力飽和状態
信号ＡをセットしてステップＳ３０５に進む。

ステップＳ３０５では、ステップＳ３０２において駆動力の変化量が所定値(ε)以下である状態を最初に判定した時点からのスロットル開度増加量△θを算出し、図５の処理ルーチンを終了する。

これにより、駆動力が飽和した状態でダウンシフトした場合に、通常のダウンシフト時に行う点火タイミングの遅角補正に対して、さらに所定の遅角補正量を加算し、過剰な駆動力を抑制するため、ダウンシフト時のシフトショックを抑制しつつダウンシフト後の目標車速への追従性を確保することができる。

１ エンジン
２ 自動変速機
３ スロットル弁
４ スロットルアクチュエータ
５ 駆動力推定手段
６ スロットル開度検出手段
７ 車速検出手段
８ 定速走行制御手段
１０ 点火タイミング制御手段
１１ 駆動力飽和判定手段
１２ 点火タイミング補正手段。

Claims (3)

1. 車両に搭載されたエンジンの点火タイミングを制御する点火タイミング制御手段と、前記エンジンの吸気量を調整するスロットル弁と、前記スロットル弁のスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段と、前記車両の車速を検出する車速検出手段と、前記スロットル開度の所定以上の増加時に、自動変速機をダウンシフトさせる変速制御手段と、前記スロットル開度を制御して、前記車速が目標車速と一致するように前記車両を定速走行させる定速走行制御手段とを備えた車両用定速走行制御装置において、前記点火タイミング制御手段は、前記スロットル開度と車速にもとづいて定速走行制御中に駆動力が増加不可となる飽和状態を判定して判定信号を出力する駆動力飽和判定手段と、前記判定信号にもとづいて自動変速機によるダウンシフト実行時に、ダウンシフトに伴うシフトショックを抑制するように所定の遅角補正量を加算する点火タイミング補正手段とを備え、前記点火タイミング補正手段は、駆動力が飽和し始めてからの前記スロットル開度の増加量にもとづいて、加算する遅角補正量を算出することを特徴とする車両用定速走行制御装置。
2. 前記駆動力飽和判定手段は、前記スロットル開度の変化量が所定値以上で、前記車速と目標車速の偏差が他の所定値以上の状態が所定時間以上経過した場合に駆動力飽和状態と判定す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。
3. 前記駆動力飽和判定手段は、駆動力を推定する駆動力推定手段を備え、前記スロットル開度の変化量が所定値以上で、前記駆動力推定手段により推定した駆動力の変化量が他の所定値以下の状態が所定時間以上経過した場合に駆動力飽和状態と判定す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。

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