JPH01115736A - パワープラントの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、実車速を目標車速に保持する定速走行制御手
段と自動変速機とを備えたパワープラントの制御装置に
関するものである。

（従来の技術） 従来より、車両の走行車速を制御するについて、実車速
を目標車速に維持するようエンジン出力を制御する定速
走行制御手段と、所定の変速パターンで変速制御される
自動変速機とを備えた構成がある（例えば、特開昭５７
−１９６３１７号公報参照）。

上記エンジンでは、定速走行制御においては、アクセル
ペダルの操作を行うことなく、設定した目標車速と実車
速との偏差に対応してスロットル開度調整によりエンジ
ン出力をフィードバック制御し、目標車速を維持するよ
うにしたものである。

（発明が解決しようとする問題点） しかして、前記のような定速走行制御手段を備えたエン
ジンに対する自動変速機においては、通常の走行状態で
は運転者のアクセル操作に伴ってスロットル開度が変化
し、このスロットル開度と車速とに応じて変速制御を行
うのに対し、定速走行制御中には定速走行制御手段によ
ってスロットル開度制御が行われ、前記変速制御に使用
するスロットル開度信号は、定速走行制御の結果として
制御量が短期間で繰り返し変動するハンチング現象を生
起している場合がある。

そして、上記のようなハンチング現象が生起している入
力信号に基づいて自動変速機の変速制御を行うと、この
自動変速機の変速制御にもハンチング現象が生起する場
合があり、変速段が短期間でシフトダウンとシフトアッ
プとを繰り返されるような安定感に欠ける制御となる恐
れがある。

特に、自動変速機の変速制御はアクセル開度と車速とに
応じて設定された変速パターンに基づいて制御するのが
制御応答性などの点で好ましいものであるが、エンジン
のスロットル開度をアクセル操作から、切り離して電気
的に制御するようにしたものでは、定速走行制御中には
アクセル操作は解放されて開度は０の状態であり、アク
セル開度に基づく変速制御を行うことができなくなるこ
とから、定速走行制御中にも負荷に応じて変動するスロ
ットル開度信号に基づいて変速制御するようにした場合
に、上記のような変速ハンチングが生じる恐れがある。

そして、上記定速走行制御によるスロットル開度調整に
ハンチング現象が発生するのは、特に乗員が変ったり、
坂道走行となるのに伴う外乱によって車両の特性が変っ
た場合、または、コントローラの電圧低下時、モータの
過渡応答性が経年変化によって遅くなった場合などに発
生しやすくなるものである。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、定速走行制御を実行
しているときの自動変速機の変速制御に変速ハンチング
が生じるのを防止するようにしたパワープラントの制御
装置を提供することを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明のパワープラントの制御
装置は、エンジンのスロットル開度を調整する定速走行
制御手段を備え、スロットル開度と車速またはこれに対
応する速度に基づいて自動変速機の変速制御を行うにつ
いて、定速走行制御中に、自動変速機の変速制御手段へ
入力されるスロットル開度信号の振動成分を直接または
間接的に除去するよう信号処理する信号処理手段を設け
るように構成したものである。

第１図は本発明の構成を明示するための全体構成図であ
る。

定速走行制御手段Ａは、車速設定手段Ｂで設定された目
標車速と、車速検出手段Ｃで検出された実車速とを比較
して目標車速を維持するようにスロットル開度信号を設
定してエンジンＥのスロットル弁りの開度を調整するも
のである。

また、自動変速機Ｆの変速段を切換える変速制御手段Ｇ
を設け、この変速制御手段Ｇはスロットル開度と車速に
基づいて変速段を求め、自動変速機Ｆの変速制御を行う
ものである。

そして、上記変速制御手段Ｇに入力されるスロットル開
度信号は、信号処理手段Ｈによってその振動成分を除去
するように信号処理される。この信号処理手段Ｈは、定
速走行制御手段Ａから出力されるスロットル開度信号に
対して設けて振動成分を除去し、スロットル弁りの開度
そのものに振動が生起、しないように処理することによ
り、変速制御手段Ｇに入力されるスロットル開度信号を
間接的に信号処理するか、スロットル弁りの開度を検出
したスロットル開度信号に対して設けて振動成分を除去
し、変速制御手段Ｇに入力されるスロットル開度信号を
直接に信号処理するものである。

（作用） 上記のようなパワープラントの制御装置では、定速走行
制御手段によってスロットル開度の定速走行制御が行わ
れている場合には、そのスロットル開度信号を信号処理
手段によって振動成分を除去してから変速制御手段に入
力し、この入力信号にはハンチング現象が生じていない
ようにして、変速制御における変速ハンチングの発生を
防止して定速走行制御中における変速制御が適正に行え
るようにしている。

（実施例） 以下、図面に沿って本発明の詳細な説明する。

第２図は具体例の全体構成図である。この実施例は、エ
ンジンのスロットル弁をアクセル開度に応じて電気的に
制御するスロットル制御でエンジン出力を制御し、定速
走行制御を行う例について示す。

エンジンｌの吸気通路２には吸入空気量を調整するスロ
ットル弁３が介装され、このスロットル弁３はＤＣモー
タ等のスロットルアクチュエータ４により開閉駆動され
る。また、自動変速機５は複数の変速用ソレノイド６８
〜６Ｃとロックアツプ用ソレノイド７とを有し、変速用
ソレノイド６ａ〜６Ｃのオン、オフの組合せによって油
圧回路が切換えられて複数の油圧締結素子が選択的に締
結されることにより、変速機構が複数の変速段に切換え
操作される。また、ロックアツプ用ソレノイド７のオン
、オフによってトルクコンバータ内のロックアツプクラ
ッチ（図示せず）が締結もしくは解放されるようになっ
ている。

そして、上記スロットルアクチュエータ４に対してスロ
ットル制御信号ａを出力するスロットル制御用コントロ
ーラ８Ａが設けられると共に、自動変速機５の各ソレノ
イド６ａ〜６ｃ、７に対して変速制御信号すおよびロッ
クアツプ制御信号Ｃを出力する変速制御用コントローラ
８Ｂが設けられている。スロットル制御用、コントロー
ラ８Ａには、車速を検出する車速センサ９からの車速信
号Ｖｎと、アクセルペダル１０の踏込み量（アクセル開
度）を検出するアクセルセンサ１１からのアクセル開度
信号αと、ブレーキ操作を検出するブレーキスイッチ１
２からのブレーキ信号ＢＲと、スロットル弁３の開度を
検出するスロットルセンサ１３からのスロットル開度信
号ＴＨと、変速機５の変速位置を検出するギヤポジショ
ンセンサ１４からのギヤポジション信号ＧＰと、モード
スイッチ１５からの変速モード信号Ｍとがそれぞれ入力
されると共に、定速走行操作スイッチとしてメインスイ
ッチ１６、セットスイッチ１７、リジュームスイッチ１
８、コーストスイッチ１９からの操作信号（ＯＮ、０Ｆ
Ｆ）がそれぞれ入力される。

一方、変速制御用コントローラ８Ｂには、前記車速セン
サ９からの車速信号Ｖｎと、アクセルセンサ１１からの
アクセル開度信号αと、スロットルセンサ１３からのス
ロットル開度信号ＴＨと、モードスイッチ１５からの変
速モード信号Ｍとがそれぞれ入力される。　　　　　゛ 前記スロットル弁３の駆動機構は、第３図に示すように
、スロットル弁３はアクセル操作機構２１（メカリンク
機構）およびアクチュエータ操作機構２２（エレキリン
ク機構）のいずれによっても開閉操作可能に設けられて
いる。すなわち、スロットル弁３に連結された中央のス
ライド部材２３の両側に、該スライド部材２３の突部２
３ａと係合可能なアクセル側係合部材２４とアクチュエ
ータ側係合部材２５とが配設され、アクチュエータ側は
遊びの少ない状態で係合し、通常はスロットルアクチュ
エータ４の作動に伴ってスロットル弁３が開閉作動され
る。・一方、アクセル側は遊びが大きく、所定量以上ア
クセル操作しないと係合部材２４によってスロットル開
作動はできず、アクチュエータ故障時等に操作可能とし
ている。

上記アクセルペダル１０の操作量（アクセル開度）は係
合部材２４に連係して設けられたアクセルセンサ１１で
検出され、コントローラ８Ａ、８Ｂに入力される。また
、アクセルペダル１０にもバックアップ用のアクセルセ
ンサ２６が配設されている。一方、スロットルアクチュ
エータ４はモータ４ａがクラッチ４ｂを介して設けられ
、サーボ用スロットルセンサ２７が付設されている。−
方、スロットル弁３にはスロットル開度検出用のスロッ
トルセンサ１３が設置され、その信号はコントローラ８
Ａ、８Ｂに入力される。

次に第４図は前記スロットル制御用コントローラ８Ａの
機能ブロック図を示し、各種センサからの入力信号が走
り感制御部３０と自動速度制御部３１に入力され、走り
感制御部３０はアクセル開度に応じてスロットル開度を
制御するものであり、アクセル開度に対してスロットル
開度の基準値を求め、これをアクセル踏み速度補正、車
速補正等を施すものである。

一方、自動速度制御部３１は自動速度制御操作すなわち
メインスイッチ１６、セットスイッチ１７、リジューム
スイッチ１８、コーストスイッチ１９の操作に対応して
目標車速の設定、加速、減速制御を行い、実車速が目標
車速となるように目標スロットル開度を出力する。

上記走り感制御部３０および自動速度制御部３１の信号
は、選択的にスロットル開度設定部３２に入力され、自
動速度制御の場合にはフィルタ処理部３３を経て目標設
定部３４に入力される一方、走り感制御の場合にはフィ
ルタ処理部３３を迂回して目標設定部３４に入力される
。上記フィルタ処理部３３はスロットル開度信号の振動
成分を除去するものであり、具体的には目標スロットル
開度信号Ｔｖを過去５回分の平均値Ｔｖａを演算し、変
速制御用コントローラ８Ｂおよび目標設定部３４に出力
する。目標設定部３４は、この値により最終目標スロッ
トル開度Ｔｏに設定するものである。

そして、この目標スロットル開度Ｔｏと現在のスロット
ル開度ＴＨとの偏差を求めて、ＰＩＤ演算部３５でこの
偏差が小さくなるように制御信号を演算し、前記スロッ
トルアクチュエータ４に駆動信号を出力し、スロットル
開度が目標スロットル開度となるようにフィードバック
制御するものである。

なお、前記フィルタ処理部３３は、上記平均値の演算の
他、−次遅れフィルタ、二次遅れフィルタなどのソフト
ウェア演算を行うようにしてもよく、また、スロットル
演算部を電気回路で構成するものでは、電気的なＲＣロ
ーパスフィルタの構成によって実現できるものである。

また、前記自動速度制御部３１における目標車速ＶＯと
実車速Ｖｎとの偏差に基づくフィードバック制御におけ
る目標スロットル開度Ｔｖｎの演算ロジックは、ＩＰＤ
による演算式を次に示す。

ＴｖｎｍＴｖｎ−Ｌ＋に＋　　Ｘ　　（Ｖｏ　−Ｖｎ）
−ＫｐｖＸ　（Ｖｎ　−Ｖｎ−１） Ｋ（、ｖｘ　（（Ｖｎ　−Ｖｎ−１）　’−（Ｖｎ−１
−Ｖｎ−２）］ ここで、Ｋ、は前向き積分定数で、即効性はないが、偏
差を小さくする効果があり、大きすぎると制御の速度が
低下する。ＫＰＶは負帰還比例定数で、高車速の方が低
車速のときより目標収束速度を遅くする効果があり、こ
れを大きくすると高速時に滑らかな制御となる。Ｋ、Ｖ
は負帰還微分定数で、これを大きくすると負荷変化があ
っても収束速度を変えないように作用する。

一方、前記変速制御用コントローラ８Ｂは、詳細は図示
しないが、前記スロットル制御用コントローラ８Ａのス
ロットル開度設定部３２からの目標スロットル開度信号
Ｔｖまたはフィルタ処理部３３からのスロットル開度平
均値信号Ｔｖａをスロットル開度信号として入力し、定
速走行制御中でもハンチング現象の生じていないスロッ
トル開度信号に基づいて変速ハンチングが生起しないよ
うに変速制御を行うものである。この変速制御は、上記
スロットル開度信号と車速に対応して変速段が設定され
ている変速パターンに基づいて変速段を読込み、対応す
る変速信号を出力するものである。

次に、他の実施例におけるコントローラ８Ａ。

８Ｂの処理をフローチャートに従って説明する。

この実施例ではスロットル開度信号の振動成分を除去す
る信号処理（フィルタ処理）を、スロットルセンサで検
出した信号に対して行う例である。

第５図はスロットル制御用コントローラ８Ａのメインル
ーチンであり、このコントローラ８Ａは、作動開始時に
所定のシステムイニシャライズ（ステップＳｌ）を行い
、前記各種センサからの検出信号を読み込み、これらか
ら制御に必要な各種情報を入力する（Ｓ２）。

ステップＳ３は定速走行制御を含む自動速度制御（ＡＳ
Ｃ）を開始する条件が成立しているか否かを判定するも
のであり、この自動速度制御の開始条件は、メインスイ
ッチ１６がオンで、シフト位置がＤレンジで、かつ車速
が設定値（例えば４０１ｖ／ｈ）以上の場合である。ま
た、自動速度制御を解除する条件は、上記開始条件を満
していないとき、またはブレーキが作動された場合であ
る。

そして、この自動速度制御条件を満すと、自動速度制御
に移行してセットスイッチ１７、リジュームスイッチ１
８、コーストスイッチ１９の操作、アクセルおよびブレ
ーキ操作に対応して車速フィードバック制御モード、加
速モード等のモード設定制御を行い（Ｓ４）　、各モー
ドに対応した目標スロットル開度Ｔｏの設定制御を行う
−（Ｓ５）。

また、自動速度制御条件を満さない場合には、通常スロ
ットル制御に移行して、アクセル操作量に基づいてスロ
ットル開度Ｔｏを設定制御する（Ｓ６）。

上記のようにしてステップＳ５またはＳ６で設定された
目標スロットル開度Ｔｏに対応するスロットル制御信号
ａをスロットルアクチュエータ４に出力しくＳ７）、ス
ロットル弁３を目標開度ＴＯに作動する。また、前記ス
テップＳ４のモード設定に対応して、ステップＳ８で定
速走行制御を含む自動速度制御中の変速段の規制を演算
し、変速制御用コントローラ８Ｂに、例えば４速禁止信
号を出力するものである。さらに、後述の遅延処理を行
うための加速タイマＴａｃのカウントアツプを行い（Ｓ
９）、上記ルーチンを所定時間（例えば３０ｉｓｅｃ）
毎に実行するものである。

第６図は前記メインルーチンのステップＳ４における自
動速度制御のモード設定サブルーチンである。ステップ
ＳＩＯで自動速度制御の開始条件が成立しているか否か
を判定し、この自動速度制御条件を満すと、５ｔｉ−ｓ
ｔｅでセットスイッチ１７のオン操作時に起動フラグＳ
Ｆをセットし、加速タイマＴａｃのリセット、ブレーキ
解除フラグＢＦのリセットを行い、実車速Ｖｎで目標車
速Ｖｏを更新し、セットスイッチ１７がオフになったと
きの車速が設定目標車速Ｖｏとなる。

上記のようにして目標車速ＶＯが設定されると自動速度
制御に移行しく５１７）、ブレーキおよびアクセルが操
作されず（ＳＬ８．　８１９）　、また、セットスイッ
チ１７、コーストスイッチ１９、リジュームスイッチ１
８が操作されていない場合には、ステップ８２０〜Ｓ２
４のＮｏ判定により車速フィードバック制御モード■（
定速走行制御）に移行する。この車速フィードバック制
御モード■は、実車速Ｖｎと目標車速Ｖｏとの偏差に基
づいてＰＩ−ＰＤ演算等によって、目標車速Ｖｏを達成
するために必要なスロットル開度Ｔｖを演算し、これを
目標スロットル開度Ｔｏに設定する。

また、上記車速フィードバック制御中にブレーキ操作さ
れると（Ｓ１８）、ブレーキ解除フラグＢＦをセットし
く５２５）、通常スロットル制御モードＩに移行する。

前記自動速度制御条件が成立していない場合にも各フラ
グをリセット（Ｓ２７）してから、また、目標車速Ｖｏ
が設定されていない場合（Ｓ　１７）にも、通常スロッ
トル制御モード■に移行する。通常スロットル制御モー
ドＩは、アクセル開度αおよび変速モードＭ（エコノミ
、ノーマル、パワー）などに対応する基本スロットル開
度マツプを選択し、検出アクセル開度αに対し基本スロ
ットル開度Ｔｂを読み込み、必要な補正を施して目標ス
ロットル開度Ｔｏに設定するスロットル制御を行う。

一方、アクセル操作が行われるとステップＳ１９がＹＥ
Ｓ判定となり、ブレーキ解除中でない場合（８２Ｂ）に
アクセル加速モード■に移行する。アクセル加速モード
■は、目標スロットル開度Ｔｖと踏込まれたアクセル開
度αに対応するスロットル開度Ｔｂとの合計によって目
標スロットル開度Ｔｏを設定する。また、セットスイッ
チ１７が操作されると、ステップＳ２０のＹＥＳ判定に
よりセットスイッチ動作処理Ａを行う。このセットスイ
ッチ動作処理は、加速タイマＴａｃが設定値（遅延、時
間）を越えている加速要求時には、４速禁止指令を行う
ためのシフトフラグをセットし加速モードへ移行する。

この加速モードは、坂道走行状態等に対応する負荷補償
開度を求め、平地一定加速度加速のためのスロットル開
度とによって一定の加速度で車両の加速を行うように目
標スロットル開度Ｔ６を設定する。さらに、減速のため
にコーストスイッチ１９がオン操作されると、ステップ
Ｓ２１のＹＥＳ判定によりコーストスイッチ動作処理Ｂ
を行う。このコーストスイッチ動作処理Ｂは、目標車速
Ｖｏを更新してコーストモードに移行する。このコース
トモードは、コーストスイッチ操作中は目標スロットル
開度Ｔｏを０に設定し、スロットル弁３を全閉にして減
速を行い、オフ時の実車速Ｖｎを目標車速ＶＯに設定し
て車速フィードバック制御に戻るものである。

さらに、ブレーキ操作で自動速度制御が解除された状態
で目標車速Ｖｏを元の設定値に再設定するためにリジュ
ームスイッチ１８がオン操作されると、ステップＳ２２
のＹＥＳ判定によりリジュームスイッチ動作Ｃに移行し
、元の目標車速Ｖｏに加速する間リジューム動作を保持
しく８２３）、リジュームスイッチ動作Ｃに移行する。

このリジュームスイッチ動作は、目標車速Ｖｏと実車速
Ｖｎとの偏差が収束していない場合には、前記加速モー
ドに移行して目標車速Ｖｏまで一定加速度での加速を行
うように目標スロットル開度Ｔｏ設定するものである。

次に、前記メインルーチンのステップＳ８における変速
規制制御の詳細は図示しないが、上記制御モード設定に
対応し、車速フィードバックモード■では、車速偏差（
Ｖｏ−Ｖｎ）とスロットル開度ＴＨに基づいてトルク余
裕を判断しつつ変速規制を行い、シフトダウン（４速票
止）、シフトアップ（４速許可）を設定する。例えば、
スロットル開度ＴＨが８０％より大きい場合にはトルク
余裕がないとして車速か収束していても３速（４速禁止
）とし、８０％以下でも車速か収束せず低く且つスロッ
トル開度ＴＨが６０％以上の場合にもトルク不足として
４速禁止とする制御を行い、変速楚止指令を出力する。

一方、加速モードでは、変速段をシフトダウンするよう
に４速禁止指令を出力し、またコーストモードも同様に
変速段をシフトダウンしてエンジンブレーキを高めるよ
うに４速禁止指令を出力する。さらに、リジューム動作
中の場合にも、車速偏差が大きい場合には、変速段をシ
フトダウンするように４速禁止指令を出力するものであ
る。

第７図は前記変速制御用コントローラ８Ｂによる自動変
速機５の変速制御における変速パターン読込み部分の要
部ルーチンを示す。まず、スロットルセンサ１３の出力
からスロットル開度ＴＨ。

実車速Ｖｎなどを入力しく５３０）、ステップＳ３１で
自動速度制御中か否かを判定し、この判定がＮＯで通常
のスロットル制御の場合には、ステップＳ３４．　　Ｓ
３５に進んでスロットル開度ＴＨと車速Ｖｎに対応して
変速段が設定されている変速パターンをサーチし、検出
スロットル開度ＴＨと実車速Ｖｎに基づいて変速パター
ンの該当ゾーンの変速段を読込み、変速信号を出力する
（　８３Ｂ）。また、自動速度制御のアクセル加速モー
ドの場合にも、Ｓ３２のＹＥＳ判定により上記と同様に
スロットル開度ＴＨと車速Ｖｎの信号に基づいて変速段
を設定する。

一方、自動速度制御中でアクセル加速中でない場合（Ｓ
３１．　５８２）には、アクセル操作がされていないこ
とから、ステップＳ３（で検出スロットル開度信号ＴＨ
を過去の所定回数の平均値ＴＨａを求めるフィルタ処理
を行って、振動成分を除去する。そして、前記ステップ
Ｓ３４．　　Ｓ３５に進んで、このスロットル開度の平
均値ＴＨａと車速Ｖｎとに基づいて変速パターンから変
速段を読込み、変速信号を出力するものである。

そして、上記自動速度制御中に、スロットル制御用コン
トローラ８Ａから、例えば、４速禁止指令信号が入力さ
れると、前記変速パターンから読み込んだ変速段が４速
であっても３速に設定してシフトダウン制御するもので
ある。

上記のような実施例により、運転者のアクセル操作に対
応してスロットル開度が制御されているスロットル制御
状態においては、スロットル開度信号の振動成分を除去
する信号処理は行わず、遅れを伴うことなく良好な応答
性でスロットル制御および変速制御を行う。また、定速
走行制御を含む自動速度制御では、変速制御に使用する
スロットル開度信号に対して振動成分を除去する信号処
理を行い、変速ハンチングの発生を防止することができ
る。

なお、上記実施例においては、定速走行制御以外でもス
ロットル開度を電気的に制御するスロットル制御手段を
備えた例について示したが、スロットル弁とアクセルペ
ダルとの機械的連係を保ったまま定速走行制御時にスロ
ットル開度を調整する構造についても本発明は適用可能
である。また、スロットル制御用コントローラと変速制
御用コントローラとは一体的に構成するようにしてもよ
い。

（発明の効果） 上記のような本発明によれば、定速走行制御手段による
スロットル開度調整で車速制御を行っているときには、
自動変速機の変速制御に使用するスロットル開度信号に
振動成分を除去する信号処理を施すようにしたことによ
り、変速ハンチングの発生を防止することができ、変速
制御が適切に行えるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を明示するための全体構成図、 第２図は一実施例における制御システム図、第３図はス
ロットル弁の開閉機構の概略構成図、第４図はスロット
ル制御用コントローラのブロック図、 第５図は他の実施例におけるスロットル制御用コントロ
ーラの全体の制御動作を示すメインフローチャート図、 第６図はその要部フローチャート図、 第７図は変速制御用コントローラの要部フローチャート
図である。 Ａ・・・・・・定速走行制御手段、Ｂ・・・・・・車速
設定手段、Ｃ・・・・・・車速検出手段、Ｄ、　　３・
・・・・・スロットル弁、Ｆ、　　５・・・・・・自動
変速機、Ｇ・・・・・・変速制御手段、Ｈ・・・・・・
信号処理手段、８Ａ、８Ｂ・・・・・・コントローラ、
１３・・・・・・スロットルセンサ、３３・・・・・・
フィルタ処理部。 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）実車速を目標車速に維持するようエンジンのスロ
   ットル開度を調整して定速走行制御を行う定速走行制御
   手段と、スロットル開度と車速またはこれに対応する速
   度に基づいて変速制御手段によって変速制御される自動
   変速機とを備えたパワープラントの制御装置において、
   前記定速走行制御手段の作動による定速走行制御中に、
   前記自動変速機の変速制御手段へ入力されるスロットル
   開度信号の振動成分を直接または間接的に除去するよう
   信号処理する信号処理手段を設けたことを特徴とするパ
   ワープラントの制御装置。