JPH0356930B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は車両の速度を運転手の希望する速度
に維持することを目的とした車両用定速走行装置
に関するものである。

従来この種の定速走行装置では運転手の設定し
た設定速度と現実の走行速度との差を検出し、そ
の速度偏差に対応して機関の出力を制御するよう
に構成されているが、路面勾配等、種々の走行条
件下において車両を所望の設定速度に精度良く制
御し、かつ優れた乗心地を得ることが難しいとい
う欠点を有していた。たとえば過給機付内燃機関
を装着した車両が平坦路を走行している時に、速
度偏差と乗心地がほぼ満足できるよう制御系ゲイ
ンを設定すると、上り坂を走行する場合には、ス
ロツトルバルブの開度が増加して過給効果による
機関の出力増加が車両の走行抵抗の増加を上まわ
るので、車両のゲインが上がり、車両がハンチン
グを起こして速度偏差が大きくなり乗心地が悪化
するという欠点を有していた。

この発明は上記欠点を解消し、走行中の機関の
高出力を検出し、機関の出力状態に対応して制御
系のゲインを可変することにより、走行中の機関
の出力状態にかかわらず良好な定速走行制御性能
を提供することを目的としている。

以下この発明の一実施例を第１図〜第２図につ
いて説明する。第１図は車両用内燃機関１に本発
明装置を実施した一例を示している。この装置
は、内燃機関１の吸気管２内に設けたスロツトル
バルブ３を作動させるアクチユエータ１０と速度
検出器２０、セツトスイツチ３０、キヤンセルス
イツチ４０、機関の高出力検出器５０の各作動に
応答してアクチユエータ１０を作動させる制御回
路１００により構成されている。

速度検出器２０は車両用変速機４内の車輪駆動
軸に対し一定の比率で回転する速度計可撓軸に組
付けた永久磁石２１と、永久磁石２１に磁気的に
連結するように配置したリードスイツチ２２を有
しており、永久磁石２１の回転によりリードスイ
ツチ２２が開閉作動を繰返し、車速に比例した周
波数の速度パルス信号を発生する。セツトスイツ
チ３０は常開型で所望の設定車速にて閉成された
とき本発明装置に設定車速をセツトするためのセ
ツト信号を発生する。キヤンセルスイツチ４０
は、手動式変速機の場合、図に示すように、互い
に並列接続したブレーキスイツチ４１、クラツチ
スイツチ４２を有し（自動変速機の場合はブレー
キスイツチ４１及びニユートラルスイツチ）、各
スイツチはそれぞれ常開型スイツチにより構成さ
れている。ブレーキスイツチ４１、クラツチスイ
ツチ４２（ニユートラルスイツチ）は、車両用ブ
レーキペダル、クラツチペダル（セレクトバー）
の操作に応答して閉じるようそれぞれ配置されて
おり、各スイツチの閉成により本発明装置の作動
を停止させるための停止信号が発生する。

高出力検出器５０は、内燃機関１１の吸気管２
圧力を検出する圧力検出回路５１と、内燃機関１
の機関回転数を検出する機関回転数検出回路５２
と、内燃機関の出力を演算する機関出力演算回路
５３を備えている。

制御回路１００は第２図に示すように、所定の
時間間隔にて第１クロツク信号を発生する第１ク
ロツク信号発生回路１１０と、第１クロツク信号
を計数して速度パルスカウンタ１３０、車速記憶
回路１４０、速度差演算回路１５０、出力信号発
生回路１６０を制御するためのタイミング信号を
一定時間毎に出力するタイミング信号発生回路１
２０を備えている。また制御回路１００は、制御
回路１００のゲインを決定する第２クロツク信号
発生回路１７０及び第３クロツク信号発生回路１
８０を備え、高出力検出器５０からの出力信号に
応答して出力信号発生回路１６０へ付与するクロ
ツク信号を切替えるクロツク信号切替回路１９０
を備えている。速度差演算回路１５０は車速記憶
回路１４０の実車速記憶部１４１の車速と設定車
速記憶部１４２の車速を比較し、出力信号発生回
路１６０へ速度差信号を出力する。初期設定信号
発生回路２１０はセツトスイツチ３０からのセツ
ト信号に応答して、定速走行開始時におけるスロ
ツトルバルブ３の開度を設定するための初期設定
信号を発生する。駆動回路２００は出力信号発生
回路１６０からの出力信号に応答してアクチユエ
ータ１０を駆動する駆動信を発生する。アクチユ
エータ１０は制御回路１００から出力される増速
信号又は減速信号に応答して正転又は逆転する直
流モータ１１と、直流モータ１１に取付けられた
ウオーム１２ａ及コイル１５を内蔵するウオーム
ホイール１２ｂで構成される減速機構１２と、直
流モータ１１の駆動力を伝達する電磁クラツチ
と、スロツトルリンク８に連結するケーブル５を
巻取るセクタ（扇形）板１４を備えている。電磁
クラツチ板１３は制御回路１００からの電磁クラ
ツチ接続信号を付与されて動作し、直流モータ１
１の駆動力をセクタ板１４に伝達するが、上記電
磁クラツチ接続信号が停止されると、電磁クラツ
チ板１３はウオームホイール１２ｂから開放され
てスロツトルバルブ３の閉状態位置まで復帰す
る。

次に上述のように構成された車両用定速走行装
置の動作について説明する。定速走行中は内燃機
関１のシリンダ内に供給すべき混合気の量をスロ
ツトルバルブ３の開度を調節して車両を所望の一
定速度で走行させているが上記スロツトルバルブ
３の開度はスロツトルリンク８、ケーブル５を介
してアクチユエータ１０の直流モータ１１の回転
動作により制御される。定速走行以外の通常走行
時においては、通常のアクセルペダル６の動きが
スロツトルリンク８を介してスロツトルバルブ３
に伝えられる。当該車両が本発明装置の作動準備
完了状態下にて平坦路を走行しているものとすれ
ば、車速検出器２０は車速に比例した周波数（例
えば車速60Km／ｈにて周波数42.5Hz）の速度パル
ス信号を速度パルスカウンタへ付与する。タイミ
ング信号発生回路１２０は第１クロツク信号発生
器１１０からの第１クロツク信号の計数開始と同
時に速度パルスカウンタ１３０へ速度パルス信号
計数開始のタイミング信号を付与する。次にタイ
ミング信号発生回路１２０は第１クロツク信号を
n₁計数後、速度パルスカウンタ１３０へ速度パル
ス信号計数終了のタイミング信号を付与すると同
時に、車速記憶回路１４０の実車速記憶部１４１
へ実車速を記憶するタイミング信号と、速度差演
算回路１５０へ実車速と設定車速の速度差を演算
を開始するタイミング信号を出力する。その後、
第１クロツク信号を計数開始からn₂（n₁＜n₂）計
数後、出力信号発生回路１６０へ車速修正を行な
うための修正信号を出力するタイミング信号を出
力する。第１クロツク信号計数開始からn₃（n₁＜
n₂＜n₃）計数後、タイミング信号発生回路１２０
の第１クロツク信号計数値が０にリセツトされ、
車速修正の１サイクルが終了し、次の車速修正の
１サイクルが開始される。換言すれば第１クロツ
ク信号の周波数をf₁とすれば、速度パルス信号計
数時間はn₁／f₁、実車速に対応する車速信号の記
憶および設定車速と実車速の差の演算を行なう時
間は（n₂−n₁）／f₁車速修正周期はn₃／f₁となる。

速度パルスカウンタ１３０はタイミング信号発
生回路１２０から速度パルス計数開始のタイミン
グ信号を付与されて速度パルス信号の計数を開始
し、計数終了のタイミング信号を付与されて計数
を終了する。次に速度パルスカウンタ１３０は速
度パルス信号の計数値n_vを車速信号として車速記
憶部１４０の実車速記憶部１４１へ付与し、計数
値を０にリセツトする。車速記憶部１４０の実車
速記憶部１４１は記憶内容をクリアして速度パル
スカウンタ１３０からの速度パルス計数値n_vを新
たに記憶する。本発明装置の作動準備完了下にお
いては、常に新しい速度パルス計数値が実車速記
憶部１４１へ記憶されている。

このような状態にて車両が所望の設定車速に達
した時セツトスイツチ３０を閉じると、セツト信
号が生じ、車速記憶回路１４０および初期設定信
号発生回路２１０へ付与される。車速記憶回路１
４０においてはセツト信号に応答して実車速記憶
部１４１の速度パルス計数値n_V＝n_VSが設定車速
記憶部１４２に記憶され、初期設定信号発生回路
２１０へ設定車速信号を付与する。初期設定信号
発生回路２１０はセツトスイツチ３０からのセツ
ト信号に応答して車速記憶部１４０からの設定車
速信号に対応した初期設定信号を出力信号発生回
路１６０へ付与する。初期設定信号はクロツク信
号切替回路１９０で選択されたクロツク信号を計
数すべき設定値n_Sで車速に対応して予め初期設定
信号発生回路２１０に設定された値から選択され
て出力される。

ところで車両が平坦路で車速100Km／ｈ等まで
の常用速度域で走行しているときは、内燃機関１
は高出力状態に達することはなく、高出力検出器
５０は高出力信号をクロツク信号切替回路１９０
へ付与しない。クロツク信号切替回路１９０は高
出力信号が付与されないとき通常の出力状態と判
断して第２クロツク信号発生回路１７０からの第
２クロツク信号を選択して出力信号発生回路１６
０へ付与する。出力信号発生回路１６０は前記初
期設定信号が付与されると、クロツク信号切替回
路１９０で選択された第２クロツク信号の計数を
開始すると同時に増速信号、電磁クラツチ接続信
号を駆動回路２００へ付与する。出力信号発生回
路１６０の第２クロツク信号の計数値が初期設定
信号の設定値n_Sに達したとき第２クロツク信号の
計数を終了すると同時に増速信号を駆動回路２０
０へ付与するのを停止する。みたがつて第２クロ
ツク信号の周波数をf₂とするとn_S／f₂の時間増速
信号が駆動回路２００へ付与されたことになる。
駆動回路２００は増速信号を付与されている時間
アクチユエータ１０の直流モータ１１を正転させ
る。また駆動回路２００は電磁クラツチ接続信号
を付与されてアクチユエータ１０のウオームホイ
ール１２ｂ内のコイルに通電して電磁クラツチ板
１３を吸引するので、直流モータ１１の駆動力が
伝達され直流モータ１１の回転にともなつてセク
タ板１４が回転してスロツトルバルブ３が開き始
める。スロツトルバルブ３は増速信号が停止され
るまで開き、増速信号が停止された後も電磁クラ
ツチ接続信号は引続き付与されているので、電磁
クラツチ板１３は接続されたままで、ウオーム減
速機構の自動締まり作用により、セクタ板１４は
逆転せず、スロツトルバルブ３の開度が初期設定
信号に対応する値に設定され、車両が所望の設定
速度を維持する。

しかし、車両が勾配の急な上り坂（例えば５％
以上）を走行しているときは、内燃機関１は高出
力状態に達しているので、高出力検出器５０は高
出力信号をクロツク信号切替回路１９０へ付与す
る。クロツク信号切替回路１９０は高出力信号を
付与されて高出力状態と断断して第３クロツク信
号発生回路１８０からの第３クロツク信号を選択
して出力信号発生回路１６０へ付与する。出力信
号発生回路１６０は前記通常出力状態と同様の動
作を行なうが、そのときの増速信号出力の時間は
第３クロツク信号の周波数をf₃とするとn_S／f₃と
なる。

前記第２クロツク信号および上記第３クロツク
信号の周波数f₂，f₃は後述する速度修正の制御性
が最適となるよう設定される。

前記の平坦路走行において、車両に対する走行
抵抗が車速設定時から変化しなければ、次期速度
パルスカウンタ１３０の速度パルス計数値n_Vも変
化しない。したがつて実車走記憶部１４１の記憶
内容が更新されてもその計数値はまた同一のn_Vが
記憶される。速度差演算回路１５０はタイミング
信号発生回路１２０からの演算開始タイミング信
号に応答して車速記憶回路１４０の設定車速記憶
部１４２の速度パルス計数値n_VSから実車速記憶
部１４１の速度パルス計数値n_Vを減算し速度差信
号εを出力信号発生回路１６０へ付与するが、こ
こではn_VS＝n_Vであるので、εは０となる。出力
信号発生回路１６０はε＝０が付与されると増速
信号、減速信号のどちらも駆動回路２００に付与
しないが、電磁クラツチ接続信号は引続き駆動回
路２００に付与しているので、前述のようにスロ
ツトルバルブ３の開度が一定に保持されて車両の
速度も変化しない。

つぎに車両の走行抵抗の増大により車速が低下
し始めると速度検出器２０からの速度パルス信号
の周波数も、車速の変化に比例して低下する。速
度パルスカウンタ１３０は車速設定時より減少し
た計数値n_V1を車速記憶回路４０へ付与する。車
速記憶回路４０の実車速記憶部１４１はタイミン
グ信号発生回路１２０からの記憶タイミング信号
に応答して新しい速度パルス計数値n_V1を記憶す
る。速度差演算回路１５０は前記と同様に減算を
行ない計数差ε（＝n_VS−n_V1＞０）を出力信号発
生回路１６０へ付与する。出力信号発生回路１６
０はタイミング信号発生回路１２０からの修正信
号出力タイミング信号に応答し、クロツク信号切
替回路１９０で選択された第２クロツク信号の計
数を開始すると同時に増速信号を駆動回路２００
へ付与する。出力信号発生回路１６０の第２クロ
ツク信号の計数値が計数差εに達したとき第２ク
ロツク信号の計数を終了すると同時に増速信号を
駆動回路２００への付与を停止する。したがつて
ε／f₂の時間増速信号が駆動回路２００へ付与さ
れたことになり、速度偏差に比例した修正信号を
出すことができる。しかし前記のように、車両が
勾配の急な上り坂を走行するようになると、スロ
ツトルバルブ３の開度が増加し、内燃機関１に装
着された過給機７の働きにより、内燃機関１の吸
気管２圧力は上昇する。このことにより内燃機関
１のシリンダ内に供給される混合気量が増加し、
高出力が得られる。高出力検出器５０の圧力検出
回路５１は予め設定された高出力検出下限の圧力
を越えたとき、クロツク信号切替回路１９０へ高
出力信号を付与する。高出力検出下限圧力は内燃
機関１の機関回転数を機関回転数検出回路５２に
て検出し、可変とするのが望ましいが、機関回転
数検出回路５２を省略し、機関回転数にかかわら
ず一定としても実用上問題はない。高出力検出回
路５０から高出力信号を付与されたクロツク信号
切替回路１９０は高出力時用の第３クロツク信号
発生回路１８０からの第３クロツク信号を選択し
て出力信号発生回路１６０へ付与する。高出力時
に前記車速の低下が発生すると出力信号発生回路
１６０は第３クロツク信号を計数してε／f₃の時
間増速信号を駆動回路２００へ付与する。したが
つて速度偏差が同一でも、内燃機関１の出力状態
に応じて増速信号を付与する時間を変えることが
できる。駆動回路２００は増速信号を付与されて
アクチユエータ１０の直流モータ１１を正転させ
る。その結果、減速機構１２にて直流モータ１１
の回転が減速され、セクタ板１４の回転にともな
つてスロツトルバルブ３開度が増加し、車速が上
昇する。

なお、以上の説明では、車速が負荷の増加によ
り低下した場合について説明したが、車速が負荷
の減少により上昇する場合についても実質的に同
様の作用となるのでその説明は省略する。

ここで前記スロツトルバルブ３開度の変化量を
決定する要因として、速度偏差、直流モータ１１
の通電時間、直流モータ１１特性、減速機構１２
の減速比、スロツトルリンク８の負荷等種々ある
が、速度偏差と、スロツトルバルブ３開度の修正
量の比率は第２クロツク信号周波数及び第３クロ
ツク信号周波数を調整して定速走行制御性能が最
適となるよう決定される。第２クロツク信号周波
数は通常平坦路で使用頻度の多い80Km／ｈ等の速
度域において車両ゲインを考慮して決定される。
第３クロツク信号周波数は急勾配の上り坂等で内
燃機関１の機関出力が高出力状態にあることを高
出力検出器５０が検出している走行条件において
車両ゲインを考慮して決定される。

定速走行装置を解除する場合には、車両のブレ
ーキペダルを操作することにより達成される。ブ
レーキペダルの操作に応答してブレーキスイツチ
４１が閉となりキヤンセル信号を出力信号発生回
路１６０へ付与する。出力信号発生回路１６０は
キヤンセル信号を最優先で受付け、電磁クラツチ
接続信号の付与を停止するとともに連続的に減速
信号を駆動回路２００へ付与する。駆動回路２０
０はアクチユエータ１０のウオームホイール１２
ｂ内コイルへの通電をしや断するため、電磁クラ
ツチ板１３が開放される。このためスロツトルバ
ルブ３はスロツトルリンク８のリターン力により
瞬間的に最小開度まで戻り安全に減速することが
できる。上記電磁クラツチ板１３が開放されない
場合でも駆動回路２００は直流モータ１１を逆転
しているのでスロツトルバルブ３は最小位置まで
戻ることができる。

以上詳述したように、この発明によれば走行中
の過給機付機関の高出力を検出し、機関の通常出
力状態と高出力状態においてそれぞれの制御系の
ゲインを自動的に変えることにより、走行中の機
関の出力状態にかかわらず、この車両の速度制御
性能を著しく向上し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す構成図、第
２図は制御回路の詳細を示す構成図である。 １…内燃機関、２…吸気管、３…スロツトルバ
ルブ、１０…アクチユエータ、２０…車速検出
器、５０…高出力検出器、１４０…車速記憶回
路、１５０…速度差演算回路、１６０…出力信号
発生回路、１９０…クロツク信号切替回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 車両用内燃機関の吸気管に設けたスロツトル
   弁の開度を制御する制御手段と、車両の走行速度
   に応答して車速信号を発生する車両速度検出手段
   と、車両を所望の設定速度にて定速走行させるた
   め設定車速記憶手段と、上記車両速度検出手段か
   らの実車速と上記設定車速記録手段の設定車速を
   比較し、その速度偏差に対応して上記制御手段を
   制御する信号を発生する制御信号発生手段と、過
   給機を装着した上記車両用内燃機関の上記過給機
   動作時の出力が所定出力を越えたとき高出力信号
   を発生する高出力検出手段とを備え、上記高出力
   信号に応答して上記制御信号発生手段のゲイン
   を、定速走行を可能とするように変えることを特
   徴とする車両用定速走行装置。