JPH0712797B2

JPH0712797B2 - 自動車の定速走行制御装置

Info

Publication number: JPH0712797B2
Application number: JP61074702A
Authority: JP
Inventors: 永久藤田; 至奥野; 忠志金子
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1986-04-01
Filing date: 1986-04-01
Publication date: 1995-02-15
Anticipated expiration: 2010-02-15
Also published as: JPS62231828A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、予め設定された目標車速を維持して車両を走
行させるように制御する自動車の定速走行制御装置に関
する。

（従来の技術）定速走行装置を備えた車両は従来から知られており、こ
のような定速走行装置を備えた車両では所定の運転状態
においては、運転者によって設定された車速すなわち、
目標車速で走行するように制御される。特開昭57−1914
31号公報にはこのような定速走行装置の例が開示されて
おり、この開示された定速走行装置では、目標車速を設
定する手段と、該設定された目標車速を記憶する手段
と、この記憶された目標車速と車両の実際の車速すなわ
ち、実車速との間の車速偏差の大きさに基づいて定速走
行制御を行う手段とを備えており、車両の実際の車速す
なわち、定速走行設定操作が行われた後、その目標車速
に達するまでに車両が加速状態あるいは減速状態を生じ
る場合には、その加速度、または、減速加速度が零にな
ったときの車速に目標車速を設定しなおすようにして実
車速が目標車速に収支する際のハンチングを防止できる
ようにしている。

（解決しようとする問題点）ところで、定速走行制御は、大幅な出力変化が生じない
定常運転状態において、行われるのが普通であり、たと
えば、加速状態あるいは、減速状態等の大きな車速変化
が生じるような場合には、解除されるようになってい
る。この場合、定速走行制御が解除される毎に新たに目
標車速を設定して定速走行制御を再開させるようにする
と、操作が煩雑化して運転者の負担を増大させる結果と
なる。

このような、事情に鑑み、定速走行をしている場合に運
転者が、アクセルペダル、あるいは、ブレーキペダルを
操作すると、定速走行制御を、自動的に解除し、その後
定常運転状態になると自動的に定速走行制御に復帰させ
るための復帰スイッチを備えた定速走行制御装置が従来
から知られている。しかし、非定常運転状態から定速走
行に復帰させる場合、実車速と目標車速との偏差が大き
い場合には、復帰時においてスロットル開度制御量が大
きくなり、これに起因してトルクショックが発生し乗員
に不快感を与えるという問題が生じる。

（問題を解決するための手段）本発明は、上記事情に鑑みて構成されたもので定速走行
に復帰する場合のトルクショックを極力緩和することが
でき、従って乗員に与える不快感を軽減することができ
る自動車の定速走行装置を提供することを目的としてい
る。

本発明の定速走行制御装置は吸気通路に設けられるスロ
ットル弁と、該スロットル弁の開度を調整するアクチュ
エータと、車両の実車速を検出する車速検出手段と、車
両の目標車速を設定する目標車速設定手段と、前記実車
速と目標車速との車速偏差を検出する偏差検出手段と、
前記偏差検出手段からの出力信号に応じてスロットル弁
の開度を算出するスロットル開度演算手段と、該スロッ
トル開度演算手段からの出力信号に基づいて実車速が目
標車速に収束するように前記アクチュエータを作動させ
てスロットル開度を制御するフィードバック制御手段と
を備えている。さらに、本発明の定速走行制御装置は、
前記フィードバック制御を解除した状態からフィードバ
ック制御を復帰する場合すなわち、定速走行制御に復帰
する場合にスロットル開度制御量を制限する復帰スロッ
トル開度制限手段とを備えている。

本発明の好ましい態様では、運転者がアクセルペダル、
あるいは、ブレーキペダル等を操作することによって定
速走行制御が解除されると、解除時の実車速が記憶され
る。そして、次に定速走行制御が復帰するとこの記憶さ
れた実車速が目標車速として設定され、この目標車速に
対してスロットル開度のフィードバック制御が行われる
ようになっている。この場合、本発明では、復帰時の目
標車速と実車速との偏差が大きく、従ってスロットル開
度制御量が大きくなるような場合には、スロットル開度
制御量制限するようにしている。

そして、このような場合には、定速走行制御の復帰後に
おいても、好ましくは、復帰時のスロットル開度制御量
を維持しつつ実車速を目標車速に対して収束させるよう
に制御される。

（発明の効果）本発明に制御によれば、スロットル開度制御量が不当に
大きくならないように定速走行制御の復帰条件が設定さ
れているとともに、復帰直後においてスロットル開度の
急激な変化が生じないように制御されるので、復帰時に
おけるトルクショックの発生を有効に防止することがで
きる。

（実施例の説明）以下、図面を参照しつつ本発明の実施例について説明す
る。

第１図には、本発明の１実施例に係る定速走行装置の制
御系が概略的に示されている。本例の車両１は、エンジ
ン２と、該エンジン２に連結される自動変速機３とを備
えており、該自動変速機３には車輪４を駆動するための
駆動軸５が接続される。エンジン２は通常の形式の吸気
系を備えており、この吸気系の吸気通路には燃焼室への
吸気量を制御するスロットル弁が設置される。このスロ
ットル弁の開度を調整するために、スロットルアクチュ
エータ６が設けられる。そして、本例の車両１は、好ま
しくはマイクロコンピュータを含んで構成されるコント
ローラ７を備えており、アクチュエータ６はコントロー
ラ７からの命令信号によって作動するようになってい
る。また、自動変速機３には、作動中の変速段を検出す
るギアポジションセンサ８が取りつけられており、検出
された変速段を示す信号はコントローラ７に入力される
ようになっている。

さらに変速機３には所定の変速段を選択的に作動させる
ための変速アクチュエータ９が取りつけられており、こ
のアクチュエータ９は、コントローラ７からの信号によ
って作動させられるようになっている。また、駆動軸５
には、パルス信号を発生する車速センサ10が取りつけら
れており、この車速センサ10からの車速を表す信号もコ
ントローラ７に入力される。さらに、コントローラ７に
は、運転者の操作によって与えられる各種スイッチから
の信号、すなわち、目標車速を増大させる加速スイッチ
11、目標車速を減少させる減速スイッチ12、定速走行制
御を再開させるための復帰スイッチ13、定速走行制御を
行う場合にオンになるメインスイッチ14、制御動作が行
われた場合には定速走行制御を解除するためのブレーキ
スイッチ15、及び自動変速機３がニュートラルになって
いる場合に定速走行制御を解除するトランスミッション
スイッチ16からの信号がそれぞれ入力される。

コントローラ７は、上記各種のスイッチからの信号を受
け入れるスイッチ入力回路17、車両の実車速を演算する
車速検出手段18、アクセルペダル19が操作されたとき、
その操作量すなわち、アクセル開度位置を検出するアク
セル位置検出手段20、該アクセル位置検出手段からの信
号に基づいて基本スロットル開度を演算する基本スロッ
トル開度演算手段21、路面の勾配を検出する勾配検出手
段22、上記スイッチ入力回路17及び車速検出手段18から
の信号に基づき、目標車速を設定する目標車速設定回路
23、上記目標車速設定回路23、及び勾配検出手段22から
の信号に基づいて車両の走行抵抗を予測する走行抵抗予
測手段24、目標車速設定回路23及び車速検出手段18から
の信号に基づき、車両の目標駆動力を演算する目標駆動
力演算手段25、さらに車速検出手段18、走行抵抗予測手
段24、及び目標車駆動力演算手段25からの信号に基づい
て自動変速機の適正な変速段を決定する変速判定手段2
6、をそれぞれ備えている。

また、コントローラ７は車速検出手段18、走行抵抗予測
手段24、目標駆動力演算手段25、及び上記変速判定手段
26からの信号に基づき、定速走行制御に必要な最終的な
スロットル開度制御量を演算する最終スロットル開度演
算手段27を備えており、この最終スロットル開度演算手
段27からの信号を、スロットル開度制御手段28を介して
スロットルアクチュエータ６に出力する。さらに、コン
トローラ７は変速判定手段からの信号に基づき自動変速
機の変速段を制御する変速制御手段29を備えており、こ
の変速制御手段29からの信号は変速アクチュエータ６に
入力されるようになっている。

また、コントローラ７は走行抵抗予測手段24及び目標駆
動力演算手段25からの信号に基づき目標空燃比を演算す
る目標空燃比演算手段30を備えており、目標空燃比演算
手段30からの信号は燃料噴射補正手段31に入力されて噴
射すべき燃料量の補正が行われ、燃料噴射補正手段31は
所定量の燃料噴射を行うように燃料噴射手段32に対して
命令信号を出力するようになっている。また、スロット
ル開度制御手段28からの信号は勾配検出手段22及び変速
判定手段26にも入力されるようになっている。

以下、本例の制御について説明する。

第２図には、本例の制御のメインフローチャートが示さ
れている。

コントローラ７はまず、システムを初期化するとともに
車速センサ10、ギアポジションセンサ８、アクセルペダ
ル19、加速スイッチ11、減速スイッチ12、復帰スイッチ
13、メインスイッチ14、ブレーキスイッチ15、及びトラ
ンスミッションスイッチ16等からの信号を読み込みこれ
らの信号をA/D変換する。次に、コントローラ７は、ア
クセル位置検出手段20によってA/D変換されたアクセル
位置信号を基本スロットル開度演算手段21により、基本
スロットル開度（THOBJB）を演算する。

次に、コントローラ７は、第３図及び第４図に示される
定速走行制御サブルーチンを実行した定速走行制御に必
要なスロットル開度量（THASC）を算出する。

そして、基本スロットル開度（THOBJB）と定速走行制御
用スロットル開度量（THASC）とを比較し、スロットル
開度量（THASC）が大きい場合には、該スロットル開度
量（THASC）を目標スロットル開度（THOBJ）に設定して
スロットル制御を行い、基本スロットル開度（THOBJB）
が大きい場合には、基本スロットル開度（THOBJB）を目
標スロットル開度（THOBJ）に設定して、スロットル制
御を行う。

つぎに、定速走行制御について説明すれば、第３図にお
いて、コントローラ７はメインスイッチ14、ブレーキス
イッチ15及びトランスミッションスイッチ16がオン（Ｄ
レンジ）の場合において定速走行制御（ここでは、自動
運転機能、すなわち、定速走行、加速、減速、復帰を含
めた制御と定義する。

定速走行制御開始の条件が成立すると、コントローラ７
は、目標車速設定条件が成立するかどうかを判定する。
この判定規準は、加速スイッチ11または、減速スイッチ
12が押されてから戻った時点をいう。従って、目標車速
設定条件を満足するのは、加速スイッチ11及び減速スイ
ッチ12の操作の最後の１回となる。目標車速設定条件を
満足している場合には、コントローラ７は、第７図に示
されるサブルーチンを実行し、目標車速（VSOBJ）を設
定して、定速走行制御を行う。

また、加速スイッチ11が操作されている場合は、コント
ローラ７はその操作ごとに目標車速（VSOBJ）を一定値
だけ増加させ、減速スイッチ12が操作されている場合に
は、その操作毎に一定値だけ減少させる。さらに、本例
の定速走行制御装置では、何らかの条件で、（例えば、
メインスイッチ14、ブレーキスイッチ15または、トラン
スミッションスイッチ16がオフになった場合、実車速
（VSR）が目標車速より、一定値（15Km/h以上ずれた場
合などがある。）定速走行制御を停止した状態から元の
状態に復帰させることができる。次ぎに、コントローラ
７は、第11図に示す復帰サブルーチンを実行する。ま
ず、復帰スイッチ13が押されているか判定し、押されて
いれば、FRESUMEを１にセットし復帰を開始する。（も
し復帰スイッチ13が押されなかった場合は、復帰しな
い。）定速走行制御復帰時において、トルクショックの
発生を極力抑えるように制御する。第11図において、コ
ントローラ７は、定速走行制御解除時の実車速を記憶し
ており、定速走行制御復帰に当たって、この記憶車速
（MRVS）と復帰時の実車速（VSR）との差の３分の１を
該実車速（VSR）に加えてこれを復帰時の目標車速（VSO
BJ）の初期値に設定して定速走行制御を再開する。そし
て、一旦定速走行制御が再開されるとその後は、目標車
速を一定値（DRES）ずつ増大させ、運転者によって設定
された当初の目標車速に到達した場合には、この復帰サ
ブルーチンによる制御を終了する。

つぎに、コントローラ７はタイマー設定時間毎に第６図
に示されるサブルーチンを実行して路面勾配を算出す
る。

つぎに、所定時間経過毎に以下に説明する定速走行制御
ルーチンを実行する。すなわち、所定時間経過したと
き、コントローラ７は第５図にしめされる割り込み実行
サブルーチンにより算出された実車速（VSR）と目標車
速（VSOBJ）とを比較し、続いて、実車速（VSR）と目標
車速（VSOBJ）との偏差（DEFVS）を演算する。

そして、車速偏差（DEFVS）が、所定値、本例では、15K
m/hを越えた場合、かつ、復帰状態フラグ（FRESUME）が
１または２でなかった場合、すわはち、復帰動作中であ
るかどうかを検出し、復帰動作中でなければ、定速走行
制御を停止するとともに、定速走行制御用スロットル開
度量（THASC）、目標車速（VSOBJ）及び積分要素パラメ
ータ（WKINT）を初期化する。

車速偏差（DEFVS）が15Km/h以内である場合には、最終
目標駆動力（TROBJ）を算出するための比例要素（Ｐ）
を計算する。この場合比例要素（Ｐ）は車速偏差（DEFV
S）に所定の比例データ（DP）を掛けることによって求
められる。続いて、目標車速（VSOBJ）が実車速（VSR）
より大きい場合には、目標駆動力（TROBJ）に比例要素
（Ｐ）を加え、実車速（VSR）が目標車速（VSOBJ）より
大きい場合には、目標駆動力（TROBJ）から、比例要素
（Ｐ）を減じるようにして現在の目標駆動力（TROBJ）
を修正する。

次に、コントローラ７は、最終目標駆動力（TROBJ）を
算出するために積分データ（DI）から積分要素（Ｉ）を
計算する。そして、上記比例制御と同様に目標車速（VS
OBJ）が実車速（VSR）より大きい場合には、積分要素パ
ラメータ（WKINT）に積分要素（Ｉ）を加え、実車速（V
SR）が目標車速（VSOBJ）よりも大きい場合には積分要
素パラメータ（WKINT）から、積分要素（Ｉ）を減じる
ようにして現在の目標駆動力（TROBJ）を修正する。

つぎに、自動変速機用のオイル温度により、動力伝達効
率が変化するため、コントローラ７は、上記オイル温度
に応じた補正係数Ｋ_Ｏを算出し、この補正係数Ｋ_Ｏを目
標駆動力（TROBJ）に乗じてこれを補正する。

つぎに、コントローラ７は第６図に示すサブルーチンか
ら求められた路面勾配と第５図のサブルーチンより求め
られた実車速（VSR）とを用いて第７図の割り込みサブ
ルーチンから得られる車両の予測抵抗（RLOAD）によ
り、さらに目標駆動力（TROBJ）を補正して、最終目標
駆動力（TROBJ）算出する。

つぎに、コントローラ７は第８図に示される変速制御サ
ブルーチンを実行して、現在の車両の走行状態に応じた
自動変速機の最適の変速段（GPR）を決定する。

さらに、コントローラ７は、第９図にしめされる空燃比
制御サブルーチンを実行して、目標空燃比（AFOBJ）と
理論空燃比との偏差すなわち、空燃比補正量Ｃ_AFを算出
するとともに、この空燃比補正量Ｃ_AFに基づいて空燃比
補正係数Ｋ_AFを算出する。

つぎに、コントローラ７は、上述の手順で得られた最終
目標駆動力（TROBJ）、実車速（VSR）及び最適変速段
（GPR）に基づいて定速走行制御用スロットル開度量（T
HASC）を算出する。この場合、コントローラ７は、最終
目標駆動力（TROBJ）、実車速（VSR）、及び定速走行制
御用スロットル開度量（THASC）との関係を示すマップ
を各変速段ごとに備えており、このマップを用いて当該
変速段における定速走行制御用スロットル開度量（THAS
C）を決定する。

そして、本例では、定速走行制御を行う場合には、空燃
比制御に基づく燃料増量すなわち、パワーエンリッチを
行わないこととしているので目標空燃比の値により、エ
ンジンがパワーエンリッチ領域にある場合には、パワー
エンリッチを行わないために生じる出力の低下傾向をス
ロットル開度制御により補うようにしている。すなわち
コントローラ７は、上記定速走行制御用スロットル開度
量（THASC）を空燃比補正係数Ｋ_AFにより補正して最終
的に定速走行制御用スロットル開度量（THASC）を決定
する。

第３図及び第４図の定速走行制御サブルーチンにより算
出された定速走行制御用スロットル開度量（THASC）は
第２図のメインルーチンにおいて所定の条件を充足する
場合には、目標スロットル開度（THOBJ）として採用さ
れ、第10図に示す割り込みルーチンの実行によりスロッ
トル弁開度が定速走行制御用スロットル弁開度量（THAS
C）に収束するようにスロットル開度制御手段すなわ
ち、スロットルアクチュエータ６を介してスロットル制
御が行われる。

つぎに、第３図及び第４図の定速走行制御サブルーチン
において使用される変数を求める手順について、説明す
る。

第５図には、車両の実車速（VSR）を求めるための割り
込みルーチンのフローチャートが示されている。コント
ローラ７は実車速（VSR）を算出するに当たって、車速
センサ10からのパルス信号を読み込んで車速パルス周期
（VST）を計測する。つぎに、この車速パルス周期（VS
T）を平均化処理して、実車速（VSR）を算出する。

第６図には路面勾配検出サブルーチンのフローチャート
が示されている。

第６図において、コントローラ７は、過去Ｔ秒間の平均
車速（VSE）及び、過去Ｔ秒間の平均スロットル開度（T
HAR）を計測する。つぎに、上記平均車速（VSE）及び平
均スロットル開度（THAR）に基づいてその間の平均駆動
力（TRACE）及び勾配がない状態での走行抵抗（RROAD）
を求める。

次に、コントローラは、平均駆動力（TRACE）と上記走
行抵抗（RROAD）との差を求め、この値を単位車両重量
当りに生じると予測される加速度すなわち、反想加速度
（ACCV）と設定する。

また、コントローラは、過去Ｔ秒間の車速変化（VSD）
を算出し、さらに単位時間当たりの速度変化すなわち、
平均加速度（ACCE）を求める。

そして、仮想加速度（ACCV）と平均加速度（ACCE）との
差を重力加速度で割って路面勾配（RAMP）を求める。

第７図には、車両の予測抵抗（RLOAD）、目標車速（VSO
BJ）、及び記憶車速（MRVS）を求めるサブルーチンが示
されている。

第７図において、コントローラ７は、第５図で得られた
実車速（VSR）及び第６図で求めた路面勾配（RAMP）に
基づき、マップを用いて予測走行抵抗（RLOAD）を求め
る。つぎに、積分要素パラメータ（WKINT）の初期値を
設定するとともに、実車速（VSR）を記憶車速（MRVS）
として所定の記憶場所に格納する。また、運転者によっ
て設定された車速値を目標車速（VSOBJ）として記憶す
る。

第８図を参照すれば、自動変速機３の変速段（GPR）を
設定するための、変速制御サブルーチンのフローチャー
トが示されている。

このルーチンにおいては、コントローラ７は、まず、ギ
アポジションセンサ８からの信号により、現在の変速段
（GPR）を検出する。つぎに、コントローラ７は、実車
速（VSR）と各変速段（GPR）での発揮し得る最大駆動力
（TRMAX）との関係を示すマップから当該変速段におけ
る最大駆動力（TRMAX）を求める。そして、当該変速段
の最大駆動力（TRMAX）が目標駆動力（TROBJ）より小さ
い場合にはその変速段を維持して所要の駆動力を確保す
るのは不可能であるので、変速機３の変速制御手段すな
わち、変速アクチュエータ９に対してシフトダウンを行
うように命令信号をおくる。

また、当該変速段の最大駆動力（TRMAX）が目標駆動力
（TROBJ）より大きい場合には、コントローラは、その
変速段における余裕駆動力（STR）すなわち、最大駆動
力（TRMAX）と目標駆動力（TROBJ）との差を計算し余裕
駆動力が一定値を越える場合には、余裕駆動力が十分で
あるとして、シフトアップ信号を変速アクチュエータ９
に出力する。なお、余裕駆動力が十分でない場合には、
変速段は変更されない。第９図には、空燃比制御サブル
ーチンのフローチャートが示されており、このルーチン
では、コントローラ７は、目標駆動力（TROBJ）及び実
車速（VSR）の値に基づき、マップを用いて目標空燃比
（AFOBJ）を求める。

そして、この目標空燃比（AFOBJ）の値により、現在の
運転状態がパワーエンリッチ条件を満足しているかどう
か、を判断する。この場合、コントローラ７は、目標空
燃比（AFOBJ）が所定値以上のとき、パワーエンリッチ
領域であると判断する。パワーエンリッチ条件を満足し
ている場合には、理論空燃比と目標蔵空熱比との偏差す
なわち、空燃比補正量Ｃ_AFを計算し、この空燃比補正量
Ｃ_AFの値に応じて、目標空燃比（AFOBJ）を補正する空
燃比補正係数Ｋ_AFをマップを用いて求める。しかし、本
例の制御では、定速走行制御を行う場合には、パワーエ
ンリッチを行わないこととしていので、燃料噴射手段に
対してパワーエンリッチ禁止信号をおくる。従って、本
例の制御では、エンジンが出力不足を生じるようなエン
リッチ領域に入っていても、燃料噴射手段に対する燃料
増量制御は行われず、不足出力の補填は、スロットル開
度制御によっておこなわれる。

なお、目標空燃比（AFOBJ）の値がパワーエンリッチ条
件を満足していない場合には、コントローラ７は、空燃
比補正係数Ｋ_AFを1.0に設定する。

以上のように、本例の定速走行制御においては定速走行
制御の復帰時において目標車速の急激な変化が生じない
ように制御するようにしているので、スロットル開度の
急激な変化を抑制することができ、従って復帰時のトル
クショックの発生を有効に抑えることができる。また、
本例では、スロットル開度を従来のように単純に車速偏
差に応じて制御するのではなく、運転状態に応じた目標
駆動力をもとめその目標駆動力の大きさに応じて制御さ
れるようになっているので、収束性の良好な定速走行制
御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の１実施例に係る定速走行装置の制御
系統図、第２図は、第１図の装置を用いた制御のメイン
ルーチンのフローチャート、第３図及び第４図は本発明
の１実施例に係る定速走行制御を行うためのサブルーチ
ンのフローチャート、第５図は、実車速を算出するため
の割り込みルーチンのフローチャート、第６図は、路面
勾配を計算するためのサブルーチンのフローチャート、
第７図は、車両の予測走行抵抗、目標車速、記憶車速を
算出するためのサブルーチンのフローチャート、第８図
は、走行状態に応じて最適の変速段を計算する変速制御
サブルーチンのフローチャート、第９図は、空燃比補正
係数を求めるための空燃比制御サブルーチンのフローチ
ャート、第10図は、スロットル開度制御実行ルーチンの
フローチャート、第11図は、定速走行制御の復帰時の制
御を行う復帰制御サブルーチンのフローチャートであ
る。１……車両、２……エンジン、３……自動変速機５……駆動軸、６……スロットルアクチュエータ７……コントローラ、８……ギアポジションセンサ、９……変速アクチュエータ、 10……車速センサ、11……加速スイッチ、 12……減速スイッチ、13……復帰スイッチ、４……メインスイッチ、 15……ブレーキスイッチ、 16……トランスミッションスイッチ、 19……アクセルペダル、32……燃料噴射手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸気通路に設けられるスロットル弁と、該
スロットル弁の開度を調整するアクチュエータと、車両
の実車速を検出する車速検出手段と、車両の目標車速を
設定する目標車速設定手段と、前記実車速と目標車速と
の車速偏差を検出する偏差検出手段と、前記偏差検出手
段からの出力信号に応じてスロットル弁の開度を算出す
るスロットル開度演算手段と、該スロットル開度演算手
段からの出力信号に基づいて実車速が目標車速に収束す
るように前記アクチュエータを作動させてスロットル開
度を制御するフィードバック制御手段と、前記フィード
バック制御を解除した状態からフィードバック制御を復
帰する場合にスロットル開度制御量を制限する復帰スロ
ットル開度制限手段とを備えたことを特徴とする自動車
の定速走行制御装置。