JPH0712801B2

JPH0712801B2 - 自動車の定速走行制御装置

Info

Publication number: JPH0712801B2
Application number: JP61074706A
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: JPS62231825A

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。このような定速
走行制御装置では、適宜変速操作を行って、走行条件の
変化にかかわらず、目標車速を維持できるように最適の
変速段を選択することが望ましい。特開昭57−19317号
公報には、自動変速機の変速制御を含めた定速走行制御
装置が開示されており、この装置では、オーバードライ
ブでの定速走行状態において上り坂での車速低下を防止
するため車速が目標車速よ所定値だけ低下したときオー
バードライブを解除し車速が目標車速まで回復したとき
オーバードライブに復帰されるようになっている。そし
て、この開示された装置では、タイマーを用いて変速段
の切り換え頻度を減少させ運転者に与える不快感を軽減
するようにしている。

（解決しようとする問題点）上記特開昭57−19317号公報に開示される定速走行装置
は、車両が上り坂を走行する場合のように、車速が低下
する走行状態での問題に対しては有効に機能し得るもの
であるが、車両が下り坂を走行する場合のように、車速
が増大するような走行状態については、考慮されておら
ず、従ってこのような場合には、適正な定速走行制御を
行うことができないものである。

（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特に、下
り勾配を走行する場合のように車速の増加傾向が生ずる
走行状態において、適正な変速制御を行って設定された
目標車速に維持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基づきスロットル弁
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を
備えている。

さらに、本発明においては、自動変速機の変速制御と組
み合わせてスロットル開度による定速走行制御をおこな
うようになっており、スロットル開度制御のみによって
目標車速を維持することが困難な走行状態では、適宜自
動変速機の変速操作を行って車速を制御するようになっ
ている。

すなわち、本発明の定速走行制御装置は、前記スロット
ル開度のフィードバック制御が行われている場合すなわ
ち、定速走行制御が行われている場合においてスロット
ル開度が所定値以下になっており、かつ実車速が目標車
速を越えたとき、シフトダウンする変速制御手段を備え
ている。

なお、本発明の好ましい態様では、まず、実車速と目標
車速との車速偏差が求められ、次にこの偏差と車両の走
行状態すなわち、路面の勾配、路面抵抗等を勘案して車
両を目標車速に到達させるために必要な駆動力が求めら
れる。そして、この駆動力の大きさに応じてスロットル
弁の開度が決定され、実車速が目標車速に収束するよう
にアクチュエータを介してスロットル弁の開度が制御さ
れるようになっている。

この場合、好ましくは、本発明の定速走行装置は、目標
車速と車速偏差の大きさとに応じた目標車速に収束させ
るに必要な駆動力のマップを備えており、このマップに
基づいて基本的な必要駆動力の値が得られるようになっ
ている。そして、スロットル開度制御量は、マップから
得られた駆動力の値を走行状態を考慮して補正すること
によって得られる最終的な目標駆動力に基づいて決定さ
れる。

（発明の効果）定速走行制御において、たとえば、下り坂を走行する場
合のように、スロットル開度を小さくして発生出力を抑
えても、実車速が目標車速を越えてしまう場合がある。
本発明では、このように車速の増大傾向が抑制できず、
従ってスロットル開度のフィードバック制御だけでは、
目標車速に収束させることが困難な場合には、自動変速
機をシフトダウンするようにしている。このようにすれ
ば、低速側変速段ではエンジンブレーキ効果が高速側変
速段よりも大きいので有効に車速の増加傾向を抑えるこ
とができる。従来では、自動車のような走行状態におい
て、実車速が目標車速から大幅に逸脱するような場合に
は、定速走行制御を停止するようになっていたが、本発
明のように変速制御を行うことにより、自動車のような
場合であっても目標車速を維持することができるので、
定速走行制御を継続して行うことができる。すなわち、
本発明により、定速走行制御の適用範囲を拡大すること
ができるものである。

（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、制動動作が行
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2
3、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
て自動変速機の適性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９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
て燃料噴射補正手段31は、所定量の燃料を噴射するよう
に燃料噴射手段32に対して、命令信号が出力するように
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（ブレーキ不作動時オン）及びトランスミッシ
ョンスイッチ16（ニュウトラルでなくいずれかの変速段
に入っている時オン）がオンになっており、かつ減速ス
イッチ12、または、加速スイッチ11が操作中でない場合
において定速走行制御を行うようになっている。

車両が上記定速走行制御開始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、復帰
スイッチ13が操作された場合には、所定のメモリに記憶
されている記憶車速（MRVS）を目標車速（VSOBJ）に設
定して定速走行制御を開始する。

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を越えた場合には、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
も大きい場合には、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（TROB
J）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、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。

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。

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９図に示す割り込みルーチンの実行によりスロッ
トル開度が定速走行制御用スロットル開度量（THASC）
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、加工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）を計算する。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７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
量当たりに生じると予測される加速度すなわち、仮想加
速度（ACCV）と設定する。

また、コントローラ７は、過去Ｔ秒間の車速変化（VS
D）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）の所期値を
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、実車速（VSR）と目標車速
（VSOBJ）とを比較し、実車速（VSR）が目標車速（VSOB
J）を越えている場合には、スロットル開度を判断す
る。そして、スロットル開度が全閉に近い所定値以下に
なっている場合には、コントローラ７は、変速アクチュ
エータ９に対してシフトダウン信号を出力する。また、
実車速（VSR）が目標車速（VSOBJ）より小さい場合に
は、コントローラ７は、実車速（VSR）と各変速段（GP
R）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７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。

以上のように、本例の定速走行制御においてはスロット
ル開度を全閉に近い状態に制御しても、車速が目標車速
（VSOBJ）を越えるような走行状態では、シフトダウン
を行うようにしている。これによって、高速側変速段よ
りも大きな低速側変速段のエンジンブレーキ効果を利用
して、車両の加速傾向を有効に抑制することができ、従
って、車両が下り坂を走行するような場合であっても、
安定した定速走行制御を行うことができる。

なお、上記のような走行状態において、車両加速度の変
化に着目して、車速を抑制するためのシフトダウン制御
を行うようにすることもできる。この場合には、たとえ
ば、500ms毎に車速変化を検出し車両の加速度が所定値
を越え、かつ実車速（VSR）目標車速（VSOBJ）よりも大
きい場合にシフトダウンを行うようにすればよい。

【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、スロットル
開度制御実行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、14……
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基づき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、前記スロット
ル開度のフィードバック制御が行われている場合におい
てスロットル開度が所定値以下になっており、かつ実車
速が目標車速を越えたとき、シフトダウンする変速制御
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。