JPH07304350A - 車両用定速走行制御装置 - Google Patents

車両用定速走行制御装置

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JPH07304350A
JPH07304350A JP6096714A JP9671494A JPH07304350A JP H07304350 A JPH07304350 A JP H07304350A JP 6096714 A JP6096714 A JP 6096714A JP 9671494 A JP9671494 A JP 9671494A JP H07304350 A JPH07304350 A JP H07304350A
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2552/00Input parameters relating to infrastructure
    • B60W2552/15Road slope, i.e. the inclination of a road segment in the longitudinal direction

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  • Controls For Constant Speed Travelling (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 定速走行による降坂時の車速ハンチングを最
小限に抑制して乗り心地の更なる向上を図る。 【構成】 目標車速と実車速との偏差に基づいて、目標
車速に実車速を一致させるようエンジンの出力を制御す
るフィードバック制御手段10,34を備えた車両用定
速走行制御装置において、車両の駆動トルクを推定する
推定手段11と、推定された駆動トルクの正負を判定す
る判定手段11と、この判定手段11の判定結果に応じ
て、フィードバック制御手段による制御の車速フィード
バックゲインを設定する設定手段11とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両の実車速を乗員に
よって設定された目標車速に維持して走行を行う車両用
定速走行制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、乗員の操作に応じて設定された目
標車速と、車速センサにて検出された車両の実車速との
偏差に基づいて、実車速が目標車速に一致するようエン
ジンの出力を制御する車両用定速走行制御装置が知られ
ている。
【0003】この種の定速走行制御装置では、定速走行
によって急な下り坂を走行する場合にスロットル開度
(エンジン出力制御値)を小さくして車速の増加を抑え
ているが、多くのものは、スロットル開度が所定値以上
小さくなるとエンジンへの燃料の供給をカット(以下、
燃料カット)する構成となっている。図8(a)はスロ
ットル開度がゼロになると燃料カットが作動する例を示
しており、この燃料カットの作動により、駆動軸トルク
に段差が生じて実車速が急激に減少し、目標車速を大き
く下回ることになり易い。実車速が目標車速を大きく下
回ると、増速する必要性から燃料カットが解除され、実
車速がある程度増加するとそれ以上の増加を抑えるため
にスロットル開度が小さくなり、再び燃料カットが発生
する。この繰り返しにより、長い下り坂を定速走行する
場合には、燃料カットに起因する大きな車速ハンチング
が発生し、乗り心地が悪化するという問題がある。
【0004】そこで、例えば特開昭62−163834
号公報に開示された定速走行制御装置では、エンジンへ
の燃料カットの有無を検出し、図8(b)に示すように
燃料カットされたことが検出されると(例えばスロット
ル開度がゼロになると)、所定時間だけ定速走行制御時
の車速フィードバックゲインKをKHiからKLoに低下さ
せる制御を行っている。車速フィードバックゲインKが
低下すると、一定速度を維持するためのスロットル開度
の変化が通常よりも緩慢になり、燃料カットの解除時期
を遅らせることができるので、車速ハンチングの周期が
長くなって乗り心地の悪化が抑制される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に開示された定速走行制御装置は、燃料カットがなさ
れたことを検出してから所定時間だけ車速フィードバッ
クゲインKを低下させるものであり、燃料カットの開始
時期を遅らせるものではない。加えて燃料カット開始か
ら所定時間が過ぎると強制的に通常通りの車速フィード
バックゲインK、つまりスロットル開度が鋭敏に変化す
る状態に戻ってしまい、このとき依然として下り坂が続
いている場合には即座に燃料カットが再度発生してしま
う。このため、車速ハンチングの抑制効果が十分でな
く、乗り心地を十分に向上させることができない。
【0006】本発明の目的は、定速走行による降坂時の
車速ハンチングを最小限に抑制して乗り心地の更なる向
上を図った車両用定速走行制御装置を提供することにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、目標
車速と実車速との偏差に基づいて、目標車速に実車速を
一致させるようエンジンの出力を制御するフィードバッ
ク制御手段を備えた車両用定速走行制御装置に適用され
る。そして、車両の駆動トルクを推定する推定手段と、
推定された駆動トルクの正負を判定する判定手段と、こ
の判定手段の判定結果に応じて、フィードバック制御手
段による制御の車速フィードバックゲインを設定する設
定手段とを具備し、これにより上記問題点を解決する。
請求項2の発明は、目標車速と実車速との偏差に基づい
て、目標車速に実車速を一致させるためのエンジン出力
制御値を演算する演算手段と、演算された制御値に基づ
いてエンジン出力を制御する制御手段とを備えた車両用
定速走行制御装置に適用される。そして、車両の駆動ト
ルクを推定する推定手段と、推定された駆動トルクの正
負を判定する判定手段と、この判定手段の判定結果に応
じて、エンジン出力制御値の演算に用いる車速フィード
バックゲインを設定する設定手段とを備え、上記設定さ
れた車速フィードバックゲインを用いてエンジン出力制
御値を演算するよう演算手段を構成し、これにより上記
問題点を解決する。請求項3の発明は、予め記憶された
エンジン性能データマップから、現在のスロットル開度
およびエンジン回転速度に応じたエンジン出力トルクを
求めるとともに、このエンジン出力トルクに現在の変速
段に応じたギア比に対応する定数を乗じて上記駆動トル
クを演算するようにしたものである。請求項4の発明
は、判定手段により駆動トルクが負と判定された場合に
は、正と判定された場合と比べて車速フィードバックゲ
インを低く設定するようにしたものである。
【0008】
【作用】車両の駆動トルクは、勾配抵抗を含む走行抵抗
に依存しており、したがって駆動トルクの正負判定は急
な下り坂か否か、つまり燃料カットが作動し易い条件か
否かの判定に相当する。本発明では、この駆動トルクの
正負判定に応じて定速走行制御時の車速フィードバック
ゲインが設定される。例えば、駆動トルクが負のときに
は、正のときよりも車速フィードバックゲインを低下さ
せるようにすれば、急な下り坂にさしかかった場合に即
座にエンジン出力の変化(例えば、スロットル開度の変
化)を緩慢にすることができ、燃料カットの開始時期を
遅らせることができる。また、所定時間経過後に車速フ
ィードバックゲインが通常の値に戻されることはなく、
急な下り坂を走行中には常にフィードバックゲインが低
い状態が維持されるので、燃料カットの間隔、すなわち
車速ハンチングの周期を従来より長くすることができ
る。特に、請求項3では、予め記憶されたエンジン性能
データマップから、現在のスロットル開度およびエンジ
ン回転速度に応じたエンジン出力トルクが求められ、こ
のエンジン出力トルクに現在の変速段に応じたギア比に
対応する定数を乗じて駆動トルクが演算される。
【0009】
【実施例】図1〜図7により本発明の一実施例を説明す
る。図1は本発明に係る定速走行制御装置の全体構成を
示すブロック図である。符号10で示す定速走行コント
ロールユニットは、例えばCPU,ROM,RAM,デ
ジタルポート,A/Dポート,各種タイマを内蔵するワ
ンチップマイクロコンピュータ(以下、マイコン)11
と、後述するスロットルアクチュエータ34を構成する
DCモータの駆動回路12と、フェイルセーフ用遮断回
路13とから構成されている。
【0010】21〜25はいずれも乗員によって操作さ
れるスイッチであり、各スイッチの操作状態が定速走行
コントロールユニット10のマイコン11に入力され
る。21は定速走行制御のメインスイッチ、22は定速
走行制御の開始および設定車速のセットを行うためのセ
ットスイッチ、23は目標車速をアップするためのアク
セラレートスイッチ、24は目標車速をダウンするため
のコーストスイッチ、25は定速走行制御を解除するた
めのキャンセルスイッチである。マイコン11は、メイ
ンスイッチ21のオン後にセットスイッチ22がオフか
らオンされると、そのときの車速で定速走行制御を開始
する。26は、フットブレーキが操作されるとオンされ
るブレーキスイッチであり、そのオン・オフ状態もマイ
コン11に入力される。
【0011】マイコン11にはまた、電磁ピックアップ
を用いた車速センサ31と、ポテンショ型のスロットル
センサ32とが接続されている。車速センサ31は、実
車速に対応した数のパルス信号をマイコン11に入力
し、マイコン11は、そのパルスをカウントすることに
より実車速を計測する。スロットルセンサ32は、実ス
ロットル開度に対応したアナログ信号をマイコン11に
入力し、マイコン11は、そのアナログ信号をA/D変
換して実スロットル開度を計測する。計測されたスロッ
トル開度は、後述するようなスロットルアクチュエータ
のサーボコントロールおよび走行抵抗推定などに用いら
れる。
【0012】33はエンジンEGに設けられたクランク
角センサであり、その出力に基づいてマイコン11がエ
ンジン回転速度を計測する。34はDCモータを用いた
スロットルアクチュエータであり、定速走行用コントロ
ールユニット10内のモータ駆動回路12から出力され
る電流によってサーボコントロールされ、スロットル開
度、つまりエンジンEGの吸入空気量を制御する。この
吸入空気量に応じて車速が決定される。
【0013】符号40で示す自動変速機コントロールユ
ニットは、オートマチックトランスミッションATを制
御するとともに、信号線1を用いて定速走行制御中のギ
ア位置(3rdまたはオーバードライブ)を示す信号を定
速走行コントロールユニット10に送るとともに、定速
走行制御中は、定速走行コントロールユニット10の指
令に基づいて変速制御を行う。
【0014】次に、図2のフローチャートに基づいて定
速走行コントロールユニット10のマイコン11による
定速走行制御の手順を説明する。このルーチンは、メイ
ンスイッチ21のオンに伴って100msごとに周期的
に実行されるものである。ステップS1では、100m
sの間に車速センサ31から入力されたパルス数のカウ
ント値から100ms間における平均実車速Vspを演算
する。また、100msの間にクランク角センサ33か
ら入力されたパルス数のカウント値から100ms間に
おける平均エンジン回転速度Neを演算する。さらに、
スロットルセンサ32からのアナログ信号をA/D変換
してスロットル開度Tvoを演算する。
【0015】ステップS2では、キャンセルスイッチ2
5およびブレーキスイッチ26のオン・オフを判定し、
いずれもオフであれば、ステップS3に進む。ステップ
S3では、セットスイッチ22のオン・オフを判定し、
オンであれば定速走行制御の開始が指令された判断し、
ステップS4に進む。ステップS4では、現在の実車速
Vspを目標車速Vsprとして記憶する。ステップS5で
は、ASCD作動フラグを「1」にセットし、次いでス
テップS6でフェイルセーフ用電源遮断回路13を通電
状態とし、ステップS7に進む。
【0016】ステップS7では、実スロットル開度Tvo
を目標スロットル開度Tvorに一致させるために、PI
D制御などの公知の手法を用いて目標スロットル開度T
vorと実スロットル開度Tvoとの偏差Δからスロットル
アクチュエータ34のDCモータ駆動電流を指示するデ
ューティ比DUTYと、モータ回転方向を指示する信号Di
rとを演算する。ステップS8では、マイコン内の所定
のレジスタにDUTYとDirとを書き込み、その後、リタ
ーンする。ステップS8の処理により、駆動回路12を
介してスロットルアクチュエータ34のDCモータが駆
動制御され、不図示のスロットル弁の開度が調節され
る。そのスロットル開度に応じてエンジン出力が制御さ
れ、車速が変化する。
【0017】一方、ステップS3でセットスイッチ22
がオフと判定された場合には、ステップS9に進む。ス
テップS9ではASCD作動フラグを判定し、「1」で
あれば定速走行制御中であると判断してステップS10
に進む。ステップS10では、ステップS11の演算で
用いる車速フィードバックゲインKp,Kiを設定する。
この処理の詳細は後で述べる。
【0018】ステップS11では、目標車速Vsprと実
車速Vspとの偏差および上記車速フィードバックゲイン
Kp,Kiを用いて次式により目標スロットル開度(エン
ジン出力制御値)Tvorを演算する。
【数1】 Tvor=Kp×(Vspr−Vsp)+Ki×Vspi ・・・(1) ただし、Vspi=Vspi(old)+(Vspr−Vsp) 添字oldは、100ms前に演算された値を示してお
り、したがってVspiは、車速偏差の累積値に相当す
る。このようにして目標スロットル開度Tvorが演算さ
れると、処理は上述したステップS7,S8に進み、実
スロットル開度が目標スロットル開度Tvorとなるよう
な制御が行われる。ここで、上記(1)式に基づいて目
標スロットル開度Tvorを演算すれば、車速フィードバ
ックゲインKp,Kiが低いほど車速が緩慢に変化するこ
とになる。
【0019】なお、ステップS9でASCD作動フラグ
がオフと判定された場合にはステップS14に進み、目
標スロットル開度TvorをリセットしてステップS7に
進む。またステップS2でキャンセルスイッチ25また
はブレーキスイッチ26がオンされた場合には、定速走
行制御を解除すべくステップS12に進む。ステップS
12ではASCD作動フラグや各変数を初期化し、ステ
ップS13では電源遮断回路13をオフしてステップS
14に進む。
【0020】図3はステップS10における車速フィー
ドバックゲイン設定ルーチンの詳細を示している。図3
において、ステップS101では、駆動トルクの推定を
行う。すなわち、例えば図4に示すような予め記憶され
たエンジン性能データマップに基づき、スロットル開度
Tvoとエンジン回転速度Neとからエンジン出力トルク
を求めるとともに、自動変速機コントロールユニット4
0からの変速シフト位置信号に基づいて、現時点の変速
段に応じたギア比に対応する定数を設定し、この定数を
上記エンジン出力トルクに掛け合わせて駆動トルクを演
算する。
【0021】ステップS102では、演算された駆動ト
ルクの正負を判定する。ここで、定速走行を行うには、
走行抵抗と合致した駆動力が必要である。走行抵抗は、
空気抵抗ところがり抵抗と勾配抵抗とを足し合わせたも
のであるが、急な下り坂では勾配抵抗が負側に大きくな
るので、走行抵抗(駆動力)は負になる。上述した駆動
トルクは、駆動力にタイヤ半径を掛合わせた値に相当す
るから、駆動トルクの正負判定は、急な下り坂を走行中
か否かを判定していることになる。
【0022】ステップS102で駆動トルクが負でない
と判定されると、急な下り坂ではないと判断してステッ
プS103に進み、車速フィードバックゲインKp,Ki
を通常の値に設定する。また、ステップS102で駆動
トルクが負と判定されると、急な下り坂と判断してステ
ップS104に進み、車速フィードバックゲインKp,
Kiを通常よりも低い値に設定する。
【0023】以上の図2,図3の手順によれば、車両走
行中にメインスイッチ21をオンし、続いてセットスイ
ッチ22をオンすると、そのときの実車速が目標車速に
設定され、実車速が目標車速に維持されるようスロット
ル開度が制御される。このとき、例えば平坦路走行中で
あれば、駆動トルクが正となるので車速フィードバック
ゲインKp,Kiは通常の値に設定される。したがって一
定車速を維持するためのスロットル開度の変化は比較的
鋭敏となり、実車速の目標車速からのずれを最小限に抑
制できる。
【0024】車両が急な下り坂にさしかかると、駆動ト
ルクが負となるので車速フィードバックゲインKp,Ki
は通常よりも低くなり、スロットル開度の変化が比較的
緩慢となる。本実施例では、スロットル開度がゼロにな
ると燃料カットが作動する構成となっているが、上述し
たように、急な下り坂では車速フィードバックゲインK
p,Kiが低くなってスロットル開度の変化(低下)が緩
慢となるので、通常のフィードバックゲインKp,Kiに
よる制御と比べて燃料カットの時期を遅らせることがで
きる。また、従来のように所定時間が経過すると車速フ
ィードバックゲインKp,Kiが通常値に戻るのではな
く、図5(a),(b)に示すように、駆動トルクが負
の間、すなわち急な下り坂を走行している間は常にフィ
ードバックゲインが低い状態が維持されるので、燃料カ
ットの間隔、すなわち車速ハンチングの周期を従来より
長くすることができ、乗り心地の更なる向上が図れる。
【0025】図6,図7は、シミュレーションにおける
定速走行中の車両状態の時間的変化をそれぞれ示すもの
で、いずれもスロットル全閉状態で釣り合うような下り
坂にさしかかった場合を想定している。図6は本実施例
の制御を行った場合、図7は燃料カット時のみ車速フィ
ードバックゲインKp,Kiを低下させる制御を行った場
合のデータをそれぞれ示している。図6,図7を比較す
ると、本実施例のように駆動トルクの正負により車速フ
ィードバックゲインを設定する方が、燃料カットの間隔
が長く、車速ハンチングの周期が長くなっていることが
分かる。
【0026】以上の実施例の構成において、定速走行コ
ントロールユニット10およびスロットルアクチュエー
タ34がフィードバック制御手段および制御手段を、マ
イコン11が推定手段,判定手段,設定手段および演算
手段をそれぞれ構成する。
【0027】なお以上では、DCモータを用いたスロッ
トルアクチュエータを用いた例を示したが、周知の負圧
式スロットルアクチュエータを用いてもよい。
【0028】
【発明の効果】請求項1,2の発明によれば、車両の駆
動トルクを推定し、この駆動トルクの正負を判定して定
速走行制御の車速フィードバックゲインを設定するよう
にしたので、例えば駆動トルクが負のときには、正のと
きよりもフィードバックゲインを低下させるようにすれ
ば、急な下り坂にさしかかった場合に即座にエンジン出
力の変化(例えば、スロットル開度の変化)を緩慢にす
ることができ、燃料カットの時期を遅らせることができ
るとともに、急な下り坂を走行中には常にフィードバッ
クゲインが低い状態が維持され、燃料カットの発生間
隔、すなわち車速ハンチングの周期を従来より長くする
ことができる。したがって、従来と比べて定速走行時の
乗り心地の向上が図れる。特に請求項3の発明によれ
ば、予め記憶されたエンジン性能データマップから、現
在のスロットル開度およびエンジン回転速度に応じたエ
ンジン出力トルクを求めるとともに、このエンジン出力
トルクに現在の変速段に応じたギア比に対応する定数を
乗じて駆動トルクを演算するようにしたので、急な下り
坂か否か、すなわち燃料カットが発生し易い状況か否か
を的確に判断できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る車両用定速走行制御装
置の構成を示すブロック図。
【図2】実施例の動作を説明するフローチャート。
【図3】車速フィードバックゲイン設定ルーチンを示す
フローチャート。
【図4】エンジン性能データマップの一例を示す図。
【図5】スロットル開度に対する駆動軸トルクおよび車
速フィードバックゲインの変化を示す図。
【図6】実施例における車両状態の時間的変化を示す
図。
【図7】従来例における車両状態の時間的変化を示す
図。
【図8】従来例における図5に相当する図。
【符号の説明】
10 定速走行コントロールユニット 11 マイコン 12 駆動回路 21 メインスイッチ 22 セットスイッチ 25 キャンセルスイッチ 26 ブレーキスイッチ 31 車速センサ 32 スロットルセンサ 33 クランク角センサ 34 スロットルアクチュエータ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02D 45/00 364 C

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 目標車速と実車速との偏差に基づいて、
    前記目標車速に実車速を一致させるようエンジンの出力
    を制御するフィードバック制御手段を備えた車両用定速
    走行制御装置において、 車両の駆動トルクを推定する推定手段と、 前記推定された駆動トルクの正負を判定する判定手段
    と、 この判定手段の判定結果に応じて、前記フィードバック
    制御手段による制御の車速フィードバックゲインを設定
    する設定手段とを具備することを特徴とする車両用定速
    走行制御装置。
  2. 【請求項2】 目標車速と実車速との偏差に基づいて、
    前記目標車速に実車速を一致させるためのエンジン出力
    制御値を演算する演算手段と、 前記演算されたエンジン出力制御値に基づいてエンジン
    出力を制御する制御手段とを備えた車両用定速走行制御
    装置において、 車両の駆動トルクを推定する推定手段と、 前記推定された駆動トルクの正負を判定する判定手段
    と、 この判定手段の判定結果に応じて、前記エンジン出力制
    御値の演算に用いる車速フィードバックゲインを設定す
    る設定手段とを備え、 前記演算手段は、前記設定された車速フィードバックゲ
    インを用いて前記エンジン出力制御値を演算することを
    特徴とする車両用定速走行制御装置。
  3. 【請求項3】 前記推定手段は、予め記憶されたエンジ
    ン性能データマップから、現在のスロットル開度および
    エンジン回転速度に応じたエンジン出力トルクを求める
    とともに、このエンジン出力トルクに現在の変速段に応
    じたギア比に対応する定数を乗じて前記駆動トルクを演
    算することを特徴とする請求項1または2に記載の車両
    用定速走行制御装置。
  4. 【請求項4】 前記設定手段は、前記判定手段により前
    記駆動トルクが負と判定された場合には、正と判定され
    た場合と比べて前記車速フィードバックゲインを低く設
    定することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載
    の車両用定速走行制御装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19632337A1 (de) * 1996-08-10 1998-02-12 Daimler Benz Ag Verfahren und Einrichtung zur Regelung der Längsdynamik eines Kraftfahrzeuges

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