JPH08295151A

JPH08295151A - 車両用定速走行制御装置

Info

Publication number: JPH08295151A
Application number: JP7103860A
Authority: JP
Inventors: Hideo Nakamura; 英夫中村
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1995-04-27
Filing date: 1995-04-27
Publication date: 1996-11-12

Abstract

(57)【要約】【目的】スロットル全閉位置付近での車速のハンチン
グを防止する。【構成】車速が目標車速に一致するようにスロットル
開度の目標値を演算する第１の目標スロットル開度演算
手段５０と、スロットル開度の全閉位置付近において車
速のハンチングを検出したときに所定の勾配の下り坂で
あることを判定する勾配開始判定手段５５と、ハンチン
グを抑制可能なスロットル開度の所定の目標値を演算す
る第２の目標スロットル開度演算手段５１と、勾配開始
判定手段が所定勾配の下り坂を判定したときに、スロッ
トル駆動手段の制御を前記第２の目標スロットル開度演
算手段５１へ切り換える手段５４と、車両の走行状態に
応じて勾配終了判定手段５２が下り坂の終了を判定した
ときにスロットル駆動手段の制御を第２目標スロットル
開度演算手段５１から第１目標スロットル開度演算手段
５０へ切り換える制御復帰手段５３とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、所定の車速での走行を
維持する車両用定速走行制御装置の改良に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来から、任意の目標車速を維持するよ
うにエンジン出力を制御する装置が知られており、この
ような装置ではスロットルを駆動するアクチュエータを
設けて、目標車速に実車速が一致するように目標スロッ
トル開度を演算し、この目標スロットル開度と実スロッ
トル開度が一致するようにアクチュエータを駆動するも
のである。

【０００３】一般に燃料噴射装置を備えた車両用エンジ
ンでは、スロットルが全閉位置、かつエンジン回転数が
所定値以上の場合にフュエルカットを行うが、フュエル
カットの実行中と通常の燃料噴射制御中では、エンジン
の駆動トルクに比較的大きな差が生じてしまう。

【０００４】したがって、スロットル全閉付近で駆動力
と走行抵抗がつりあうような走行状況、例えば、下り坂
などにおいて定速走行制御を行う場合、目標車速に実車
速を一致させるべく強いフィードバック制御を実施する
と、図９に示すように、地点Ａでは道路勾配が平坦から
下り坂へ移行し、地点Ｃより下り坂から上り坂に転じた
後、地点Ｄから再び平坦になるような道路勾配では、地
点Ａから地点Ｃの間では走行抵抗が、フュエルカット作
動中の駆動力と非作動中の駆動力の段差の間に相当して
しまい、目標車速を維持するためにスロットル全閉付近
でスロットル開度がハンチングを起こし、実車速も目標
車速を境にしてハンチングを起こす。

【０００５】勾配変化等の外乱の影響を低減するために
高い車速フィードバック制御ゲインに設定されている
と、スロットル全閉付近ではフュエルカットと燃料噴射
制御を繰り返して車速のハンチング周期が短くなって運
転性が低下する場合がある。

【０００６】このようなハンチングを低減する定速走行
制御装置として、例えば、特開昭６４−１２９３３号公
報または特開平２−１６３８３４号公報が知られてい
る。

【０００７】前者は、スロットル開度が全閉付近となっ
たら、車速フィードバック制御のゲインを小さい値に切
り換えて定速走行制御を行い、その後、目標車速と実車
速の偏差が大きくなったら元のゲインへ復帰させるもの
で、また、後者は、エンジンのフュエルカットを検知す
ると、車速フィードバック制御のゲインを下げるもの
で、上記したような下り坂における定速走行制御中のフ
ュエルカットに起因するハンチングを低減するものであ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記前
者の従来例では、目標車速と実車速の偏差が所定値以上
となったら通常のフィードバック制御ゲインに戻すが、
低ゲインで下り坂を定速走行制御している間では、一般
に車速ハンチングの周期は長くなるが、ハンチングの振
幅は大きくなるので、前記所定値をあまり大きく設定で
きず、このため、下り坂から上り坂へ転じたときに車速
の偏差が過大になるという問題があり、また、上記後者
の従来例では、フュエルカットの作動／非作動の基準と
なるスロット開度が所定値を越えたら通常ゲインに戻す
が、低ゲインで下り坂を定速走行制御している間では、
一般に道路勾配等の走行抵抗の変化に対するスロットの
応答性が緩慢になっているので、スロット開度が所定値
（下り坂の終了を示す開度）に達したときには、既に車
速の落ち込み（偏差）が過大となってしまう場合があ
り、上記両者共に、ハンチングを低減すべく車速フィー
ドバック制御ゲインを小さい値に切り換えるので、その
間の実車速は、逆に道路勾配等の走行抵抗の変化による
影響を受け易くなってしまい、道路勾配が下り坂から上
り坂に転じたときに大幅な車速偏差を生じる場合があ
り、円滑な定速走行制御が達成できないという問題があ
った。

【０００９】そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなさ
れたもので、スロットル開度が全閉位置付近での車速の
ハンチングを防ぎながらも、走行抵抗の変化にかかわら
ず目標車速を維持可能な車両用定速走行制御装置を提供
することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、図１０に
示すように、車速が目標車速に一致するようにスロット
ル開度の目標値をフィードバック制御により演算する第
１の目標スロットル開度演算手段５０と、エンジンのス
ロットル開度を検出する実スロットル開度検出手段５６
と、前記検出したスロットル開度が目標スロットル開度
に一致するようにスロットルを駆動するスロットル駆動
手段５７と、前記スロットル開度の全閉位置付近におい
て車速またはスロットル開度のハンチングを検出したと
きに所定の勾配の下り坂であることを判定する勾配開始
判定手段５５と、スロットル開度の全閉位置付近におい
てハンチングを抑制すべくスロットル開度の目標値を演
算する第２の目標スロットル開度演算手段５１と、前記
勾配開始判定手段の判定結果が所定勾配の下り坂となっ
たときに、スロットル駆動手段の制御を前記第２の目標
スロットル開度演算手段５１へ切り換える制御切換手段
５４と、車両の走行状態に基づいて前記所定の勾配の下
り坂が終了したことを判定する勾配終了判定手段５２
と、前記勾配終了判定手段が前記下り坂の終了を判定し
たときに前記スロットル駆動手段の制御を第２目標スロ
ットル開度演算手段５１から前記第１目標スロットル開
度演算手段５０へ切り換える制御復帰手段５３とを備え
る。

【００１１】また、第２の発明は、前記第１の発明にお
いて、前記第２目標スロットル開度演算手段が、フィー
ドバック制御のゲインを前記第１目標スロットル開度演
算手段に比して小なる所定の値に設定される。

【００１２】また、第３の発明は、前記第１の発明にお
いて、前記第２目標スロットル開度演算手段が、検出し
た車速と目標車速の偏差に応じて目標スロットル開度を
全閉位置または所定の微小開度のいずれか一方に切り換
える。

【００１３】また、第４の発明は、図１１において、車
速が目標車速に一致するように自動変速機のギヤ位置を
変更する変速制御手段６０と、エンジンのスロットル開
度を検出する実スロットル開度検出手段５６と、前記ス
ロットル開度の全閉位置付近において車速またはスロッ
トル開度のハンチングを検出したときに所定の勾配の下
り坂であることを判定する勾配開始判定手段５５と、前
記勾配開始判定手段の判定結果が所定勾配の下り坂とな
ったときに、前記変速制御手段６０へシフトダウンを指
令するシフトダウン指令手段５８と、車両の走行状態に
基づいて前記所定の勾配の下り坂が終了したことを判定
する勾配終了判定手段５２と、前記勾配終了判定手段５
２が前記下り坂の終了を判定したときに前記変速制御手
段６０へシフトアップを指令するシフトアップ指令手段
５９とを備える。

【００１４】また、第５の発明は、前記第１ないし第４
の発明のいずれかひとつにおいて、前記勾配終了判定手
段が、車両に加わる走行抵抗を推定する走行抵抗推定手
段と、前記勾配開始判定手段が所定の下り坂を判定した
ときの走行抵抗推定値を記憶する走行抵抗記憶手段と、
この走行抵抗記憶手段の記憶値と現在の走行抵抗推定値
とを比較する手段とを備えて、この比較結果が前記記憶
値より現在の走行抵抗推定値が所定値以上に増大したと
きに前記所定の下り坂の終了を判定する。

【００１５】また、第６の発明は、前記第１ないし第４
の発明のいずれかひとつにおいて、前記勾配終了判定手
段が、検出した車速と目標車速の偏差が所定値以上とな
ったときに前記所定の下り坂の終了を判定する。

【００１６】

【作用】したがって、第１の発明は、車速が目標車速に
一致するような目標スロットル開度が第１目標スロット
ル開度演算手段のフィードバック制御によって演算さ
れ、この目標スロットル開度に実スロットル開度が一致
するようにスロットルが駆動される。

【００１７】ここで、スロットルが全閉位置付近となっ
てスロットル開度または車速のハンチングが発生する
と、所定の勾配の下り坂を走行中であると判定してスロ
ットル駆動手段の制御を第１目標スロットル開度演算手
段のフィードバック制御からハンチングが抑制可能な目
標車速を演算する第２目標スロットル開度演算手段へ切
り換えて、スロットル全閉位置付近におけるフュエルカ
ットの断続等による車速のハンチングを抑制することが
でき、さらに道路勾配が下り坂から上り坂へ転ずると、
スロットル駆動手段の制御は第２目標スロットル演算手
段から第１目標スロットル開度演算手段に再び復帰し
て、上り坂に応じたスロットル開度で目標車速を維持す
ることが可能となる。

【００１８】また、第２の発明は、前記第２目標スロッ
トル開度演算手段が、フィードバック制御のゲインを前
記第１目標スロットル開度演算手段に比して小なる所定
の値に設定することで、フィードバック制御の閉ループ
ゲインを低下させて、スロットル開度が全閉位置付近と
なる下り坂における車速のハンチングを抑制し、円滑な
定速走行制御を行うことができる。

【００１９】また、第３の発明は、前記第２目標スロッ
トル開度演算手段が、検出した車速と目標車速の偏差に
応じて目標スロットル開度を全閉位置または所定の微小
開度のいずれか一方に切り換えることで、緩慢な車速制
御とすることでスロットル開度が全閉位置付近となる下
り坂における車速のハンチングを抑制し、円滑な定速走
行制御を行うことができる。

【００２０】また、第４の発明は、所定の勾配の下り坂
であることを判定すると自動変速機をシフトダウンさせ
るため、シフトダウンによってギヤ比を高くすることに
よって走行抵抗に見合う駆動力を出力するために必要な
エンジンブレーキ力が低下する一方、エンジンの回転数
も増大してスロットルが全閉位置付近からある程度開い
た状態となるため、全閉位置付近におけるフュエルカッ
トの断続を回避して車速のハンチングを抑制できる一
方、道路勾配が下り坂から上り坂へ転ずると、再びシフ
トアップして通常の定速走行制御によって目標車速を維
持することができる。

【００２１】また、第５の発明は、所定の下り坂が開始
されたときの走行抵抗の推定値と現在の走行抵抗推定値
とを比較して、現在の走行抵抗推定値が所定値以上に増
大したときに前記所定の下り坂の終了を判定するため、
フィードバック制御ゲインを車速のハンチングを抑制す
る小さな値に設定しながらも、走行抵抗の変化に確実か
つ迅速に追従することができ、下り坂から上り坂へ転ず
る場合などでの車速の過大な低下を抑制して円滑な定速
走行制御を行うことができる。

【００２２】また、第６の発明は、検出した車速と目標
車速の偏差が所定値以上となったときに前記所定の下り
坂の終了を判定するため、下り坂から上り坂へ転ずる場
合などでの車速の過大な低下を抑制して円滑な定速走行
制御を行うことができる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。

【００２４】図１に示すように、１は定速走行用コント
ロールユニットであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種
インターフェース及び各種タイマを備えたマイクロコン
ピュータ１０とスロットルアクチュエータ駆動回路１１
を主体にして構成される。

【００２５】２〜７は運転者によって操作されるスイッ
チ群であり、これらスイッチの操作に王位じてコントロ
ールユニット１は定速走行制御の開始または解除を判断
する。

【００２６】２は定速走行のメインスイッチであり、セ
ットスイッチ３は定速走行制御の開始及び車速の設定を
行うもので、ＡＣＣスイッチ４及びＣＯＡＳＴスイッチ
５は、それぞれ、目標車速の増大及び減少を指令し、キ
ャンセルスイッチ６及びブレーキスイッチ７は、定速走
行制御を解除するものである。

【００２７】コントロールユニット１には車両の運転状
態を検出する各種センサが接続され、車速センサ８は、
実車速に対応したパルス信号を送出し、コントロールユ
ニット１はこのパルスをカウントすることで実車速を演
算する。

【００２８】スロットルセンサ９は、ポテンショメータ
等で構成されて、実スロットル開度に対応した信号を送
出し、コントロールユニット１ではこのスロットル開度
に基づいてスロットルアクチュエータ３０の駆動制御や
後述する走行抵抗の推定演算などに用いられる。また、
クランク角センサ１３はエンジンの回転数Ｎｅを送出す
る。

【００２９】エンジンの吸気通路には吸入空気量を制御
するスロットルが介装され、このスロットルはコントロ
ールユニット１の指令に応動する大気を作動流体とする
負圧式スロットルアクチュエータ３０によって駆動され
るもので、この負圧式スロットルアクチュエータ３０に
は図２に示すバキュームポンプ３１及び大気開放バルブ
３２を備えて、バキュームポンプ３１が発生する負圧に
応じて負圧式スロットルアクチュエータ３０を伸縮駆動
してアクセルワイアを駆動することで、スロットルの開
度を制御するものである。

【００３０】そしてこのスロットルには、ポテンショメ
ータ等で構成されたスロットルセンサ９が設けられ、実
スロットル開度に対応した信号をコントロールユニット
１へ送出し、コントロールユニット１ではこのスロット
ル開度に基づいて負圧式スロットルアクチュエータ３０
の駆動制御を行うのに加えて、後述する走行抵抗の推定
演算などを行う。また、エンジンに配設されたクランク
角センサ１３はエンジンの回転数Ｎｅを送出する。

【００３１】コントロールユニット１には自動変速装置
を制御する自動変速機コントロールユニット２０が信号
線４１〜４３を介して接続される。

【００３２】自動変速機コントロールユニット２０は、
信号線４１を介して定速走行制御中のシフト位置（３速
またはＯＤ）を定速走行用コントロールユニット１へ送
り、一方、定速走行用コントロールユニット１は信号線
４２を介して定速走行制御信号を送るとともに、信号線
４３を介して定速走行時のＯＤキャンセル要求信号を自
動変速機コントロールユニット２０へ送出する。なお、
信号線４１〜４３によるコントロールユニット１、２０
間の通信はパラレル型で構成した場合を示す。

【００３３】図３〜図４は、コントロールユニット１で
行われる制御の一例を示すフローチャートで、タイマ割
り込み等によって所定時間毎、例えば、１００msecごと
に実行されるものであり、以下、これらフローチャート
を参照しながら詳述する。

【００３４】まず、ステップＳ１では、車速センサ８、
スロットルセンサ９及びクランク角センサ１３の信号を
読み込んで、所定時間（１００msec）の間にカウントさ
れた各信号に基づいて、平均実車速Ｖｓｐ、実スロット
ル開度Ｔｖｏ、エンジン回転数Ｎｅの演算を行う。

【００３５】ステップＳ２では、キャンセルスイッチ６
及びブレーキスイッチ７の一方がオンであるかを判定し
て、定速走行制御の継続または解除を決定し、解除の場
合にはステップＳ８以降の処理へ進む一方、継続の場合
にはステップＳ３へ進む。

【００３６】ステップＳ３はセットスイッチ３がオンで
あるか否かを判定して、オンの場合には目標車速Ｖｓｐ
ｒを設定するため、ステップＳ４へ進む一方、そうでな
い場合にはステップＳ７に進む。

【００３７】ステップＳ４では、現在の実車速Ｖｓｐを
目標車速Ｖｓｐｒとして記憶し、ステップＳ５で定速走
行制御フラグを１にセットしてから、フェイルセイフ用
電源遮断回路１２を通電状態に設定する。

【００３８】ステップＳ３でセットスイッチ３がオフの
場合には、ステップＳ７以降の処理が行われ、前回のま
でに設定された目標車速Ｖｓｐｒに基づく定速走行制御
が行われる。

【００３９】ステップＳ７では定速走行制御フラグが１
であるかをチェックしてからステップＳ１０へ進み、定
速走行制御フラグが１でない場合にはステップＳ８以降
の定速走行制御の解除処理へ進み、ステップＳ８で各種
フラグ、変数のリセットを行ってからフェイルセイフ用
電源遮断回路１２の通電を遮断して終了する。

【００４０】ステップＳ１０〜１４では、目標車速Ｖｓ
ｐｒに実車速Ｖｓｐを一致させるために、図５（ａ）に
示す補償器を用いて公知の線形制御手法であるモデルマ
ッチング手法及び近似ゼロイング手法を用いて、エンジ
ンの目標駆動力ｙ１を演算する。

【００４１】ここで、補償器に組み込まれた制御対象で
ある車両のモデル化について説明しておく。

【００４２】目標の駆動力を演算入力し、車速を被制御
量とするため、相対的に応答性の速いエンジンやトルク
コンバータの過渡特性及びトルクコンバータの非線形定
常特性を省略することが可能であり、パワートレインの
挙動は、図６に示す簡易非線形モデルで表すことができ
る。

【００４３】そして、例えば、図７に示すように、予め
計測し、記憶されたエンジン非線形補償マップを用いて
目標駆動力に実駆動力が一致するようなスロットル開度
指令値を算出し、スロットル開度をサーボコントロール
することで、エンジン非線形定常特性を線形化する。

【００４４】従って、目標の駆動力を演算入力し、車速
を出力とする制御対象のモデル化は、積分特性となる。
そして、補償器ではこのときの伝達特性をパルス伝達関
数Ｐ（ｚ^-1）でおくことができる。

【００４５】図５（ａ）において、ｚは遅延演算素子で
あり、ｚ^-1を乗ずると、１サンプル周期前の値となる。
また、Ｃ１（ｚ^-1）、Ｃ２（ｚ^-1）は、近似ゼロイング
手法による外乱推定器であり、外乱やモデル化誤差によ
る影響を抑制するものである。また、Ｃ３（ｚ^-1）は、
モデルマッチング手法による補償器で、図５（ｂ）に示
すように、目標車速を入力、実車速を出力としたときの
制御対象の応答特性が予め定めた一次遅れとむだ時間を
持つ規範モデルＨ（ｚ^-1）の特性と一致するように設定
する。

【００４６】制御対象の伝達特性は、実際にはパワート
レイン系の遅れであるむだ時間を考慮する必要があり、
本実施例では２サンプル周期（２００msec）程度である
ことが分かっている。このため、パルス伝達関数Ｐ（ｚ
^-1）は次式に示す積分要素Ｐ１（ｚ^-1）とむだ時間要素
Ｐ２（ｚ^-1）＝ｚ^-2の積でおくことができる。

【００４７】Ｐ１（ｚ^-1）＝Ｔ・ｚ^-1／Ｍ・（１−
ｚ^-1）ただし、Ｔ；サンプル周期＝１００ｍｓｅｃＭ；平均車重このとき、Ｃ１（Ｚ^-1）、Ｃ２（Ｚ^-1）は次式となる。

【００４８】Ｃ１（Ｚ^-1）＝（１−γ）・ｚ^-1／（１−
γ・ｚ^-1）（時定数Ｔｂのローパスフィルタ）Ｃ２（Ｚ^-1）＝Ｍ・（１−γ）・（１−ｚ^-1）／Ｔ・
（１−γ・ｚ^-1）（Ｃ２＝Ｃ１／Ｐ１）ただし、γ＝exp（−Ｔ／ｔｂ）なお、補償器Ｃ２は車両モデルの逆形にローパスフィル
タをかけたものであり、実車速Ｖｓｐに対応する駆動
力、すなわち、図６に示されるように、駆動力から走行
抵抗を引いた値を求めることができる。

【００４９】又、制御対象のむだ時間を無視して、規範
モデルＨ（ｚ^-1）を時定数ｔａの１次ローパスフィルタ
とすると、Ｃ３は下記の定数となる。

【００５０】Ｃ３＝Ｋ＝｛１−exp（−Ｔ／ｔａ）｝・Ｍ／Ｔ以上の制御手法に基づきステップＳ１０では、モデルマ
ッチング補償器に相当する次の演算を行い、目標駆動力
ｙ４を求める。ただし、データｙ（ｋ−１）は１サンプ
ル周期前のデータｙ（ｋ）を示す。

【００５１】ｙ４（ｋ）＝Ｋ・（Ｖｓｐｒ（ｋ）−Ｖｓｐ（ｋ））ステップＳ１１では、外乱推定器の一部である補償器Ｃ
２（Ｚ^-1）に相当する次の演算を行う。

【００５２】ｙ３（ｋ）＝γ・ｙ３（ｋ−１）＋（１−
γ）・Ｍ／Ｔ・Ｖｓｐ（ｋ）−（１−γ）・Ｍ／Ｔ・Ｖ
ｓｐ（ｋ−１）ステップＳ１２では、目標駆動力ｙ４を次式で補正し
て、最終目標駆動力ｙ１を求める。ただし、ｙ２（ｋ−
２）は後述のステップＳ１４で求められるｙ（ｋ）の２
サンプル周期前のデータであり、ステップＳ１４での演
算は前記積分要素Ｐ１（ｚ^-1）に相当し、２サンプル周
期前のデータを用いることが前記むだ時間要素Ｐ２（ｚ
^-1）に相当する。

【００５３】ｙ１（ｋ）＝ｙ４（ｋ）−ｙ３（ｋ）＋ｙ２（ｋ−２）そして、ｙ２（ｋ−２）は、補償器内で求めた走行抵抗
の影響を受けない駆動力であるのに対して、ｙ３（ｋ）
は駆動力から走行抵抗を引いた値であることから、ｙ２
（ｋ−２）−ｙ３（ｋ）が走行抵抗推定値Ｆｒになる。

【００５４】ステップＳ１３では、まず、スロットル全
開及び全閉時のエンジントルク値を各エンジン回転速度
毎に記憶した各テーブルデータを用いて、最大エンジン
トルクＴｅｍａｘと、最小エンジントルクＴｅｍｉｎを
求め、次式によって最大駆動力Ｆｍａｘと最小駆動力Ｆ
ｍｉｎを求める。

【００５５】Ｆｍａｘ＝（Ｔｅｍａｘ・Ｇｍ・Ｇｆ）／ＲｔＦｍｉｎ＝（Ｔｅｍｉｎ・Ｇｍ・Ｇｆ）／Ｒｔただし、Ｇｍミッションギヤ比、Ｇｆはファイナルギヤ
比、Ｒｔはタイヤの有効半径。

【００５６】さらに、最終目標駆動力ｙ１（ｋ）を、こ
れらの上限値Ｆｍａｘと下限値Ｆｍｉｎで制限してｙ５
（ｋ）を求める。

【００５７】ステップＳ１４では、外乱推定器の一部で
ある補償器Ｃ１（ｚ^-1）に相当する下記演算を行う。

【００５８】ｙ２（ｋ）＝γ・ｙ２（ｋ−１）＋（１−
γ）・ｙ５（ｋ−１）ステップＳ１５では、まず、最終目標駆動力ｙ１（ｋ）
から目標エンジントルクＴｅｒを算出する。

【００５９】Ｔｅｒ＝（ｙ１・Ｒｔ）／（Ｇｍ・Ｇｆ）さらに、予め設定されたエンジン非線形データマップを
用いて、エンジン回転速度Ｎｅと目標エンジントルクＴ
ｅｒから、目標スロットル開度を表引き演算する。この
演算では、図７に示すような、エンジントルクがスロッ
トル開度全域に必ず対応するように拡張されたデータマ
ップを用いる。図中実線部が本来のエンジン特性であ
り、点線部が拡張されたデータである。

【００６０】こうして得られた目標スロットル開度に応
じて負圧式スロットルアクチュエータ３０のバキューム
ポンプ３１及び大気開放用ソレノイドバルブ３２のデュ
ーティ比Ｄｖａｃ，Ｄｖｅｎｔを演算してから、ステッ
プＳ１７において、バキュームポンプ３１及び大気開放
用ソレノイドバルブ３２への図示しない各出力レジスタ
にセットして、負圧式スロットルアクチュエータ３０の
駆動を行うのである。

【００６１】ステップＳ１８では、車速フィードバック
制御の制御ゲインが低ゲインであることを示す低ゲイン
制御フラグが１または０のいずれであるかを判定して、
低ゲイン制御フラグ＝０であればステップＳ１９へ進む
一方、そうでない場合にはステップＳ３０へ進む。

【００６２】低ゲイン制御フラグがセットされていない
０の場合では、ステップＳ１９において、目標スロット
ル開度が全閉であるかを判定し、全閉位置にあればステ
ップＳ２５へ進む一方、そうでない場合にはステップＳ
２０の判定に進む。

【００６３】ステップＳ２０では、スロットル開度が全
閉位置にある時間（周期）を示すタイマ２の値が所定の
範囲にあるかを判定するもので、ここでは、タイマ２が
１秒以上、５秒以下の値であればステップＳ２１へ進む
一方、そうでない場合には、ステップＳ２３へ進む。

【００６４】ステップＳ２１では、タイマ２が所定の範
囲内にあることからスロットル開度の全閉位置近傍にお
けるハンチングが発生したと判定して、上記ステップＳ
１１〜Ｓ１４で述べたロバスト補償器用のローパスフィ
ルタ時定数Ｔｂを通常の値より大きく設定して制御ゲイ
ンを所定の値に低下させるとともに、低ゲイン制御中を
示す低ゲイン制御フラグを１にセットし、車速フィード
バック制御を低ゲイン制御に移行させる。

【００６５】次いで、ステップＳ２２では、上記ステッ
プＳ１２で求めた走行抵抗推定値Ｆｒ＝ｙ２（ｋ−２）
−ｙ３（ｋ）を、低ゲイン制御に移行したときの下り坂
相当記憶値Ｍｒとして記憶する。

【００６６】ステップＳ２３では、スロットル開度が全
閉位置ではない時間、すなわち、スロットルの開時間を
示すタイマ１を所定の時間単位でインクリメントする。

【００６７】ステップＳ２４では、低ゲイン制御に移行
したことから全閉位置を示すタイマ２をクリアするとと
もに、タイマ２の積算動作を許可するタイマ２許可フラ
グを０にクリアする。

【００６８】一方、上記ステップＳ１９において、目標
スロットル開度が全閉位置にある場合に行われるステッ
プＳ２５では、通常のフィードバック制御中においてス
ロットルの開時間と全閉時間を計測してハンチングの検
出を行うもので、まず、ステップＳ２５において、スロ
ットルの開時間を示すタイマ１が所定の範囲にあるかを
判定し、ここでは、タイマ１が１秒以上、５秒以下であ
ればハンチングの可能性があると判定し、ステップＳ２
６へ進んで、全閉時間の計測を許可するタイマ２許可フ
ラグを１にセットする一方、タイマ１が所定の範囲外で
あればステップＳ２７へ進む。

【００６９】ステップＳ２７では、タイマ２許可フラグ
が１であるか否かを判定し、タイマ２許可フラグが１で
あればステップＳ２８へ進んでスロットルの全閉時間を
示すタイマ２を所定の時間単位だけインクリメントす
る。

【００７０】ステップＳ２９ではタイマ１をクリアす
る。

【００７１】ここで、上記ステップＳ１８の判定で、低
ゲイン制御フラグが１の場合には、ステップＳ３０〜Ｓ
３２で低ゲイン制御中の走行抵抗の変化を検知して制御
ゲインを低ゲインから通常のゲインへ復帰させる処理が
行われる。

【００７２】ステップＳ３０では、上記ステップＳ１２
で演算された走行抵抗推定値ＦｒがステップＳ２２で記
憶された下り坂相当値Ｍｒより所定値以上に増大してい
ないかを判定し、走行抵抗推定値Ｆｒが下り坂相当値Ｍ
ｒから所定値以上に増大している場合には、ステップＳ
３１へ進む一方、そうでない場合には終了する。

【００７３】ステップＳ３１では、スロットル開度のハ
ンチング（＝車速のハンチング）が発生するような下り
坂が終了したと判定して、上記ステップＳ１１〜Ｓ１４
に示したロバスト補償器用ローパスフィルタの時定数Ｔ
ｂを通常の値に復帰させてフィードバック制御ゲインを
通常値に戻し、ステップＳ３２では低ゲイン制御フラグ
を０にクリアして終了する。

【００７４】上記ステップＳ１〜Ｓ３２を所定時間毎
（本実施例では、１００ｍｓｅｃごと）に実行すること
により、目標スロットル開度が全閉位置となる下り坂で
の車速のハンチングを防止しながらも、下り坂から上り
坂への変化等で走行抵抗が増大した場合には、迅速に車
速フィードバック制御に移行して目標車速を維持するこ
とができるのである。

【００７５】例えば、スロットル開度が全閉位置となる
下り坂において、定速走行制御を行う場合を図８に示す
と、下り坂が介しする地点Ａを通過すると、上記ステッ
プＳ１０〜Ｓ１４で演算される走行抵抗推定値Ｆｒも負
の値を示し、目標車速に対して車速が増加していく。こ
のため、上記ステップＳ１５〜Ｓ１７で駆動力を低下す
るようスロットル開度を閉じる演算がなされ、スロット
ルが全閉状態にされる。この結果、ステップＳ１９では
ＹＥＳと判断され、ステップＳ２５、Ｓ２７、Ｓ２９へ
と進む。

【００７６】走行中にスロットルが全閉状態になると、
燃料噴射装置においてフュエルカットが行われるため、
エンジンの回転負荷が増加するためエンジンブレーキ力
が増大し、このエンジンブレーキ力が下り坂に相当する
負の走行抵抗より強いと車速が低下していくことにな
る。

【００７７】車速が低下するとステップＳ１０〜Ｓ１７
でスロットル開度の演算がなされ、スロットルが再び開
かれる。この結果、ステップＳ１９ではＮＯと判定さ
れ、ステップＳ２０、Ｓ２３、Ｓ２４へと進む。ステッ
プＳ２３では、ステップＳ２９でタイマ１がクリアされ
ているため０からインクリメントされる。

【００７８】その後、スロットルが開かれた事により車
速が増加すると、再び前述のごとくスロットルが全閉状
態となるため、再度ステップＳ１９でＹＥＳと判出さ
れ、ステップＳ２５へと進む。

【００７９】ステップＳ２５ではタイマ１が１ｓｅｃか
ら５ｓｅｃの間にあるかを判断するが、ステップＳ２３
でタイマ１が０からインクリメントされているため、ス
テップＳ２５ではスロットル開度が全閉状態から開かれ
て再び全閉状態となるまでの時間を判断することにな
る。

【００８０】そして、これがＹＥＳと判断されるとステ
ップＳ２６へ進み、タイマ２許可フラグをセットし、ス
テップＳ２７からステップＳ２８へと進み、タイマ２を
インクリメントする。

【００８１】そして、その後の車速が低下すると、再度
ステップＳ１９からステップＳ２０へと進む。ステップ
Ｓ２０では、タイマ２が１ｓｅｃから５ｓｅｃの間にあ
るかを判断するが、これは、スロットル開度が全閉状態
となっていた時間を判断することになる。そして、この
時間が１ｓｅｃから５ｓｅｃの間にあればステップＳ２
１へ進み、ロバスト補償器のローパスフィルタ時定数を
大きめの所定値に切り換えることにより、車速フィード
バック制御ゲインを小さい値にし、低ゲイン制御フラグ
をセットする。

【００８２】そして、ステップＳ２２へ進み上記ステッ
プＳ１０〜Ｓ１４で演算される走行抵抗推定値Ｆｒを下
り坂相当値Ｍｒとして記憶する。

【００８３】すなわち、ステップＳ１９からステップＳ
２０へ進むフローと、ステップＳ１９からステップＳ２
５へ進むフローでは、下り坂でスロットル開度が全閉状
態となった後に、所定時間内に開かれ、再び全閉状態と
なるのを繰り返すスロットル開度制御のハンチングを検
出して、このときに車速フィードバック制御ゲインを小
さい値に設定するものである。

【００８４】そして、ステップＳ１８では、低ゲイン制
御フラグがセットされていることから、ステップＳ３０
へと進み、ステップＳ３０では走行抵抗推定値Ｆｒがス
テップＳ２２で記憶した下り坂相当値Ｍｒに所定値を加
えた値より大きくなるまで、ステップＳ３１へと進まな
いようにしている。

【００８５】すなわち、図８に示すように、スロットル
開度が全閉位置となる下り坂において定速走行制御を行
う場合、下り坂が開始する地点Ａを通過して周期が所定
時間内（上記ステップＳ２０の１秒以上５秒以下）微ス
ロットル開度のハンチングが一回発生すると、これを検
出して地点Ｂでは上記スロットル２１のようにロバスト
補償器のローパスフィルタ時定数を大きめの所定値に切
り換えることで車速フィードバック制御ゲインを小さい
値に切り換える。

【００８６】地点Ｂ以降では、閉ループゲインが小さく
なった分、安定余裕が増大してスロットル開度及び車速
の振動の周期が長くなってハンチングが抑制され、運転
性が向上する。

【００８７】また、車速フィードバック制御ゲインを切
り換える時点での走行抵抗推定値Ｆｒを下り坂相当値Ｍ
ｒと記憶しておき、下り坂が上り坂に転ずる地点Ｃに到
達すると、道路勾配の変化に応じて走行抵抗推定値Ｆｒ
が増大し、下り坂相当値Ｍｒとの差が所定値以上になる
と、上記ローパスフィルタ時定数を所定の通常値に減少
させて車速フィードバック制御ゲインを通常の値に復帰
させる。

【００８８】このため、外乱の影響を受けにくい高いゲ
インに切り換えられ、道路勾配の変化、すなわち、走行
抵抗の変化に迅速に対応してスロットル開度を増大させ
ることが可能となって、目標車速を安定して維持するこ
とができるのである。

【００８９】なお、上記実施例において、スロットルの
全閉位置付近でハンチングが検出された場合には、車速
フィードバック制御ゲインを通常値よりも小さい所定値
に変更したが、自動変速機のギヤ位置をシフトダウンさ
せる一方、このシフトダウン後に走行抵抗推定値Ｆｒが
下り坂相当値Ｍｒから所定値以上に増大したときにシフ
トアップさせても良い。

【００９０】この場合、シフトダウンさせてギヤ比が高
くなることにより走行抵抗に見合う駆動力を出力するた
めに必要なエンジンブレーキ力が増加し、また、エンジ
ン回転数も上昇する。したがって、スロットルがある程
度開いた位置で駆動力と走行抵抗が平衡してトルクの段
差を吸収するので連続的にエンジンのトルクを制御で
き、フュエルカットのオンオフに起因する車速のハンチ
ングが抑制される。また、下り坂から上り坂に転ずるよ
うな場合には、走行抵抗推定値Ｍｒの増大に応じてシフ
トアップ時期が決定されるので、シフトダウンの状態を
最小限に抑えて運転者へ違和感を与えることがない。

【００９１】また、上記実施例において、スロットルの
全閉位置付近でハンチングが検出された場合には、車速
フィードバック制御ゲインを通常値よりも小さい所定値
に変更したが、線形制御理論に基づく連続的な車速フィ
ードバック制御を停止して、車速偏差に基づいてスロッ
トル開度を全閉位置（フュエルカット作動）と所定の微
小開度（フュエルカット非作動）のいずれか一方へ断続
的に切り換え、目標車速と実車速の偏差が所定値以上と
なったら通常の連続的な車速フィードバック制御へ復帰
させる。

【００９２】この断続的なスロットル開度の制御は次の
ように、車速の偏差に応じて応じて２つのスロットル開
度を設定する。

【００９３】目標スロットル開度＝２° （目標車速−実車速＞１km/hの場合）目標スロットル開度＝０° （実車速−目標車速＞１km/hの場合）このような断続的な制御によって、緩慢な車速制御を実
現することができ、下り坂における車速のハンチング周
期を長くして運転者への違和感を抑制することが可能と
なるとともに、道路勾配が変化して車速の偏差が増大し
た場合には通常の連続的な車速フィードバック制御へ速
やかに移行することができる。

【００９４】また、上記実施例において、所定の勾配の
下り坂を走行抵抗推定値に基づいて判定したが、実車速
と目標車速の偏差が所定値以上に増大したときに前記下
り坂の終了を判定してもよい。

【００９５】

【発明の効果】以上説明したように第１の発明は、スロ
ットルが全閉位置付近となってスロットル開度または車
速のハンチングが発生する所定の勾配の下り坂では、ス
ロットル駆動手段の制御を第１目標スロットル開度演算
手段のフィードバック制御からハンチングが抑制可能な
目標車速を演算する第２目標スロットル開度演算手段へ
切り換えて、スロットル全閉位置付近におけるフュエル
カットの断続等による車速のハンチングを抑制すること
ができ、さらに道路勾配が下り坂から上り坂へ転ずる
と、スロットル駆動手段の制御は第２目標スロットル演
算手段から第１目標スロットル開度演算手段に再び復帰
して、所定のフィードバック制御による上り坂に応じた
スロットル開度で目標車速を維持することが可能とな
り、ハンチングを抑制しながら安定した定速走行制御を
行うことが可能となって、運転性を向上することが可能
となる。

【００９６】また、第２の発明は、前記第２目標スロッ
トル開度演算手段が、フィードバック制御のゲインを前
記第１目標スロットル開度演算手段に比して小なる所定
の値に設定することで、フィードバック制御の閉ループ
ゲインを低下させて、スロットル開度が全閉位置付近と
なる下り坂における車速のハンチングを抑制し、円滑な
定速走行制御を行うことができ、運転性を向上すること
が可能となる。

【００９７】また、第３の発明は、前記第２目標スロッ
トル開度演算手段が、検出した車速と目標車速の偏差に
応じて目標スロットル開度を全閉位置または所定の微小
開度のいずれか一方に切り換えることで、緩慢な車速制
御とすることでスロットル開度が全閉位置付近となる下
り坂における車速のハンチングを抑制し、円滑な定速走
行制御を行うことができ、運転性を向上することが可能
となる。

【００９８】また、第４の発明は、所定の勾配の下り坂
であることを判定すると自動変速機をシフトダウンさせ
るため、シフトダウンによってギヤ比を高くすることに
よって走行抵抗に見合う駆動力を出力するために必要な
エンジンブレーキ力が低下する一方、エンジンの回転数
も増大してスロットルが全閉位置付近からある程度開い
た状態となるため、全閉位置付近におけるフュエルカッ
トの断続を回避して車速のハンチングを抑制できる一
方、道路勾配が下り坂から上り坂へ転ずると、再びシフ
トアップして通常の定速走行制御によって目標車速を維
持することができ、円滑な定速走行制御を行って運転性
を向上することが可能となる。

【００９９】また、第５の発明は、所定の下り坂が開始
されたときの走行抵抗の推定値と現在の走行抵抗推定値
とを比較して、現在の走行抵抗推定値が所定値以上に増
大したときに前記所定の下り坂の終了を判定するため、
フィードバック制御ゲインを車速のハンチングを抑制可
能な小さな値に設定しながらも、走行抵抗の変化に確実
かつ迅速に追従することができ、下り坂から上り坂へ転
ずる場合などでの車速の過大な低下を抑制して円滑な定
速走行制御を行うことが可能となって、運転性を向上す
ることができる。

【０１００】また、第６の発明は、検出した車速と目標
車速の偏差が所定値以上となったときに前記所定の下り
坂の終了を判定するため、下り坂から上り坂へ転ずる場
合などでの車速の過大な低下を抑制して円滑な定速走行
制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す定速走行制御装置の構成
図。

【図２】同じく負圧式スロットルアクチュエータの概略
構成図。

【図３】制御の一例を示すフローチャートの前半部。

【図４】同じくフローチャートの後半部。

【図５】フィードバック制御補償器の構成図で、（ａ）
は補償器を、（ｂ）は規範モデルを示す。

【図６】車両のパワートレインの簡易非線形モデル。

【図７】エンジンの非線形特性を示すマップで、スロッ
トル開度とエンジンのトルクの関係を示す。

【図８】下り坂から上り坂に転ずる場合の道路勾配、走
行抵抗推定値、目標スロットル開度及び車速と時間の関
係を示すグラフである。

【図９】従来例による下り坂から上り坂に転ずる場合の
道路勾配、走行抵抗推定値、目標スロットル開度及び車
速と時間の関係を示すグラフである。

【図１０】請求項１ないし請求項３のいずれかひとつ、
並びに請求項５または請求項６に対応するクレーム対応
図。

【図１１】請求項４に対応するクレーム対応図。

【符号の説明】

１定速走行用コントロールユニット２０自動変速機コントロールユニット３０負圧式スロットルアクチュエータ５０第１目標スロットル開度演算手段５１第２目標スロットル開度演算手段５２勾配終了判定手段５３制御復帰手段５４制御切換手段５５勾配開始判定手段５６実スロットル開度演算手段５７スロットル駆動手段５８シフトダウン指令手段５９シフトアップ指令手段６０変速制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車速が目標車速に一致するようにスロッ
トル開度の目標値をフィードバック制御により演算する
第１の目標スロットル開度演算手段と、エンジンのスロ
ットル開度を検出する実スロットル開度検出手段と、前
記検出したスロットル開度が目標スロットル開度に一致
するようにスロットルを駆動するスロットル駆動手段
と、前記スロットル開度の全閉位置付近において車速ま
たはスロットル開度のハンチングを検出したときに所定
の勾配の下り坂であることを判定する勾配開始判定手段
と、スロットル開度の全閉位置付近においてハンチング
を抑制すべくスロットル開度の目標値を演算する第２の
目標スロットル開度演算手段と、前記勾配開始判定手段
の判定結果が所定勾配の下り坂となったときに、スロッ
トル駆動手段の制御を第２の目標スロットル開度演算手
段へ切り換える制御切換手段と、車両の走行状態に基づ
いて前記所定の勾配の下り坂が終了したことを判定する
勾配終了判定手段と、前記勾配終了判定手段が前記下り
坂の終了を判定したときに前記スロットル駆動手段の制
御を第２目標スロットル開度演算手段から前記第１目標
スロットル開度演算手段へ切り換える制御復帰手段とを
備えたことを特徴とする車両用定速走行制御装置。
【請求項２】前記第２目標スロットル開度演算手段
が、フィードバック制御のゲインを前記第１目標スロッ
トル開度演算手段に比して小なる所定の値に設定したこ
とを特徴とする請求項１に記載の車両用定速走行制御装
置。
【請求項３】前記第２目標スロットル開度演算手段
が、検出した車速と目標車速の偏差に応じて目標スロッ
トル開度を全閉位置または所定の微小開度のいずれか一
方に切り換えることを特徴とする請求項１に記載の車両
用定速走行制御装置。
【請求項４】車速が目標車速に一致するように自動変
速機のギヤ位置を変更する変速制御手段と、エンジンの
スロットル開度を検出する実スロットル開度検出手段
と、前記スロットル開度の全閉位置付近において車速ま
たはスロットル開度のハンチングを検出したときに所定
の勾配の下り坂であることを判定する勾配開始判定手段
と、前記勾配開始判定手段の判定結果が所定勾配の下り
坂となったときに、前記変速制御手段へシフトダウンを
指令するシフトダウン指令手段と、車両の走行状態に基
づいて前記所定の勾配の下り坂が終了したことを判定す
る勾配終了判定手段と、前記勾配終了判定手段が前記下
り坂の終了を判定したときに前記変速制御手段へシフト
アップを指令するシフトアップ指令手段とを備えたこと
を特徴とする車両用定速走行制御装置。
【請求項５】前記勾配終了判定手段が、車両に加わる
走行抵抗を推定する走行抵抗推定手段と、前記勾配開始
判定手段が所定の下り坂を判定したときの走行抵抗推定
値を記憶する走行抵抗記憶手段と、この走行抵抗記憶手
段の記憶値と現在の走行抵抗推定値とを比較する手段と
を備えて、この比較結果が前記記憶値より現在の走行抵
抗推定値が所定値以上に増大したときに前記所定の下り
坂の終了を判定することを特徴とする請求項１ないし請
求項４のいずれかひとつに記載の車両用定速走行制御装
置。
【請求項６】前記勾配終了判定手段が、検出した車速
と目標車速の偏差が所定値以上となったときに前記所定
の下り坂の終了を判定することを特徴とする請求項１な
いし請求項４のいずれかひとつに記載の車両用定速走行
制御装置。