JPS61166735A - 車速制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、アクセル操作子の操作に応じ目標車速を求め
て実車速がその目標車速となるようにスロットル弁を電
気的に開閉制御する車速制御装置に関する。

（発明の背景） 従来より車両においては、第２図に示されるようにアク
セルペダル１０とスロットル弁１２とがワイヤ１４によ
り機械的に連結されており、このためスロットル弁１２
の開度はアクセルペダル′１Ｏの踏込量で一義的に決定
されていた。

従って、車速を一定に保つためには車速計を観察しなが
らその現在車速と目標となる車速との差に応じてアクセ
ルペダル１０を踏操作することが運転者に対して要求さ
れ、またこの操作は上り坂や下り坂のように車両の走行
負荷が変動する場合には難しく、このためそのようなア
クセル操作は運転者にとって負担となっていた。

そこで、特開昭５０−４３６２６などで示されるこの種
の装置が提案されている。

この装置ではアクセルペダルとスロットル弁とが機械的
には非連結とされており、電気的に検出されたアクセル
ペダルの踏込量から目標車速が求められてその目標車速
に実車速が一致するようにスロットル弁がモータなどに
より開閉駆動されている。

この種の装置によれば、アクセルペダルの踏込量が一定
である限りその踏込量に相当する目標車速へ車両の走行
負荷変動にかかわらず車速が制御されるので、アクセル
ワークに対する運転者の負担が軽減され、その軽減効果
はオートマチックトランスミッション車に関しては特に
好ましいものである。

第３図はこの種の装置に適用される車速制御システムを
説明するもので、比較手段１６で求められた目標車速に
対する実車速の偏差から操作量として目標のスロットル
弁開度がＰＩＤ制御系１８において得られている。　　
　゛ そしてＰＩＤ制御系１８には比例制御要素、積分制御要
素、微分制御要素が含まれており、１００〜３００　ｍ
５ｅｃの比較的長い周期でサンプリングされた偏差から
スロットル弁の操作量が求められている。

この重速制御システムは設定車速へ実車速を制御する自
動定速走行制御装置にも適用されているが、この自動定
速走行制御装置では目標値および外乱（走行負荷の変動
）による誤差がステップ的に変化することが制御の前提
とされないの、に対し、そのシステムがそのままこの種
の装置に適用されると、制御応答性およびｈ口速立ち上
がりにおいて運転者に違和感を与えるという問題が生ず
る。

すなわち制御応答性に関しては、加速時におけるアクセ
ルペダル踏込み速度が一般にフルストローク／１００〜
２０　ＱｍＳｅＣであるのに対してサンプリング周期が
１００〜３ＱＱｍｓｅｃであるので、アクセルペダル踏
込み操作に対し加速度ピークが２ＱＱｍｓｅｃ以上遅れ
、運転者に車両の加速に対して違和感が与えられる。

また加速立ち上がりに関しては、例えば第４図の（イ）
のように実車速と目標車速とが一致している定常状態か
ら（ロ）の目標車速走行へ加速移行するためにアクセル
ペダル踏込量が特性ａのようにステップ的に変化した場
合にはスロットル弁が特性ｅに従い開かれることにより
車速が特性ｄのように徐々に上昇するので、運転者に加
速体感上において違和感が与えられ、このことは運転者
に対してアクセルペダルの踏み増し操作を促し、従って
その負担軽減効果が損われる。

（発明の目的） 本発明は上記従来の課題に鑑みて為されたちのであり、
その目的は、アクセルペダルの踏操作に対して車速の立
ち上がり特性が良好であって加速度ピークの遅れが抑制
される加速体感上極めて好適な車速制御装置を提供する
ことにある。

（発明の概要） 上記目的を達成するために本発明では、車速変化が密間
隔でサンプリングされており、またアクセル操作子のス
ロットル弁開度増加方向操作とに対してスロットル弁が
オーバーシュートして開き操作されている。

ざらに、スロットル弁目標開度の変化許容値（すなわち
その上限値と上限値のうち少なくとも一方）が目標車速
から求められて設定されており、変化許容値で制限され
た目標開度へスロットル弁が開閉駆動がされている。

このため本発明に係る装置は第１図に示されるように構
成されている。

すなわち第１図において、アクセル操作子１００の操作
量が操作量検出手段１０２により、また車速が車速検出
手段１０４により各々検出されており、手段１０２の検
出操作量と手段１０４の検出車速は目標値発生手段１０
６の目標車速演算手段１０８と車速偏差演算手段１１０
とに各々与えられている。

そして目標車速演算手段１０８では検出操作量から目標
車速が求められており、その目標車速は車速偏差演算手
段１１０および変化許容値演算手段１１２に与えられて
いる。

車速偏差演算手段１１０では目標車速に対する検出車速
の偏差が求められており、その偏差はサンプリング手段
１１４により密間隔でサンプリングされている。

ざらにそのサンプリング値は目標値演算手段１１６に与
えられており、目標値演算手段１１６ではこのサンプリ
ング値から目標開度が求められている。

目標値演算手段１１６で求められた目標開度は、アクセ
ル操作子１００のスロットル開度増加方向操作に対して
スロットル弁開度がオーバーシュートするもので、変化
許容値演算手段１１２で求められた変化許容値とともに
目標開度制限手段１１８に与えられている。

上記変化許容値は目標車速から求められたもので目標開
度の上限、下限の一方または双方であり、目標開度制限
手段１１８ではこの変化許容値までに目標開度が制限さ
れる。

そしてその制限された目標開度はスロットル弁駆動手段
１２０に与えられており、スロットル弁１２２はこの目
標開度へスロットル弁駆動手段１２０により開閉駆動さ
れている。

（実施例の説明） 以下、図面に基づいて本発明に係る装置の好適な実施例
を説明する。

第５図において、アクセルペダル１０の踏込量がアクセ
ルポテンショメータ２０により検出されており、また車
速センサ２２により車速が検出されている。

そしてそれらの検出信号はスロットル弁制御回路２４に
与えられている。

スロットル弁制御回路２４はマイクロコンピュータを中
心として構成されており、そのマイクロコンピュータで
はそれら検出信号に基づいて所定の演算が行なわれ、こ
れによりモータ制御信号が得られている。

そのモータ制御信号はサーボドライバ２６に与えられて
おり、スロットル弁１２を開閉駆動するモータ２８はモ
ータ制御信号に従ってサーボドライバ２６により制御さ
れている。

第６図には上記マイクロコンピュータで行なわれる演算
内容が示されており、最初のステップ２００ではアクセ
ルペダル１０の踏込１１ｅ（ｎ）が読込まれる。

そしてステップ２０２ではその踏込！、ｅ（ｎ）から目
標車速ＶＴ（ｎ）が求められる。

本実施例では踏込量ｊ２（ｎ＞と目標車速ＶＴ（ｎ）と
の関係は第７図の特性、３００で示されるように設定さ
れており、それらはマイクロコンピュータのメモリにテ
ーブルの形で対応して格納されている。従って目標車速
ＶＴ　（ｎ）はそのテーブルから踏込！！（ｎ）を用い
て求められる。

さらにステップ２０４では実車速ｖｒ　（ｎ＞が読込ま
れ、ステップ２０６では目標車速Ｖｒ　（ｎ＞から実車
速ｖｒ　（ｎ＞が差引かれて制御誤差△Ｖ（ｎ＞が求め
られる。

またステップ２０８では制ｍ誤差ΔＶ（ｎ）に基づいて
スロワ１−ル弁１２に対する目標開度θ（ｎ＞が θ（ｎ＞＝Ｋｐ八Ｖへ（ｎ）＋ＫＩΣΔＶ（ｎ）の演算
により求められる。

ただし、ｉ＝１・・・ｎであり、Ｋｐは比例制御定数、
Ｋｌは積分制御定数、Ｋｏは微分制御定数である。

ここで、制御誤差（車速偏差）ΔＶ　（ｎ）のサンプリ
ングは１０〜５Ｑｍｓｅｃの短い周期で行なわれており
、また上記定数Ｋｐ、Ｋｔ、Ｋｏはアクセルペダル１０
の操作に対してスロットル弁１２の開度がオーバーシュ
ートする値に各々設定されている。

このためアクセルペダル１０の踏込量が加速のためフル
ストローク／１００〜２００ｍ５ｅｃの速度で第４図の
特性ａにより示されるようにステップ的に変化した場合
には、スロットル弁１２の開度は特性Ｃで示されるよう
にアクセルペダル１０の踏込操作に対してオーバーシュ
ートし、車速Ｖｉは特性すに従って立ち上がる。

その結果、加速のためのアクセルペダル１０の踏込操作
に対して加速度ピークは１００〜２００ｍ５ｅｃだけ遅
れ、またそのときの車速立ち上がりは十分なものとなる
。

従って、運転者に違和感を与えることなく車両を加速さ
せることが可能となる。

以上のようにして本実施例では車速制御が行なわれるが
、その際において第８図に示されるようにアクセルペダ
ル１０の踏込量が変化すると、同図に示されるようにス
ロットル弁１２の開度および車速Ｖｉが変化する。

そのときスロットル弁１２は特性ｑのように急激に開き
制御され、これによりエンジンの出力トルクが急峻に立
ち上がって車速Ｖ１が特性ｊで上昇するので、そのトル
ク立ち上がりで加速ショックが体感される虞れが生じ、
さらにオートマチックトランスミッション車においては
時刻ｆでキックダウンが、また時刻Ｑでシフトアップが
行なりれて運転者の意図しない変速ショックが発生する
。

また、第８図中の（イ）において定速走行中、特性ａに
従い減速のためにアクセルペダル１０が急に無操作状態
とされた後、定常状態となる前に特性りで加速のために
アクセルペダル１０が再び急に踏操作されると、その間
においては車速誤差が負側でスロットル弁１２は閉方向
駆動中であり、　　　　　゛期間Ｔｏに亘ってスロット
ル弁１２は開かれない。

従って、その期間Ｔｏ中はアクセルペダル１０の踏操作
にもかかわらず特性にのように車両は加速されす、この
ため運転者に対して違和感が与えられる。

そこで本実施例では第６図において前記ステラ１２０８
の後にステップ２１０とステップ２１２が挿入されてい
る。

そのステップ２１０では目標車速ｖＴからスロットル弁
１２の目標開度に対する上限値θｍａｘ（ｎ＞と下限値
θｍ１ｎ（ｎ）とが変化許容値として求められる。

なお本実施例では第９図に示されるように特性θｍａｘ
　、θｍｉｎがマイクロコンピュータのメモリにテーブ
ルの形で格納されており、それら特性θｍａｘ　、θｍ
ｉｎから上限値ｏｔｎａＸ（ｎ＞、下限値θｒｌＩｉｎ
（ｎ＞が目標車速ＶＴを用いて求められている。

またステップ２１２では前記ステップ２０８で求められ
たスロットル弁１２に対する目標開度θ（ｎ＞が上限値
θｍａｘ（ｎ）と下限値θｍ１ｎ（ｎ）で規定される範
囲内にあるか否かが判定される。

そして目標開度θ（ｎ）がその範囲内にあるときはその
まま出力されて上述の制御が行なわれるが、その範囲内
にないときには上限値θｍａｘ（ｎ）または下限値θｍ
１ｎ（ｎ）に変更されて出力される。

このためアクセルペダル１０の踏込時においてオーバー
シュート制御により目標開度θ（ｎ＞が上限値θｍａｘ
（ｎ）を越えるときには、第１０図の特性ｒで示される
ようにスロットル弁１２の開度は上限値θｍａｘ（ｎ）
に制限され、これにより車速Ｖｉが特性Ｗで立ち上がっ
て加速ショックが抑制されるとともに、運転者の意図し
ない不要なシフトアップやシフトダウンが防止されて変
速ショックが阻止される。

またアクセルペダル１０の再踏込時において目標開度θ
（ｎ＞が下限値θｍ１ｎ（ｎ）を下回るときには、スロ
ットル弁１２の開度は下限値θｍ１ｎ（ｎ＞に制限され
、これによりスロットル弁１２は第８図の特性Ｓに対し
て特性■に従って開かれ、車速Ｖｉは特性Ｕに従い減少
する。

従って目標車速■Ｔより実車速Ｖｉ　（ｎ＞が高い場合
であってもスロットル弁１２が開かれ、そ。

の結果、アクセルペダル１０の前踏操作に対して忠実に
車両が加速される。

以上説明したように本実施例によれば、加速ショック、
そして意図しないキックダウン、シフトアップによる変
速ショックを招くことなく、またアクセルペダル１０の
前踏操作に対して遅れを招くことなく、良好な車速立ち
上がり特性でかつ加速度ピークの遅れが抑制された車両
の加速をアクセルワークに対して忠実に行なえ、極めて
良好な加速感を運転者に与えることが可能となる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、運転者のアクセル
ワークに対して忠実で良好な車両加速を運転者に不快感
を与えることなく行なうことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はクレーム対応図、第２図はアクセルペダルとス
ロットル弁の連結機構説明図、第３図は車速制御システ
ムのモデル図、第４図はアクセルペダル踏込量、車速、
スロットル弁開度の特性図、第５図は本発明に係る装置
の好適な実施例を示すブロック図、第６図はフローチャ
ート、第７図はアクセルペダル踏込量−目標車速特性図
、第８図はアクセルペダル踏込量、車速、スロットル弁
開度の特性図、第９図は目標車速−スロットル弁開度特
性図、第１０図はアクセルペダル踏込量、車速、上下限
値、スロットル弁開度の特性図である。 １００・・・アクセル操作子 １０２・・・操作量検出手段 １０４・・・車速検出手段 １０６・・・目標値発生手段 １０８・・・目標車速演算手段 １１０・・・車速偏差演算手段 １１２・・・変化許容値演算手段 １１４・・・サンプリング手段 １１６・・・目標値演算手段 １１８・・・目標開度制限手段 １２０・・・スロットル弁駆動手段 １２２・・・スロットル弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　アクセル操作子の操作量を検出する操作量検出
   手段と、 車速を検出する車速検出手段と、 検出操作量から目標車速を求める目標車速演算手段と、 目標車速に対する検出車速の偏差を求める車速偏差演算
   手段と、 車速偏差からスロットル弁の目標開度を求める目標値発
   生手段と、 スロットル弁を目標開度へ開閉駆動するスロットル弁駆
   動手段と、 を有し、 目標値発生手段は、 車速偏差を密間隔でサンプリングするサンプリング手段
   と、 アクセル操作子のスロットル開度増加方向操作に対して
   スロットル弁開度がオーバーシユートする目標開度をサ
   ンプリング値から求める目標値演算手段と、 目標開度の変化許容値を目標車速から求める変化許容値
   演算手段と、 変化許容値までに目標開度を制限してスロットル弁駆動
   手段に与える目標開度制限手段と、を含む、 ことを特徴とする車速制御装置。