JP3277740B2

JP3277740B2 - 車両用自動速度制御装置

Info

Publication number: JP3277740B2
Application number: JP02064095A
Authority: JP
Inventors: 英夫中村
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1995-02-08
Filing date: 1995-02-08
Publication date: 2002-04-22
Anticipated expiration: 2017-04-22
Also published as: JPH08207619A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両の走行速度（以
下、車速とも言う。）を自動制御する車両用自動速度制
御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の車両用自動速度制御装置として
は、特開平４−１３２８４５号公報に開示されるものが
ある（第１従来例）。これは、「目標車速と実車速との
偏差に基づいて、両者を一致させるような目標駆動力を
演算し、この目標駆動力に実駆動力を一致させるように
スロットル弁開度を制御することで、車速制御性能を向
上させる」ようにしたものである。

【０００３】また、公知の一般的な制御手法（第２従来
例）として、「近似ゼロイング制御手法」が知られてい
る。これは、制御対象への操作量と制御対象の出力に基
づいて、制御対象の動的モデルを用いた外乱推定器（デ
ィスターバンスオブザーバ）を用いて制御対象に加わる
外乱を推定し、この推定結果に基づき操作量を補正する
ことで、外乱による影響を排除するようにするものであ
る。

【０００４】さらに、特開平１−３１３１３６号公報に
開示されるものがある（第３従来例）。これは、目標エ
ンジントルクを達成するために、予め記憶されたエンジ
ン性能データを用いて目標スロットル弁開度を求め、実
スロットル弁開度を目標スロットル弁開度に一致させる
ように制御するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ここで、車両用自動速
度制御装置において、車速をより高精度に目標車速に制
御するために、上記第１従来例と第２従来例とを組み合
わせた場合を考えてみると、外乱推定器により車両に加
わる外乱である走行抵抗（勾配抵抗，空気抵抗，転がり
抵抗の総和）を推定して、当該推定結果に基づき、車速
偏差から求められた目標駆動力を補正することで、走行
抵抗の変化に左右されない車速制御性能を達成すること
ができる。

【０００６】しかしながら、上記の組み合わせでは、以
下のような問題がある。即ち、制御対象である車両の駆
動力が有限であるために、車速制御中に、それを越える
駆動力（負に場合はエンジンブレーキ力）を必要とした
時に、外乱推定器の内部に誤差が溜まり続け、その後の
車速制御性能を低下させてしまう。つまり、例えば、定
車速制御中に、急な登り坂に入って、車両の最大駆動力
をもってしても駆動力が不足して車速が目標値に対して
低下する状況を想定してみる。この状況下では、外乱推
定器の内部に誤差が溜まり続け、目標駆動力がプラス側
に大きく補正されてしまい、道路勾配が平坦に戻った後
でもこの影響が暫く残り、結果として車速が逆にオーバ
ーシュートしてしまうことになる（図８Ａ参照）。

【０００７】一方、自動速度制御中（以下、定車速制御
中とも言う。）に、急な下り坂に入って、車両の最大エ
ンジンブレーキ力をもってしてもエンジンブレーキ力が
不足して車速が目標値を越えてしまう状況を想定してみ
る。この状況下では、外乱推定器の内部に誤差が溜まり
続け、目標駆動力がマイナス側に大きく補正されてしま
い、道路勾配が平坦に戻った後でもこの影響が暫く残
り、結果として車速が逆にアンダーシュートしてしまう
ことになるのである（図８Ｂ参照）。

【０００８】さらに、第１従来例と第３従来例との組み
合わせを考えてみても、以下のような問題がある。即
ち、エンジン性能の非線形な特性によって、スロットル
弁開度が全開にならなくてもほぼ最大のエンジン出力ト
ルクが発生する運転領域がある。この非線形なエンジン
特性データを用いて目標エンジントルクから目標スロッ
トル弁開度を求めるようにした場合には、スロットル弁
開度は最大エンジン出力トルクが得られると予め想定さ
れた開度以上の値にはならない。従って、実際の車両の
エンジン特性にバラツキがあって、最大トルクに差があ
っても、必ずしもそのエンジンの最大エンジントルク、
即ち最大の駆動力が得られない場合がある（図９参
照）。

【０００９】本発明は、かかる実情に鑑みなされたもの
であり、目標車速が得られるように、目標駆動力を演算
し、この目標駆動力が得られるように、エンジンを制御
するようにした車両用自動車速制御装置において、目標
駆動力が現実に達成できない値に設定された場合に発生
する走行抵抗の推定演算の誤差を抑制して、以って高精
度な車両の自動速度制御を行なうことができるようにし
た車両用自動速度制御装置を提供することを第１の目的
とする。

【００１０】また、目標車速が得られるように、目標駆
動力を演算し、この目標駆動力が得られるように、スロ
ットル弁開度を制御するようにした車両用自動車速制御
装置において、目標スロットル弁開度の設定に際し、従
来の非線形なエンジン特性データに代えて、エンジント
ルクがスロットル弁開度全域で必ず一対一で対応するよ
うに拡張されたエンジン特性データを用いて目標スロッ
トル弁開度を設定することで、実際の車両のエンジン特
性にバラツキがあっても高精度に目標スロットル弁開度
を設定できるようにして、以って高精度な車両の自動速
度制御を行なうことができるようにした車両用自動速度
制御装置を提供することを第２の目的とする。

【００１１】なお、上記車両用自動速度制御装置におい
て、更なる高精度化，簡略化を図ることも本発明の目的
である。

【００１２】このため、請求項1に記載の発明は、図１に
示すように、車両の実車速と目標車速とに基づいて、両
者を略一致させるような目標駆動力を演算する目標駆動
力演算手段と、前記演算された目標駆動力と、車両の走
行抵抗推定値と、に基づいて、最終目標駆動力を演算す
る最終目標駆動力演算手段と、前記演算された最終目標
駆動力をエンジン特性から決定される最大駆動力及び最
小駆動力で制限することで、修正最終目標駆動力を得る
最終目標駆動力修正手段と、前記修正最終目標駆動力
と、実車速と、に基づいて、前記車両の走行抵抗値を推
定演算する走行抵抗演算手段と、を含んで構成した。

【００１３】

【００１４】請求項２に記載の発明は、図２に示すよう
に、車両の実車速と目標車速とに基づいて、両者を略一
致させるような目標駆動力を演算する目標駆動力演算手
段と、前記演算された目標駆動力と、車両の走行抵抗推
定値と、に基づいて、最終目標駆動力を演算する最終目
標駆動力演算手段と、前記演算された最終目標駆動力を
エンジン特性から決定される最大駆動力及び最小駆動力
で制限することで、修正最終目標駆動力を得る最終目標
駆動力修正手段と、前記修正最終目標駆動力と、実車速
と、に基づいて、前記車両の走行抵抗値を推定演算する
走行抵抗演算手段と、前記最終目標駆動力演算手段によ
り演算された最終目標駆動力と、エンジントルクがスロ
ットル弁開度全域で一対一で対応するように拡張された
エンジン特性データと、に基づいて、目標スロットル弁
開度を設定する目標スロットル弁開度設定手段と、前記
目標スロットル弁開度に実スロットル弁開度が略一致す
るようにスロットル弁を制御するスロットル弁制御手段
と、を含んで構成した。

【００１５】請求項３に記載の発明は、エンジン回転速
度毎に設定されたスロットル弁全開時及び全閉時のエン
ジントルクに基づいて、前記上限値及び下限値を設定す
るように構成した。請求項４に記載の発明は、前記目標
駆動力を、予め定められた規範モデルの応答特性に沿っ
て前記実車速が前記目標車速に略一致するような目標駆
動力を演算するモデルマッチング車速制御手段を用いて
演算するようにした。

【００１６】

【作用】かかる構成を備える請求項１に記載の発明で
は、前記走行抵抗演算手段における走行抵抗の推定演算
に用いる最終目標駆動力に対して、エンジン特性等から
求まる最大駆動力（上限値）と最小駆動力（下限値）と
により修正（制限）を加えるようにして、最終目標駆動
力が現実には得られない値に設定されたような場合にお
いても、走行抵抗の推定演算に誤差が生じないようにす
る。これにより、例えば、自動速度制御中に、急な登り
坂に入って、車両の最大駆動力をもってしても駆動力が
不足して、車速が目標値に対して低下してしまうような
場合や、急な下り坂に入って、車両の最大エンジンブレ
ーキ力をもってしても、エンジンブレーキ力が不足し
て、車速が目標値を大きく越えてしまうような場合で
も、前記走行抵抗演算手段内部に誤差が蓄積されること
がなく、道路勾配が平坦に戻った後でも走行抵抗演算手
段が速やかに機能してオーバー或いはアンダーシュート
することなく車速を目標車速に制御することができるよ
うになる。従って、高精度な車両の自動速度制御を行な
うことができるようになる。

【００１７】

【００１８】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明の構成に、最終目標駆動力演算手段により演算
された最終目標駆動力を用いる目標スロットル弁開度設
定手段を付加したことで、目標スロットル弁開度の設定
に際して、エンジントルクがスロットル弁開度全域に必
ず一対一で対応するような拡張されたエンジン特性デー
タ（線形）を用いて目標スロットル弁開度を求めるよう
にする。これにより、例えば、目標車速から車速が低下
してしまうような急な登り坂では、スロットル弁を全開
まで完全に開くことができるようになるので、エンジン
特性のバラツキに左右されることなく、そのエンジンの
最大駆動力を引き出すことができる。従って、高精度な
車両の自動速度制御を行なうことができるようになる。
なお、第２目標スロットル弁開度設定手段は、設定精度
向上のために、走行抵抗値を加味した目標駆動力を用い
て、目標スロットル弁開度を設定するようにしてもよ
い。

【００１９】請求項３に記載の発明では、比較的簡単な
構成により、高精度に、前記上限値及び下限値を設定す
ることが可能となる。請求項４に記載の発明では、比較
的簡単な構成により、高精度に、目標駆動力を演算でき
る。

【００２０】

【実施例】以下に、本発明の実施例を説明する。図３
は、本発明の一実施例に係る自動速度制御装置のシステ
ム構成図である。この図３において、図示しない車両に
搭載されたエンジン20の出力側には、自動変速機30が設
けられている。この自動変速機30は、エンジン20の出力
側に介在する流体式トルクコンバータ40と、この流体式
トルクコンバータ40を介してエンジン20に連結された歯
車式変速機50と、この歯車式変速機50中の各種変速要素
の結合・開放操作を行う油圧アクチュエータ（図示せ
ず）とを備えて構成される。

【００２１】前記油圧アクチュエータ（図示せず）に対
する作動油圧は図示しない各種の電磁バルブを介して制
御され、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，デジタルポート，Ａ
／Ｄポート，各種タイマー等を内蔵するマイクロコンピ
ュータからなる自動変速機用コントロールユニット12
は、前記各種の電磁バルブのオン・オフの組み合わせに
よって目標のギア位置に変速させる。

【００２２】なお、前記自動変速機用コントロールユニ
ット12は、信号線Ａを介して、定車速制御中（即ち、自
動速度制御中）のギア位置（３ｒｄ又はＯＤ〔オーバー
ドライブ〕）を定速走行用コントロールユニット１へ送
るようになっている。一方、後述する定速走行用コント
ロールユニット１は、自動変速機用コントロールユニッ
ト12へ、定速走行制御中に、信号線Ｂを介して定速走行
制御中信号を送り、また、信号線Ｃを介して定速走行時
ＯＤ（オーバードライブ）キャンセル要求信号を送るよ
うになっている。そして、自動変速機用コントロールユ
ニット12は、定速走行制御中は、定速走行用コントロー
ルユニット１からの指令に基づいて変速制御を行なうよ
うになっている。即ち、自動変速機用コントロールユニ
ット12は、通常走行中は、各種センサからの信号（ＴＶ
ＯやＶsp等）に基づき目標変速段を決定し、かかる目標
変速段に応じて前記電磁バルブをオン・オフさせる変速
信号を出力し、自動変速機２における変速動作を制御
し、定速走行制御中は、定速走行用コントロールユニッ
ト１らの信号に基づいて目標変速段を決定し、かかる目
標変速段に応じて前記電磁バルブをオン・オフさせる変
速信号を出力し、自動変速機２における変速動作を制御
することとなる。なお、前記定速走行用コントロールユ
ニット１と自動変速機用コントロールユニット12との間
の通信に関しては、本実施例では最も簡単なパラレル型
としたが、他の型式のものであってもよい。

【００２３】ところで、前記定速走行用コントロールユ
ニット１は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，デジタルポー
ト，Ａ／Ｄポート，各種タイマー等を内蔵するワンチッ
プマイコン（或いは同機能を実現する複数チップマイコ
ン）及びスロットルアクチュエータ駆動回路１−３によ
って構成される。なお、本実施例のように、異常時に定
速走行制御をキャンセルさせるフェイルセーフ用遮断回
路１−２を備えるようにするのが好ましい。

【００２４】前記定速走行用コントロールユニット１に
は、各種信号が入力される。前記各種信号は、ドライバ
ーが操作するスイッチ２〜７、及び車速センサ８，スロ
ットルセンサ９，クランク角センサ１０からの信号等で
あり、これらの信号に基づいて、定速走行用コントロー
ルユニット１では定速走行制御の開始または解除等を判
断するようになっている。

【００２５】ここで、メインスイッチ（ＭＡＩＮＳ
Ｗ）２は、定速走行用コントロールユニット１及びスロ
ットルアクチュエータ駆動回路１−３への電源供給を許
可する定速走行許可スイッチである。セットスイッチ
（ＳＥＴＳＷ）３は、定速走行制御の開始及び設定車
速のセットを行なうためのスイッチである。アクセラレ
ートスイッチ（ＡＣＣＳＷ）４は設定（目標）車速を
上げるためのスイッチで、コーストスイッチ（ＣＯＡＳ
ＴＳＷ）５は設定（目標）車速を下げるためのスイッ
チである。キャンセルスイッチ（ＣＡＮＳＥＬＳＷ）
６は、定速走行制御を解除するスイッチで、ブレーキス
イッチ（ＢＲＡＫＥＳＷ）７は、ドライバーがブレー
キペダルを踏んだときに定速走行制御を解除させるため
のスイッチである。

【００２６】なお、車速センサ８は、電磁ピックアップ
を用いた車速センサであり、自動変速機30の出力軸等に
同期してパルス信号を発生させ、定速走行用コントロー
ルユニット１では、このパルス信号を受けカウント或い
は周期計測することで出力軸回転速度を検出し、当該検
出結果と最終減速比等とに基づいて実車速Ｖspを検出す
るようになっている。このようにして検出された実車速
Ｖspは、スロットルアクチュエータ11の操作量の演算
や、定速走行制御中の変速時期の判断等に用いられる。

【００２７】スロットルセンサ９は、エンジン20の吸気
系に介装されて図示しないアクセルペダルに連動して開
閉するスロットル弁21の開度を検出するポテンショ型の
センサであり、例えば実スロットル弁開度に対応したア
ナログ信号を定速走行用コントロールユニット１に出力
し、当該ユニット１にてＡ／Ｄ変換を行い、実スロット
ル弁開度ＴＶＯを検出できるようになっている。このよ
うにして検出されたスロットル弁開度ＴＶＯは、スロッ
トルアクチュエータ11のサーボコントロール、及び走行
抵抗の推定等に利用される。

【００２８】クランク角センサ10は、エンジン回転速度
の計測に利用されるセンサである。なお、スロットルア
クチュエータ11は、負圧式スロットルアクチュエータで
あり、モータ等で駆動されるバキュームポンプの負圧
を、大気連通可能な複数のソレノイドバルブ（図示せ
ず）の開閉組み合わせにより調整し、この負圧の大きさ
に応じてスロットル弁２１を、アクセル操作に依らず
に、強制作動させることができるものである。

【００２９】ここで、本実施例における定速走行用コン
トロールユニット１が行なう定速走行制御について、図
４のフローチャートに従って説明する。尚、本実施例に
おいて、定速走行用コントロールユニット１が、本発明
に係る目標駆動力演算手段、最終目標駆動力演算手段、
最終目標駆動力修正手段、走行抵抗演算手段、第１目標
スロットル弁開度設定手段、第２目標スロットル弁開度
設定手段、スロットル弁制御手段、モデルマッチング車
速制御手段としての機能をソフトウェア的に備えてい
る。

【００３０】まず、Ｐ１では、１００msec間にカウント
された車速センサ８からのパルス数のカウント値に基づ
いて演算を行い、１００msec間の平均実車速ＶＳＰを計
測する。また、１００msec間にカウントされたクランク
角センサ10からのパルス数のカウント値に基づいて演算
を行い、１００msec間の平均エンジン回転速度Ｎｅを計
測する。さらに、マイコン内のＡ／Ｄ変換機能を用い
て、スロットルセンサ９からのアナログ信号値を読み取
り所定の演算を行いスロットル弁開度ＴＶＯを計測す
る。

【００３１】Ｐ２では、キャンセルスイッチ６，ブレー
キスイッチ７に繋がるデジタルＩ／Ｏポートの状態をモ
ニターして、どちらかがＯＮ状態のときには、定速走行
制御（ＡＳＣＤ〔AUTO SPEED CONTOROL DEVICE〕による
制御) を解除すべく、Ｐ８へ進み、両方ともＯＦＦの場
合には、定速走行制御を許可すべくＰ３へ進む。Ｐ３で
は、セットスイッチ３に繋がるデジタルＩ／Ｏポートの
状態をモニターして、ＯＮの場合にはＰ４へ進み、ＯＦ
Ｆの場合にはＰ７へ進む。

【００３２】Ｐ４では、現在の実車速Ｖspを、目標車速
Ｖspr として記憶する。Ｐ５では、定速走行制御中（Ａ
ＳＣＤ作動中）を示すＡＳＣＤ作動フラグをセットする
（＝１）。Ｐ６では、フェイルセーフ用電源遮断回路１
−２を通電状態とするように、対応するデジタルＩ／Ｏ
ポートのレジスタ所定ビットをセットする。

【００３３】Ｐ７では、ＡＳＣＤ作動フラグをチェック
して、セット状態（＝１）であれば、定速走行制御中と
判断して、Ｐ１０へ進む。非セット状態（＝０）であれ
ば、Ｐ８へ進む。Ｐ８では、各フラグ及び変数の初期化
を行なう。Ｐ９では、フェイルセーフ用電源遮断回路１
−２を遮断状態とするように対応するデジタルＩ／Ｏポ
ートのレジスタ所定ビットをクリアする。

【００３４】Ｐ１０〜Ｐ１４では、目標車速Ｖspr に、
実車速Ｖspを一致させるために、公知の線形制御手法で
ある「モデルマッチング手法」と「近似ゼロイング手
法」を用いて最終目標駆動力ｙ１を演算する。まず、車
速フィードバック補償器の概要をパルス伝達関数を用い
て説明する。制御対象の伝達特性をパルス伝達関数Ｐ
（ｚ-1）でおくと、制御器は図５のようになる。ｚは遅
延演算子であり、ｚ-1を乗ずると１サンプル周期前の値
となる。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
よる影響を抑える。また、Ｃ３（ｚ-1）は、モデルマッ
チング手法による補償器で、制御対象の応答特性を規範
モデルＨ（ｚ-1）の特性に一致させる。

【００３５】目標駆動力を入力、実車速を出力とする部
分を制御対象とおくと、Ｐ（ｚ^-1）は、下式に示す積分
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。

【００３６】

【数１】

【００３７】制御対象のむだ時間を無視して、規範モデ
ルを時定数Ｔａの１次のローパスフィルタとすると、Ｃ
３は下記の定数となる。Ｃ３＝Ｋ＝〔１−exp （−Ｔ／Ｔａ）〕・Ｍ／ＴＰ１０では、モデルマッチング補償器に相当する下記演
算を行い、目標駆動力ｙ４を求める。但し、データｙ(k
-1) は、1 サンプル周期前のデータｙ(k) を示す。

【００３８】ｙ４（ｋ）＝Ｋ・（Ｖspr(k)−Ｖsp(k) ）Ｐ１１では、外乱推定器の一部であるロバスト補償器Ｃ
２（ｚ^-1）に相当する下記演算を行なう。ｙ３（ｋ）＝γ・ｙ３(k-1) ＋（１−γ）・Ｍ／Ｔ・Ｖ
sp(k)−（１−γ）・Ｍ／Ｔ・Ｖsp(k-1) Ｐ１２では、目標駆動力ｙ４を下式で補正して最終目標
駆動力ｙ１(k) を求める。但し、ｙ２(k-2) は、Ｐ１４
で求められるｙ２(k) の２サンプル周期前のデータであ
る。因に、ｙ２(k-2) −ｙ３(k) が、走行抵抗推定値で
ある。

【００３９】ｙ１(k) ＝ｙ４(k) −ｙ３(k) ＋ｙ２(k-2) Ｐ１３では、スロットル弁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 を求める。さらに、下式を用いて最
大駆動力Ｆmaxと最小駆動力Ｆmin を求める。Ｇｍは、
ミッションギア比、Ｇｆはファイナルギア比、Ｒｔはタ
イヤの有効半径である。

【００４０】Ｆmax ＝( Ｔｅmax ・Ｇｍ・Ｇｆ) ／ＲｔＦmin ＝( Ｔｅmin ・Ｇｍ・Ｇｆ) ／Ｒｔさらに、最終目標駆動力ｙ１(k) を、これらの上限値Ｆ
max と下限値Ｆmin で制限してｙ５(k) を求める。即
ち、ｙ１(k) ＞上限値Ｆmax であれば、ｙ５(k) ＝上限
値Ｆmax とし、ｙ１(k) ＜下限値Ｆmin であれば、ｙ５
(k) ＝下限値Ｆmin とし、上限値Ｆmax ≧ｙ１(k) ≧下
限値Ｆmin であれば、ｙ５(k) ＝ｙ１(k) とする。

【００４１】Ｐ１４では、外乱推定器の一部であるロー
パスフィルタとしての補償器Ｃ１（ｚ^-1）に相当する下
記演算を行なう。ｙ２(k) ＝γ・ｙ２(k-1) ＋（１−γ）・ｙ５(k-1)) Ｐ１５では、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。Ｇｍは、ミッションギア比、
Ｇｆはファイナルギア比、Ｒｔはタイヤの有効半径であ
る。

【００４２】Ｔｅr＝（ｙ１・Ｒｔ）／（Ｇｍ・Ｇｆ）さらに、エンジン回転速度毎に予め記憶されたエンジン
非線形特性データマップを用いて、目標エンジントルク
Ｔｅrから、目標スロットル弁開度を表引き演算する。
例えば、図６に示すような、エンジントルクがスロット
ル弁開度全域に必ず対応するような拡張されたデータマ
ップを用いる。図６において、実線部が本来のエンジン
特性データであり、点線部が拡張されたデータである。

【００４３】Ｐ１６では、ＰＩ（比例積分）制御等の公
知の制御手法を用いて、スロットル弁開度偏差Δ（＝目
標開度ＴＶＯR −実開度ＴＶＯ）に基づいて、当該偏差
Δを無くすべく、負圧式スロットルアクチュエータ11の
バキュームポンプ及び大気解放用ソレノイドバルブへの
各出力（駆動）パルス幅（Ｔvac,Ｔvent）を演算する。

【００４４】Ｐ１７では、定速走行用コントロールユニ
ット１内のパルス出力用レジスタに、バキュームポンプ
出力パルス幅Ｔvac と、大気解放用ソレノイドバルブ出
力パルス幅Ｔventを書き込む。かかるフローにより、以
下の作用効果が奏せられる。即ち、”近似ゼロイング手
法”で構成された外乱推定器は、その内部に持つ制御対
象モデル出力と実際の制御対象出力との差異に基づい
て、外乱（走行抵抗）を正確に推定する。

【００４５】特に、定車速制御中に、急な登り坂に入っ
て、車両の最大駆動力をもってしても駆動力が不足し
て、車速が目標値に対して低下する状況を想定した場合
でも、前記外乱推定器に入力される最終目標駆動力が実
際の最大駆動力を越えないように制限され、実際に得ら
れないような大きな目標駆動力値にはならないので、外
乱補償器内部に誤差が蓄積されることがない。従って、
道路勾配が、平坦に戻った後でも外乱推定器が速やかに
機能してオーバーシュートすることなく車速を目標車速
に制御することができる（図７Ａ参照）。

【００４６】逆に、定車速制御中に、急な下り坂に入っ
て、車両の最大エンジンブレーキ力をもってしても、エ
ンジンブレーキ力が不足して、車速が目標値を大きく越
えてしまう状況を想定した場合でも、外乱推定器に入力
される最終目標駆動力値が実際の最小駆動力値を下回わ
らないように制限され、実際に得られないような小さな
目標駆動力値（大きなエンジンブレーキ目標値）にはな
らないので、外乱補償器内部に誤差が蓄積されることが
ない。従って、道路勾配が、平坦に戻った後でも、外乱
推定器が速やかに機能してアンダーシュートすることな
く、車速を目標車速に収束させることができる（図７Ｂ
参照）。

【００４７】さらに、上下限値を制限されていない最終
目標駆動力値から求められた目標エンジントルクに基づ
いて、エンジントルク値と、スロットル弁全開度領域と
が、一対一で対応するように拡張されたエンジン非線形
特性データマップ（図６）を用いて目標スロットル弁開
度を求めるようにしたので、目標車速から車速が低下し
てしまうような急な登り坂でも、スロットル弁を全開ま
で完全に開くことができる。従って、エンジン特性のバ
ラツキに左右されることなく、そのエンジンの最大駆動
力を引き出すことができる。

【００４８】なお、上記実施例において、エンジン回転
速度は、スロットル弁開度と基本燃料噴射量Ｔｐ等のエ
ンジン負荷から推定してもよい。また、エンジントルク
の代わりに、スロットル弁開度以外のエンジン負荷を表
すパラメータ（Ｔｐや吸入空気流量等）を用いることも
できる。また、上記実施例では、本発明の走行抵抗演算
手段と第２目標スロットル弁開度設定手段とを併せ持つ
構成（請求項２に相当）について説明したが、本発明の
走行抵抗演算手段のみを備えるもの（請求項１に相当。
この場合はスロットル弁を強制制御しなくてもよく、例
えばスロットル弁バイパス通路を設け、当該バイパス通
路に介装した流量制御弁〔所謂ＩＳＤ〕等によりエンジ
ントルクを制御するようにしてもよい。）でも、本発明
の第１の目的を達成できる。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、前記走行抵抗演算手段における走行抵抗
の推定演算に用いる最終目標駆動力に対して、エンジン
特性等から求まる上限値と下限値とにより修正（制限）
を加えるようにして、最終目標駆動力が現実には得られ
ない値に設定されたような場合においても、走行抵抗の
推定演算に誤差が生じないようにしたので、前記走行抵
抗演算手段内部に誤差が蓄積されることがなく、道路勾
配が、平坦に戻った後でも走行抵抗演算手段が速やかに
機能してオーバー或いはアンダーシュートすることなく
車速を目標車速に制御することができ、以って高精度な
車両の自動速度制御を行なうことができる。

【００５０】請求項２に記載の発明では、前記第１目標
スロットル弁開度設定手段を備えることで、目標スロッ
トル弁開度の設定に際して、エンジントルクがスロット
ル弁開度全域に必ず一対一で対応するような拡張された
エンジン特性データ（線形）を用いて目標スロットル弁
開度を求めるようにしたので、常に、スロットル弁を全
開まで完全に開くことができるようになるので、エンジ
ン特性のバラツキに左右されることなく、そのエンジン
の最大駆動力を引き出すことができ、以って高精度な車
両の自動速度制御を行なうことができる。

【００５１】請求項２に記載の発明では、比較的簡単な
構成により、高精度に、前記上限値及び下限値を設定す
ることができる。請求項３に記載の発明では、比較的簡
単な構成により、高精度に、目標駆動力を演算すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に記載の発明のブロック図

【図２】請求項２に記載の発明のブロック図

【図３】本発明の一実施例の自動速度制御装置のシス
テム構成図。

【図４】同上実施例における自動速度制御を示すフロ
ーチャート。

【図５】同上実施例における車速フィードバック補償
器の概要をパルス伝達関数を用いて説明した図。

【図６】同上実施例における拡張されたエンジン特性
データを示す図。

【図７】（Ａ）は、登り坂における同上実施例におけ
る作用効果を説明する図。（Ｂ）は、下り坂における同
上実施例における作用効果を説明する図。

【図８】（Ａ）は、従来装置における登り坂での問題
点を説明する図。（Ｂ）は、従来装置における下り坂で
の問題点を説明する図。従来の施例における変速レンジ
切り換え時の変速制御を示すフローチャート。

【図９】従来のエンジン特性データを示す図。

【符号の説明】

１定速走行用コントロールユニット８車速センサ９スロットルセンサ１０クランク角センサ１１スロットルアクチュエータ１２自動変速機用コントロールユニット２０エンジン２１スロットル弁３０自動変速機

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60K 31/00 F02D 29/02 301 F02D 41/04 310

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の実車速と目標車速とに基づいて、両
者を略一致させるような目標駆動力を演算する目標駆動
力演算手段と、前記演算された目標駆動力と、車両の走行抵抗推定値
と、に基づいて、最終目標駆動力を演算する最終目標駆
動力演算手段と、前記演算された最終目標駆動力をエンジン特性から決定
される最大駆動力及び最小駆動力で制限することで、修
正最終目標駆動力を得る最終目標駆動力修正手段と、前記修正最終目標駆動力と、実車速と、に基づいて、前
記車両の走行抵抗値を推定演算する走行抵抗演算手段
と、を含んで構成したことを特徴とする車両用自動速度制御
装置。
【請求項２】車両の実車速と目標車速とに基づいて、両
者を略一致させるような目標駆動力を演算する目標駆動
力演算手段と、前記演算された目標駆動力と、車両の走行抵抗推定値
と、に基づいて、最終目標駆動力を演算する最終目標駆
動力演算手段と、前記演算された最終目標駆動力をエンジン特性から決定
される最大駆動力及び最小駆動力で制限することで、修
正最終目標駆動力を得る最終目標駆動力修正手段と、前記修正最終目標駆動力と、実車速と、に基づいて、前
記車両の走行抵抗値を推定演算する走行抵抗演算手段
と、前記最終目標駆動力演算手段により演算された最終目標
駆動力と、エンジントルクがスロットル弁開度全域で一
対一で対応するように拡張されたエンジン特性データ
と、に基づいて、目標スロットル弁開度を設定する目標
スロットル弁開度設定手段と、前記目標スロットル弁開度に実スロットル弁開度が略一
致するようにスロットル弁を制御するスロットル弁制御
手段と、を含んで構成したことを特徴とする車両用自動速度制御
装置。
【請求項３】エンジン回転速度毎に設定されたスロット
ル弁全開時及び全閉時のエンジントルクに基づいて、前
記最大駆動力及び最小駆動力を設定することを特徴とす
る請求項１または請求項２に記載の車両用自動速度制御
装置。
【請求項４】前記目標駆動力が、予め定められた規範モ
デルの応答特性に沿って前記実車速が前記目標車速に略
一致するような目標駆動力を演算するモデルマッチング
車速制御手段を用いて演算されることを特徴とする請求
項１〜請求項３の何れか１つに記載の車両用自動速度制
御装置。