JPH0712800B2 - 自動車の定速走行制御装置 - Google Patents

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、燃費の悪化を極力抑え、かつ目標車
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た定速走行装置
において、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目的で、車速が低下したときリセ
ットされ、車速がほぼ前記設定車速まで復帰したときセ
ットされるタイマーを設け、このタイマーの設定時間だ
け遅らせてオーバードライブに復帰させるようにした定
速走行制御装置が開示されている。

（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
では、いったんシフトダウンされるとタイマーが作動し
て車速の変化にかかわらず当該低速段での走行が、タイ
マーの設定時間だけ一律に継続することとなる。しか
し、走行条件によっては、シフトダウン後比較的速く目
標車速にに回復する場合がある。この場合には、シフト
アップのときには、すでに、実車速が目標車速を大幅に
上回っている可能性があり、このような状態でシフトア
ップを行うと変速ショックが大きくなる恐れがあるとと
もに必要以上に低速段での走行を行うこととなり、燃費
の面でも好ましくない。また、急な上り坂を走行してい
るような場合には、タイマー設定時間を経過しても目標
車速に到達しない可能性があり、このような場合には、
シフトアップ直後に再びシフトダウンを行わなければな
らないこととなる。すなわち、上記特開昭57−19317号
公報に開示されるようなタイマーを用いて変速制御を行
うようにした定速走行制御装置では、適正な変速制御を
行うことが出来ないという問題がある。

（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設定され
た目標車速に維持するために、適正な変速制御を行うこ
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及び車両の走行状態に
基づき車両を目標車速に到達させるのに必要な目標駆動
力を算出する目標駆動力演算手段と、該目標駆動力演算
手段からの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を備えている。

さらに、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前記目標
駆動力が当該使用中の高速側変速段で発生し得る最大軸
出力を越えた時シフトダウンするとともにシフトダウン
後の走行で使用される低速側変速段での発生軸出力と目
標駆動力との差すなわち当該走行変速段での余裕駆動力
が所定値を越えたときシフトアップを行う変速制御手段
とを備えている。

この場合シフトアップ時の軸出力は、シフトダウン時の
軸出力よりも、小さく設定される。

本発明によれば、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目標駆動力に基づいて決定され
る。

（発明の効果） 本発明によれば、定速走行制御中の変速制御は定速走行
を維持するのに車両に必要な駆動力すなわち目標駆動力
と当該走行変速段において発生し得る最大駆動力すなわ
ち、最大軸出力の大きさに基づいて行われる。この場
合、自動変速機において高速側変速段から低速側変速段
への変速操作すなわち、シフトダウンは目標駆動力が当
該定速走行において使用されている高速側変速段で最大
軸出力を越えた場合に行われる。

そして、シフトダウン後上記低速側変速段から高速変速
段への復帰すなわち、シフトアップは、低速側変速段で
の走行において発生する軸出力と目標駆動力との差すな
わち余裕駆動力が予め設定された値よりも大きくなった
とき、行われるようになっている。

上記のように本発明の定速走行制御装置では、目標駆動
力と車両の軸出力との関係に着目して変速制御をおこな
うようになっており、この場合、目標駆動力と軸出力と
の関係の変化は車速変化に先行して生じる。この結果、
本発明の変速制御では、車速変化を予測してスロットル
開度制御を行うことができ、従来の車速変化そのものに
着目した変速制御に比べ、路面勾配、路面抵抗等の走行
条件の変化の影響を極力少なくすることができる。すな
わち、本発明により、適正な変速制御を行うことができ
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
け入れるスイッチ入力回路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
23、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６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、パワーエンリッチを禁止する
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(THAS
C)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
に入っているときオン）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サブ
ルーチンにより算出された実車速(VSR)と目標車速(VSOB
J)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、15Km/
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)を演算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(DEFVS)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(V
SR)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(TROBJ)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(VSOBJ)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(VSR)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(WKIN
T)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、自動変速機用のオイル温度により、動力伝達効
率が変化するためコントローラ７は、上記オイル温度が
低い程目標駆動力(TEOBJ)を大きくする補正係数Ｋ_Ｏを
算出し、この補正係数Ｋ_Ｏを目標駆動力(TROBJ)に乗じ
てこれを補正する。

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(TR
OBJ)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(THASC)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(THASC)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10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(VS
T)を計測する。つぎに、この車速パルス周期(VST)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、過去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(THE)
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(THE)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(VSD)
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(VSOB
J)、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)の初期値を設定する
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、コントローラ７は、実車速
(VSR)と各変速段(GPR)での発揮し得る最大駆動力(TRMA
X)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(TR
OBJ)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(TRMA
X)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。

第９図には、空燃比制御サブルーチンのフローチャート
が示されており、このルーチンでは、コントローラ７
は、目標駆動力(TROBJ)及び実車速(VSR)の値に基づき、
マップを用いて目標空燃比(AFOBJ)を求める。

そして、この目標空燃比(AFOBJ)の値により、現在の運
転状態がパワーエンリッチ条件を満足しているかどう
か、を判断する。しかし、本例の制御では、定速走行制
御を行う場合には、パワーエンリッチを行わないことと
していので、燃料噴射手段に対してパワーエンリッチ禁
止信号をおくる。

以上のように、本例の定速走行制御においては車両の軸
出力に着目して変速制御をおこなうようにしているの
で、従来のように、単純に車速に応じて変速制御を行う
もの、あるいは、タイマーを用いる形式のものに比べて
走行条件による影響が少なく、従って適正な変速制御を
行うことができる。

【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、パワーエン
リッチを禁止するための空燃比制御サブルーチンのフロ
ーチャート、第10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 (1)

【特許請求の範囲】
1. 【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
   段からの出力信号及び車両の走行状態に基づき車両を目
   標車速に到達させるのに必要な目標駆動力を算出する目
   標駆動力演算手段と、該目標駆動力演算手段からの信号
   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前記目標駆動力が
   当該使用中の高速側変速段で発生し得る最大軸出力を越
   えた時シフトダウンするとともにシフトダウン後の走行
   で使用される低速側変速段での発生軸出力と目標駆動力
   との差が所定値を越えたときシフトアップを行う変速制
   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。