JPH1035322A

JPH1035322A - 車両用自動車速制御装置

Info

Publication number: JPH1035322A
Application number: JP19225396A
Authority: JP
Inventors: Takenori Hashizume; 武徳橋詰
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1996-07-22
Filing date: 1996-07-22
Publication date: 1998-02-10

Abstract

(57)【要約】【課題】加速終了時や登坂終了時の車速のオーバーシ
ュートを抑制する。【解決手段】エンジン非線形定常特性マップを、目標
エンジントルクが所定値を越えたら目標スロットル開度
が一定になるように設定する。そして、実車速と目標車
速との偏差に基づいて目標エンジントルクを演算し、上
記エンジン非線形定常特性マップにより目標エンジント
ルクから目標スロットル開度を表引き演算し、実スロッ
トル開度が目標スロットル開度となるようにスロットル
バルブを制御する。これにより、加速終了時や登坂走行
終了時にスロットルをすばやく閉じることができ、車速
のオーバーシュートを十分に抑制することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の走行速度が
目標値になるように制御する自動車速制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】目標車速と実車速との偏差に基づいて目
標エンジントルクを演算し、予め計測されたエンジン非
線形定常特性マップから目標エンジントルクとエンジン
回転速度とによりスロットル開度指令値を表引き演算
し、実スロットル開度を開度指令値に一致させるように
制御する車両用自動車速制御装置が知られている（例え
ば、特開昭６３−１４４７９７号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の車両用自動車速制御装置では、エンジンの非線
形特性により最大トルク付近ではトルク変化に対するス
ロットル開度の変化率が大きいので、大きな出力トルク
が要求される加速時や登坂路走行時にはトルク指令値の
微小増加に対してスロットルが大きく開いてしまう。そ
のため、加速終了時や登坂終了時にはスロットルの戻り
が遅れ、車速のオーバーシュートが発生するという問題
がある。

【０００４】本発明の目的は、加速終了時や登坂終了時
の車速のオーバーシュートを抑制する車両用自動車速制
御装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

（１）請求項１の発明は、エンジン非線形定常特性マ
ップを、目標エンジントルクが所定値を越えたら目標ス
ロットル開度が一定になるように設定する。そして、実
車速と目標車速との偏差に基づいて目標エンジントルク
を演算し、上記エンジン非線形定常特性マップにより目
標エンジントルクから目標スロットル開度を表引き演算
し、実スロットル開度が目標スロットル開度となるよう
にスロットルバルブを制御する。（２）請求項２の車両用自動車速制御装置は、上記所
定値を車両の状態に応じて変更するようにしたものであ
る。（３）請求項３の車両用自動車速制御装置は、車両の
加速度を推定し、定速走行制御中に加速度推定値がしき
い値１より低下した時点の目標エンジントルクを上記所
定値に設定するようにしたものである。（４）請求項４の車両用自動車速制御装置は、車両の
加速度を推定し、加速制御中に加速度推定値が目標加速
度よりしきい値２以上低下した時点の目標エンジントル
クを上記所定値に設定するようにしたものである。（５）請求項５の車両用自動車速制御装置は、定速走
行制御中に実車速が目標車速よりもしきい値３以上低下
した時点の目標エンジントルクを上記所定値に設定する
ようにしたものである。（６）請求項６の車両用自動車速制御装置は、加速制
御中に実車速が目標車速よりもしきい値４以上低下した
時点の目標エンジントルクを上記所定値に設定するよう
にしたものである。

【０００６】

【発明の効果】（１）請求項１の発明によれば、加速終了時や登坂走
行終了時にスロットルをすばやく閉じることができ、車
速のオーバーシュートを十分に抑制することができる。（２）請求項２に発明によれば、エンジンや車両の特
性のばらつきが自動的に補正される。（３）請求項３の発明によれば、例えば、平坦路を定
速走行中に急な上り坂にさしかかると、実車速が目標車
速より低下するにつれて、目標エンジントルクが増加し
てスロットルを開こうと制御する。しかし、目標エンジ
ントルクが、加速度推定値がしきい値１より低下した時
点の値を越えても、スロットル開度を一定に保ち、それ
以上スロットルを開かないようにしたので、登坂が終了
して平坦路または下り坂になった時にスロットルをすば
やく閉じることができ、車速のオーバーシュートを十分
に抑制することができる。（４）請求項４の発明によれば、例えば、定速走行か
ら加速すると、実車速が目標車速より低下するにつれ
て、目標エンジントルクが増加してスロットルを開こう
と制御する。しかし、目標エンジントルクが、加速度推
定値が目標加速度よりしきい値２以上低下した時点の値
を越えても、スロットル開度を一定に保ち、それ以上ス
ロットルを開かないようにしたので、加速が終了した時
にスロットルをすばやく閉じることができ、車速のオー
バーシュートを十分に抑制することができる。（５）請求項５の発明によれば、例えば、平坦路を定
速走行中に急な上り坂にさしかかると、実車速が目標車
速より低下するにつれて、目標エンジントルクが増加し
てスロットルを開こうと制御する。しかし、目標エンジ
ントルクが、実車速が目標車速よりしきい値３以上低下
した時点の値を越えても、スロットル開度を一定に保
ち、それ以上スロットルを開かないようにしたので、登
坂が終了して平坦路または下り坂になった時にスロット
ルをすばやく閉じることができ、車速のオーバーシュー
トを十分に抑制することができる。（６）請求項６の発明によれば、例えば定速走行から
加速すると、実車速が目標車速より低下するにつれて、
目標エンジントルクが増加してスロットルを開こうと制
御する。しかし、目標エンジントルクが、実車速が目標
車速よりしきい値４以上低下した時点の値を越えても、
スロットル開度を一定に保ち、それ以上スロットルを開
かないようにしたので、加速が終了した時にスロットル
をすばやく閉じることができ、車速のオーバーシュート
を十分に抑制することができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１は一実施形態の構成を示す図
である。負圧式スロットルアクチュエータ１は、ハウジ
ング２内にダイアフラム３が設置され、負圧室４の負圧
に応じてダイアフラム３が移動する。ダイアフラム３は
ばね５により常時、図の左方向に付勢されるとともに、
スロットルチャンバー６内のスロットルバルブ７に不図
示のスロットルワイヤを介して連結されている。負圧室
４の負圧が低下すると、ばね５の付勢力によりダイアフ
ラム３が図の右方向に移動し、スロットルバルブ７が閉
方向に駆動される。逆に負圧室４の負圧が増加すると、
ダイアフラム３がばね５の付勢力にうちかって図の左方
向に移動し、スロットルバルブ７が開方向に駆動され
る。

【０００８】スロットルアクチュエータ１の負圧室４の
負圧は、バキュームバルブ８、ベントバルブ１０および
セーフティバルブ１２により制御される。バキュームバ
ルブ８は不図示のエンジンのインテークマニホールドに
接続され、負圧室４に負圧を蓄える。このバキュームバ
ルブ８はソレノイド９により開閉される。ベントバルブ
１０はソレノイド１１により開閉され、負圧室４の負圧
を抜いて大気圧にする。また、セーフティバルブ１２は
フェールセーフ用に用いられるバルブであり、ソレノイ
ド１３により開閉され、負圧室４の負圧を抜いて大気圧
にする。

【０００９】コントローラ１４は、マイクロコンピュー
タ１５、メモリ１６などを備え、バキュームバルブソレ
ノイド９、ベントバルブソレノイド１１、セーフティバ
ルブソレノイド１３を駆動制御して負圧式スロットルア
クチュエータ１によりスロットルバルブ７の開度を調節
する。

【００１０】このコントローラ１４には、スロットルセ
ンサ１７、車速センサ１８およびエンジン回転速度セン
サ１９が接続される。スロットルセンサ１７はスロット
ルバルブ７の開度（以下、実スロットル開度と呼び、記
号Ｔvoで表わす）を検出するセンサであり、実スロット
ル開度Ｔvoに応じた直流電圧を出力する。車速センサ１
８は車両の走行速度（以下、実車速または単に車速と呼
び、記号Ｖspで表わす）を検出するためのセンサであ
り、例えばトランスミッションのスピードメーターピニ
オンに連結され、同ピニオン１回転当たり所定数のパル
ス信号を出力する。コントローラ１４は、所定時間、車
速センサ１８から出力されるパルス信号をカウントし、
実車速Ｖspに変換する。また、エンジン回転速度センサ
１９はエンジンの回転速度Ｎｅを検出するためのセンサ
であり、クランクシャフトに連結され、クランクシャフ
ト１回転当たり所定数のパルス信号を出力する。コント
ローラ１４は、所定時間、エンジン回転速度センサ１９
から出力されるパルス信号をカウントし、エンジン回転
速度Ｎｅに変換する。

【００１１】コントローラ１４にはまた、メインスイッ
チ２０、セットスイッチ２１、アクセラレートスイッチ
２２、コーストスイッチ２３、キャンセルスイッチ２
４、ブレーキスイッチ２５が接続される。メインスイッ
チ２０は車速制御装置を作動させるためのスイッチであ
り、セットスイッチ２１は定速走行制御の開始と車速指
令値（目標車速）Ｖsprの設定を行なうためのスイッチ
である。また、アクセラレートスイッチ２２は定速走行
制御における車速指令値Ｖsprを増加するためのスイッ
チ、コーストスイッチ２３は車速指令値Ｖsprを低減す
るためのスイッチである。さらに、キャンセルスイッチ
２４は定速走行制御を解除するためのスイッチ、ブレー
キスイッチ２５はフットブレーキが操作されると閉路す
るスイッチである。

【００１２】コントローラ１４は、センサ１７〜１９に
より検出された実スロットル開度Ｔvo、実車速Ｖspおよ
びエンジン回転速度Ｎｅと、スイッチ２０〜２５からの
操作指令とに基づいて、バキュームバルブソレノイド９
とベントバルブソレノイド１１をパルス駆動してスロッ
トルバルブ７の開度を調節するなお、パルス駆動時のＰ
ＷＭデューティー比については後述する。

【００１３】図２はコントローラ１４の車速制御を示す
フローチャートである。このフローチャートにより、こ
の実施形態の動作を説明する。コントローラ１４はメイ
ンスイッチ２０が投入されると、所定の時間間隔、例え
ば１００ｍｓごとにこの制御プログラムを実行する。ま
ず、ステップ１で、スロットルセンサ１７の出力電圧を
Ａ／Ｄ変換して実スロットル開度Ｔvoを演算する。ま
た、車速センサ１８からの所定時間の入力パルス数に基
づいて平均車速を演算し、実車速Ｖspとする。さらに、
エンジン回転速度センサ１９からの所定時間の入力パル
ス数に基づいて平均エンジン回転速度を演算し、エンジ
ン回転速度Ｎｅとする。

【００１４】ステップ２で、キャンセルスイッチ２４が
操作されるか、またはブレーキスイッチ２５によりフッ
トブレーキ操作が検出されると、定速走行制御を中止す
る。すなわち、ステップ１７で定速走行制御中であるこ
とを示す定速走行制御中フラグをクリヤし、続くステッ
プ１８でメモリ１６に記憶されているスロットル開度指
令値Ｔvorをリセットして車速制御を終了する。

【００１５】一方、キャンセルスイッチ２４もフットブ
レーキも操作されていない時は、ステップ２から３へ進
み、セットスイッチ２１の操作を確認する。セットスイ
ッチ２１が操作されている時は、定速走行制御を開始す
る。すなわち、ステップ４で車速指令値Ｖsprに上記ス
テップで算出した実車速Ｖspを設定し、メモリ１６に記
憶する。続くステップ５で、定速走行制御中フラグをセ
ットして今回の車速制御処理を終了する。

【００１６】キャンセルスイッチ２４、フットブレー
キ、セットスイッチ２１がいずれも操作されていない時
はステップ６へ進み、定速走行制御中フラグの状態を確
認する。定速走行制御中フラグがセットされていない時
はステップ１８へ進み、メモリ１６に記憶されているス
ロットル開度指令値Ｔvorをリセットして車速制御を終
了する。一方、定速走行制御中フラグがセットされてい
る時はステップ７以降へ進み、定速走行制御を行なう。

【００１７】ステップ７において、図３に示すサブルー
チンを実行してアクセラレート制御を行ない、続くステ
ップ８で、図４に示すサブルーチンを実行してコースト
制御を行なう。なお、アクセラレート制御とコースト制
御については後述する。さらにステップ９では、図５に
示すサブルーチンを実行し、車速指令値Ｖsprと実車速
Ｖspとに基づいて両者を一致させるための目標駆動力を
演算する。この実施形態では、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とを用
いて目標駆動力ｙ１を演算する。この目標駆動力の演算
については後述する。

【００１８】ステップ１０において、図６に示す開度演
算ルーチンを実行し、目標駆動力ｙ１に基づいてスロッ
トル開度指令値を演算する。このスロットル開度指令値
の演算については後述する。ステップ１１では、ＰＩＤ
制御手法によりスロットル開度偏差（目標開度−実開
度）に基づいて、バキュームバルブソレノイド９および
ベントバルブソレノイド１１の駆動信号のＰＷＭデュー
ティー比を演算する。ステップ１２において、算出した
ＰＷＭデューティー比でバキュームバルブソレノイド９
またはベントバルブソレノイド１１を駆動制御する。

【００１９】次に、図３のサブルーチンを参照してアク
セラレート制御を説明する。ステップ２１でアクセラレ
ートスイッチ２２の操作を確認する。アクセラレートス
イッチ２２が操作されていない時はステップ２２へ進
み、アクセラレート制御中フラグの状態を確認する。ア
クセラレートスイッチ２２が操作されておらず、且つア
クセラレート制御中フラグもセットされていない時は、
図２に示すメインルーチンへリターンする。

【００２０】アクセラレートスイッチ２２が操作されて
いる時は、ステップ２３でアクセラレート制御中フラグ
をセットし、続くステップ２４で一制御周期前の車速指
令値Ｖspr(old)に所定値（この実施形態では、０．２ｋ
ｍ／ｈとする）を加算して車速指令値Ｖsprを更新す
る。ステップ２５では、車速指令値Ｖsprと実車速Ｖsp
との偏差（Ｖspr−Ｖsp）が所定値（この実施形態で
は、３ｋｍ／ｈとする）を超えているかどうかを確認す
る。所定値を越えていない時は、実車速Ｖspが車速指令
値Ｖsprに充分追従しているのであるから、そのままメ
インルーチンへリターンする。一方、偏差（Ｖspr−Ｖs
p）が所定値を越えている時は、ステップ２６で実車速
Ｖspに所定値（この実施形態では、３ｋｍ／ｈとする）
を加算した車速を車速指令値Ｖsprに設定する。

【００２１】アクセラレートスイッチ２２が開放され、
且つアクセラレート制御中フラグがセットされている時
は、アクセラレートスイッチ２２が開放された直後であ
ると判断し、ステップ２２から２７へ進んでアクセラレ
ート制御終了時の処理を行なう。すなわち、ステップ２
７で実車速Ｖspを車速指令値Ｖsprに設定し、続くステ
ップ２８でアクセラレート制御中フラグをクリヤする。
その後、メインルーチンへリターンする。

【００２２】図４のサブルーチンを参照してコースト制
御を説明する。ステップ３１でコーストスイッチ２３の
操作を確認する。コーストスイッチ２３が操作されてい
ない時はステップ３２へ進み、コースト制御中フラグの
状態を確認する。コーストスイッチ２３が操作されてお
らず、コースト制御中フラグもセットされていない時
は、図２に示すメインルーチンへリターンする。

【００２３】コーストスイッチ２３が操作されている時
は、ステップ３３でコースト制御中フラグをセットし、
続くステップ３４で一制御周期前の車速指令値Ｖspr(ol
d)から所定値（この実施形態では、０．２ｋｍ／ｈとす
る）を減算して車速指令値Ｖsprを更新する。ステップ
３５では、実車速Ｖspと車速指令値Ｖsprとの偏差（Ｖs
p−Ｖspr）が所定値（この実施形態では、３ｋｍ／ｈと
する）を超えているかどうかを確認する。所定値を越え
ていない時は、実車速Ｖspが車速指令値Ｖsprに充分追
従しているのであるから、そのままメインルーチンへリ
ターンする。一方、偏差（Ｖsp−Ｖspr）が所定値を越
えている時は、ステップ３６で実車速Ｖspから所定値
（この実施形態では、３ｋｍ／ｈとする）を減算した車
速を車速指令値Ｖsprに設定する。

【００２４】コーストスイッチ２３が開放され、且つコ
ースト制御中フラグがセットされている時は、コースト
スイッチ２３が開放された直後であると判断し、ステッ
プ３２から３７へ進んでコースト制御終了時の処理を行
なう。すなわち、ステップ３７で実車速Ｖspを車速指令
値Ｖsprに設定し、続くステップ３８でコース制御中フ
ラグをクリヤしてメインルーチンへリターンする。

【００２５】次に、図５により目標駆動力の演算を説明
する。この演算は、図７に示すように、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による
車速フィードバック補償器を用いて行なう。

【００２６】ここで、車速フィードバック補償器に組み
込まれた制御対象の車両モデルについて説明する。目標
駆動力を操作量とし車速を制御量として車両をモデル化
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、およ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でき、車両のパワートレインの
挙動は図８に示す簡易非線形モデルで表わすことができ
る。そして、予め計測されたエンジン定常特性マップを
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
ロールすることにより、エンジン非線形定常特性を線形
化する。したがって、目標駆動力を入力とし車速を出力
とする車両モデルは積分特性となり、補償器ではこの車
両モデルの伝達特性をパルス伝達特性Ｐ（ｚ^-1）とおく
ことができる。

【００２７】図７において、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。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。さらに、Ｃ３（ｚ^-1）はモデルマッチング手法に
よる補償器であり、図９に示すように、目標車速Ｖｓｐ
ｒを入力とし実車速Ｖｓｐを出力とした場合の制御対象
の応答特性を、予め定めた一次遅れとむだ時間要素を持
つ規範モデルＨ（ｚ^-1）の特性に一致させる。

【００２８】制御対象の伝達特性は、パワートレインの
遅れであるむだ時間を考慮する必要がある。このむだ時
間は２００ｍｓｅｃ程度であり、この実施形態の２サン
プル周期に相当する。したがって、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）の積で表わすことができ
る。

【数１】ここで、Ｔはサンプル周期（この実施形態では１００ｍ
ｓｅｃ）、Ｍは平均車重である。また、この時、補償器
Ｃ１（ｚ^-1）は次式で表わされる。

【数２】すなわち、補償器Ｃ１（ｚ^-1）は時定数Ｔｂのローパス
フィルタである。さらに、補償器Ｃ２（ｚ^-1）はＣ１／
Ｐ１として次式で表わされる。

【数３】なお、補償器Ｃ２は、車両モデルの逆系にローパスフィ
ルタをかけたものであり、実車速Ｖｓｐから得られた外
乱（走行抵抗）の影響を受けた駆動力、すなわち図８に
示すように駆動力から走行抵抗を差し引いた駆動力を逆
算することができる。また、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、補償器Ｃ３は次のような定数とな
る。

【数４】

【００２９】図５のステップ４１において、図７のモデ
ルマッチング補償器Ｃ３（ｚ^-1）に相当する部分の演算
を行ない、実車速Ｖｓｐから目標車速Ｖｓｐｒまで加速
するための目標駆動力ｙ４を求める。データｙ（ｋ−
１）は１サンプル周期前のデータｙ（ｋ）を表わすもの
とすると、

【数５】ｙ４（ｋ）＝Ｋ・（Ｖｓｐｒ（ｋ）−Ｖｓｐ（ｋ））続くステップ４２で、図７に示す外乱推定器の一部のロ
バスト補償器Ｃ２（ｚ^-1）に相当する部分の演算を行な
い、実車速Ｖｓｐに基づいて外乱（走行抵抗など）の影
響を受けた駆動力ｙ３を逆算する。

【数６】

【００３０】ステップ４３では、目標駆動力ｙ４を走行
抵抗推定値Ｆｒで補正して最終的な目標駆動力ｙ１を求
める。

【数７】ｙ１（ｋ）＝ｙ４（ｋ）−（ｙ３（ｋ）−ｙ２（ｋ−２））＝ｙ４（ｋ）＋（ｙ２（ｋ−２）−ｙ３（ｋ）），Ｆｒ＝ｙ２（ｋ−２）−ｙ３（ｋ）ここで、ｙ２（ｋ−２）は後述するステップ４５で演算
される駆動力ｙ２（ｋ）の２サンプル周期前の値であ
り、ステップ４５における演算は上述した積分要素Ｐ１
（ｚ^-1）の演算に相当し、その２サンプル周期前の値を
用いることはむだ時間要素Ｐ２（ｚ^-1）の演算に相当す
る。ｙ３（ｋ）は実車速Ｖｓｐから求めた走行抵抗の影
響を受けた駆動力であり、駆動力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か
ら、両者の差が走行抵抗推定値Ｆｒとなる。このよう
に、近似ゼロイング手法で構成された外乱推定器は、制
御対象モデルの出力と実際の制御対象の出力との差に基
づいて走行抵抗などの外乱を正確に推定することができ
る。

【００３１】ステップ４４では、最終目標駆動力ｙ１を
上下限値以内に制限する。まず、スロットル全開時およ
び全閉時のエンジントルクをエンジン回転速度ごとに測
定したデータテーブルを用いて、現在のエンジン回転速
度Ｎｅに対応する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。次に、最大エンジ
ントルクＴｅｍａｘと最小エンジントルクＴｅｍｉｎか
ら、次式により最大駆動力Ｆｍａｘと最小駆動力Ｆｍｉ
ｎを求める。

【数８】Ｆｍａｘ＝Ｔｅｍａｘ・Ｇｍ・Ｇｆ／Ｒｔ，Ｆｍｉｎ＝Ｔｅｍｉｎ・Ｇｍ・Ｇｆ／Ｒｔここで、Ｇｍはトランスミッションのギア比、Ｇｆはフ
ァイナルギア比、Ｒｔはタイヤの有効半径である。そし
て、最終目標駆動力ｙ１を最大駆動力Ｆｍａｘと最小駆
動力Ｆｍｉｎ以内に制限する。

【数９】ｙ１（ｋ）≧Ｆｍａｘの場合は、ｙ５（ｋ）＝
Ｆｍａｘ，ｙ１（ｋ）≦Ｆｍｉｎの場合は、ｙ５（ｋ）＝Ｆｍｉ
ｎ，Ｆｍｉｎ＜ｙ１（ｋ）＜Ｆｍａｘの場合は、ｙ５（ｋ）
＝ｙ１（ｋ）

【００３２】このように、最終目標駆動力をその上下限
値以内に制限することにより、定速走行制御中に急な上
り坂になって車両の最大駆動力でも駆動力が不足し、実
車速が目標車速から低下するような場合でも、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
目標駆動力にならないので、外乱推定器内部に誤差が蓄
積されない。したがって、平坦路に戻った後でも、外乱
推定器が速やかに機能して実車速がオーバーシュートす
るようなことがない。同様に、定速走行制御中に急な下
り坂になって最大エンジンブレーキ力でもブレーキ力が
不足し、実車速が目標車速を越えてしまうような場合で
も、外乱推定器に入力される最終目標駆動力が実際の最
小駆動力より小さくならないように制限され、実際に得
られないような大きなエンジンブレーキ力にはならない
ので、外乱推定器内部に誤差が蓄積されない。したがっ
て、平坦路に戻った後でも、外乱推定器が速やかに機能
して実車速がアンダーシュートするようなことがない。

【００３３】ステップ４５において、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
相当する部分の演算を行なう。

【数１０】ｙ２（ｋ）＝γ・ｙ２（ｋ−１）＋（１−
γ）・ｙ５（ｋ−１）以上で、図７に示す車速フィードバック補償器の演算を
終了し、図２のステップ９へ戻る。

【００３４】次に、図６によりスロットル開度の演算を
説明する。ステップ５１において、図１０に示すよう
に、目標駆動力ｙ１から目標エンジントルク（目標エン
ジントルク）Ｔｅｒを演算する。

【数１１】Ｔｅｒ＝ｙ１・Ｒｔ／（Ｇｍ・Ｇｆ）ここで、Ｇｍはトランスミッションのギア比、Ｇｆはフ
ァイナルギア比、Ｒｔはタイヤの有効半径である。

【００３５】次にステップ５２において、エンジン非線
形定常特性マップからエンジントルク指令値Ｔｅｒとエ
ンジン回転速度Ｎｅとに対応するスロットル開度指令値
を表引き演算する。上述したように、エンジンの非線形
特性により最大トルク付近ではトルク変化に対するスロ
ットル開度の変化率が大きいので、加速時や登坂路走行
時にはトルク指令値の微小増加に対してスロットルが大
きく開いてしまう。そのため、加速終了時や登坂終了時
にはスロットルの戻りが遅れ、車速のオーバーシュート
が発生していた。そこで、この実施形態では、スロット
ル開度指令値を表引き演算するためのエンジン非線形定
常特性マップは図１１に示すマップを用いる。すなわ
ち、エンジントルク指令値が所定値を越えたらスロット
ル開度を一定にし、それ以上開度が増加しないようにす
る。このスロットルが全開になるのを防止するための所
定値には、当初、最大トルクの例えば９０％を設定し、
以後は次に示す種々の条件に応じて変える。

【００３６】すなわち、ステップ５３→５４→５５にお
いて、定速制御中フラグがセットされており、且つ加速
度推定値が減速側のしきい値Ｔｈ１より低下した場合に
は、上記ステップ５１で算出された目標エンジントルク
Ｔｅｒを、スロットルが全開になるのを防止するための
上記所定値に設定する。ここで、加速度推定値は、図７
に示す外乱推定器の一部のロバスト補償器Ｃ２（ｚ^-1）
に相当する部分で演算された駆動力ｙ３、すなわち実車
速Ｖｓｐから逆算された外乱（走行抵抗など）の影響を
受けた駆動力ｙ３を平均車重Ｍで除した値である。図１
２は、平坦路を定速走行中に急な上り坂にさしかかった
時の、実車速、加速度推定値および目標エンジントルク
の変化を示す。この時、実車速は目標車速から徐々に低
下し、目標エンジントルクが徐々に増加する。加速度推
定値が減速側のしきい値１（Ｔｈ１）より低下した時点
の目標エンジントルクを上記所定値に設定する。

【００３７】また、ステップ５３→５４→５６→５５に
おいて、定速制御中フラグがセットされており、且つ実
車速Ｖｓｐが目標車速Ｖｓｐｒよりしきい値Ｔｈ３以上
低下した場合には、上記ステップ５１で算出された目標
エンジントルクＴｅｒを、スロットルが全開になるのを
防止するための上記所定値に設定する。図１３は、平坦
路を定速走行中に急な上り坂にさしかかった時の、実車
速および目標エンジントルクの変化を示す。この時、実
車速は目標車速から徐々に低下し、目標エンジントルク
が徐々に増加する。実車速が目標車速よりしきい値３
（Ｔｈ３）以上低下した時点の目標エンジントルクを上
記所定値に設定する。

【００３８】ステップ５３→５７→５８→５５では、ア
クセラレート制御中フラグがセットされており、且つ加
速度推定値が目標加速度よりしきい値Ｔｈ２以上低下し
た場合には、上記ステップ５１で算出された目標エンジ
ントルクＴｅｒを、スロットルが全開になるのを防止す
るための上記所定値に設定する。ここで、目標加速度は
目標車速Ｖｓｐｒの増減率である。図１４は、定速走行
から加速した時の、加速度推定値および目標エンジント
ルクの変化を示す。この時、実車速が目標車速から遅れ
るにつれて、加速度推定値が目標加速度から徐々に低下
し、目標エンジントルクが徐々に増加する。加速度推定
値が目標加速度からしきい値２（Ｔｈ２）以上低下した
時点の目標エンジントルクを上記所定値に設定する。

【００３９】ステップ５３→５７→５８→５９→５５で
は、アクセラレート制御中フラグがセットされており、
且つ目標車速Ｖｓｐｒより実車速Ｖｓｐがしきい値Ｔｈ
４以上低下した場合には、上記ステップ５１で算出され
た目標エンジントルクＴｅｒを、スロットルが全開にな
るのを防止するための上記所定値に設定する。図１５
は、定速走行から加速した時の目標エンジントルクの変
化を示す。この時、実車速が目標車速から遅れるにつれ
て、目標エンジントルクが徐々に増加する。実車速が目
標車速よりしきい値４（Ｔｈ４）以上低下した時点の目
標エンジントルクを上記所定値に設定する。

【００４０】図１６〜図１９は、この実施形態による加
速終了時や登坂終了時における車速制御結果を示す。図
１６は、平坦路を定速走行中に急な上り坂にさしかかっ
た時の、実車速、加速度推定値およびスロットル開度の
変化を示す。平坦路を定速走行中に急な上り坂にさしか
かり、実車速が目標車速より低下するにつれて、目標エ
ンジントルクが増加してスロットルを開こうと制御す
る。しかし、目標エンジントルクが、加速度推定値が減
速側のしきい値１より低下した時点の値を越えても、ス
ロットル開度を一定に保ち、それ以上スロットルを開か
ないようにしたので、登坂が終了して平坦路または下り
坂になった時にスロットルをすばやく閉じることがで
き、車速のオーバーシュートを十分に抑制することがで
きる。

【００４１】図１７は、平坦路を定速走行中に急な上り
坂にさしかかった時の、実車速およびスロットル開度の
変化を示す。平坦路を定速走行中に急な上り坂にさしか
かり、実車速が目標車速より低下するにつれて、目標エ
ンジントルクが増加してスロットルを開こうと制御す
る。しかし、目標エンジントルクが、実車速が目標車速
よりしきい値３以上低下した時点の値を越えても、スロ
ットル開度を一定に保ち、それ以上スロットルを開かな
いようにしたので、登坂が終了して平坦路または下り坂
になった時にスロットルをすばやく閉じることができ、
車速のオーバーシュートを十分に抑制することができ
る。

【００４２】図１８は、定速走行から加速した時の、加
速度推定値およびスロットル開度の変化を示す。定速走
行から加速した時に、実車速が目標車速より低下するに
つれて、目標エンジントルクが増加してスロットルを開
こうと制御する。しかし、目標エンジントルクが、加速
度推定値が目標加速度よりしきい値２以上低下した時点
の値を越えても、スロットル開度を一定に保ち、それ以
上スロットルを開かないようにしたので、加速が終了し
た時にスロットルをすばやく閉じることができ、車速の
オーバーシュートを十分に抑制することができる。

【００４３】図１９は、定速走行から加速した時のスロ
ットル開度の変化を示す。定速走行から加速した時に、
実車速が目標車速より低下するにつれて、目標エンジン
トルクが増加してスロットルを開こうと制御する。しか
し、目標エンジントルクが、実車速が目標車速よりしき
い値４以上低下した時点の値を越えても、スロットル開
度を一定に保ち、それ以上スロットルを開かないように
したので、加速が終了した時にスロットルをすばやく閉
じることができ、車速のオーバーシュートを十分に抑制
することができる。

【００４４】以上の一実施形態の構成において、コント
ローラ１４がトルク演算手段、開度演算手段および変更
手段を、コントローラ１４、バキュームバルブ８、ベン
トバルブ１０および負圧式スロットルアクチュエータ１
が開度制御手段をそれぞれ構成する。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態の構成を示す図である。

【図２】一実施形態の車速制御を示すフローチャート
である。

【図３】アクセラレート制御を示すフローチャートで
ある。

【図４】コースト制御を示すフローチャートである。

【図５】目標駆動力演算を示すフローチャートであ
る。

【図６】スロットル開度演算を示すフローチャートで
ある。

【図７】車速フィードバック制御を示すブロック図で
ある。

【図８】車両のパワートレインの簡易非線形モデルを
示すブロック図である。

【図９】規範モデルを示す図である。

【図１０】スロットル開度指令値の演算を示す図であ
る。

【図１１】エンジン非線形定常特性マップを示す図で
ある。

【図１２】平坦路を定速走行中に急な上り坂にさしか
かった時の、実車速、加速度推定値および目標エンジン
トルクの変化を示す図である。

【図１３】平坦路を定速走行中に急な上り坂にさしか
かった時の、実車速および目標エンジントルクの変化を
示す図である。

【図１４】定速走行から加速した時の、加速度推定値
および目標エンジントルクの変化を示す図である。

【図１５】定速走行から加速した時の目標エンジント
ルクの変化を示す図である。

【図１６】平坦路を定速走行中に急な上り坂にさしか
かった時の、実車速、加速度推定値およびスロットル開
度の変化を示す図である。

【図１７】平坦路を定速走行中に急な上り坂にさしか
かった時の、実車速およびスロットル開度の変化を示す
図である。

【図１８】定速走行から加速した時の、加速度推定値
およびスロットル開度の変化を示す図である。

【図１９】定速走行から加速した時のスロットル開度
の変化を示す図である。

【符号の説明】

１負圧式スロットルアクチュエータ２ハウジング３ダイアフラム４負圧室５ばね６スロットルチャンバー７スロットルバルブ８バキュームバルブ９バキュームバルブソレノイド１０ベントバルブ１１ベントバルブソレノイド１２セーフティバルブ１３セーフティバルブソレノイド１４コントローラ１５マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）１６メモリ１７スロットルセンサ１８車速センサ１９エンジン回転速度センサ２０メインスイッチ２１セットスイッチ２２アクセラレートスイッチ２３コーストスイッチ２４キャンセルスイッチ２５ブレーキスイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】実車速と目標車速との偏差に基づいて目
標エンジントルクを演算するトルク演算手段と、エンジン非線形定常特性マップにより前記目標エンジン
トルクから目標スロットル開度を表引き演算する開度演
算手段と、実スロットル開度が前記目標スロットル開度となるよう
にスロットルバルブを制御する開度制御手段とを備えた
車両用自動車速制御装置において、前記エンジン非線形定常特性マップを、前記目標エンジ
ントルクが所定値を越えたら目標スロットル開度が一定
になるように設定したことを特徴とする車両用自動車速
制御装置。
【請求項２】請求項１に記載の車両用自動車速制御装
置において、前記所定値を車両の状態に応じて変更する変更手段を備
えることを特徴とする車両用自動車速制御装置。
【請求項３】請求項２に記載の車両用自動車速制御装
置において、車両の加速度を推定する加速度推定手段を備え、前記変更手段は、定速走行制御中に前記加速度推定値が
しきい値１より低下した時点の前記目標エンジントルク
を前記所定値に設定することを特徴とする車両用自動車
速制御装置。
【請求項４】請求項２に記載の車両用自動車速制御装
置において、車両の加速度を推定する加速度推定手段を備え、前記変更手段は、加速制御中に前記加速度推定値が目標
加速度よりしきい値２以上低下した時点の前記目標エン
ジントルクを前記所定値に設定することを特徴とする車
両用自動車速制御装置。
【請求項５】請求項２に記載の車両用自動車速制御装
置において、前記変更手段は、定速走行制御中に実車速が目標車速よ
りもしきい値３以上低下した時点の前記目標エンジント
ルクを前記所定値に設定することを特徴とする車両用自
動車速制御装置。
【請求項６】請求項２に記載の車両用自動車速制御装
置において、前記変更手段は、加速制御中に実車速が目標車速よりも
しきい値４以上低下した時点の前記目標エンジントルク
を前記所定値に設定することを特徴とする車両用自動車
速制御装置。