JPH0712802B2

JPH0712802B2 - 自動車の定速走行制御装置

Info

Publication number: JPH0712802B2
Application number: JP61074708A
Authority: JP
Inventors: 至奥野; 永久藤田; 忠志金子
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1986-04-01
Filing date: 1986-04-01
Publication date: 1995-02-15
Anticipated expiration: 2010-02-15
Also published as: JPS62231831A

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。特開昭57−1914
31号公報にはこのような定速走行装置の例が開示されて
おり、この開示された定速走行装置では、目標車速を設
定する手段と、該設定された目標車速を記憶する手段
と、この記憶された目標車速と車両の実際の車速すなわ
ち、実車速との間の車速偏差の大きさに基づいて定速走
行制御を行う手段とを備えており、車両の実際の車速す
なわち、定速走行設定操作が行われた後、その目標車速
に達するまでに車両が加速状態あるいは減速状態を生じ
る場合には、その加速度、または、減速加速度が零にな
ったときの車速に目標車速を設定しなおすようにして実
車速が目標車速に収束する際のハンチングを防止できる
ようにしている。

（解決しようとする問題点）上記特開昭57−191431号公報に開示されるような従来の
定速走行装置においては、目標車速と実車速との車速偏
差の大きさに応じて、車速偏差が零になるようにスロッ
トル開度を制御し、これによって実車速を目標車速に収
束させるようになっている。しかし、車速偏差の大きさ
が同じであっても、目標車速あるいは、路面の勾配、路
面抵抗等の車両の走行状態が異なる場合には走行抵抗の
大きさが異なるため、目標車速に到達させるために要求
される出力すなわち、駆動力が異なってくる。このた
め、必要なスロットル開度の制御量も目標車速あるい
は、走行状態によって変化することとなり、この結果、
単に目標車速との車速偏差の大きさに応じてスロットル
開度を制御する従来の方法では目標車速への良好な収束
性が得られ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
た目標車速に対して安定してしかも、迅速に収束させる
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、
該偏差検出手段から車速偏差に基づいてスロットル弁を
制御するための基本スロットル開度を設定する基本スロ
ットル開度設定手段と、車両の走行状態を検出する走行
状態検出手段と、前記偏差検出手段と走行状態検出手段
からの出力信号に応じて目標駆動力を算出する目標駆動
力算出手段と、該目標駆動力に応じて前記基本スロット
ル開度からのスロットル開度制御量を算出する目標スロ
ットル開度制御量演算手段と、該目標スロットル開度制
御量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
えたことを特徴とする。

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、次にこの車速偏差の大きさに基づいて、ス
ロットル開度制御の概略値すなわち、基本スロットル開
度が算出される。さらに、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最終的に制御されるべきスロッ
トル弁の開度すなわち、目標スロットル開度が決定さ
れ、アクチュエータを介してスロットル弁の開度が上記
目標スロットル開度に制御されるようになっている。

この場合、好ましい態様では、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、目標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的な目標駆動力に
基づいて決定される。

（発明の効果）従来の定速走行装置においては、単に車速偏差の大きさ
に応じてスロットル開度を制御していたため目標車速あ
るいは、走行状態が変わると車速偏差とスロットル開度
制御量との関係が変化し、この結果、定速走行制御が不
安定になって収束性が悪くなるという問題を有していた
ものである。しかし、本発明の定速走行装置では、スロ
ットル開度の制御量を決定するに当たって、まず、車速
偏差に基づきスロットル開度制御量の所期値すなわち、
基本スロットル開度を求めて、基本的なスロットル制御
量を与えるようになっている。次に、目標車速及び走行
条件等を考慮した目標駆動力を算出し、この目標駆動力
に基づいて得られる目標スロットル開度制御量により、
基本スロットル開度を走行条件に応じて精密に補正する
ようにしている。

従って、本発明による定速走行制御は、単に車速偏差の
大きさに応じてスロットル開度制御量を決定する従来の
定速走行制御に比べて、迅速に目標車速に収束させるこ
とができるとともに、精度の高い定速走行制御を行うこ
とができる。また、目標車速、走行状態等が変化して
も、これによって制御が不安定になるといった問題も生
じない。

（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、制御動作が行わ
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
号または、車速偏差を表す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26、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に対して命令信号を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、システムを所期化するとともに
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（THASC）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実行
サブルーチンにより算出された実車速（VSR）と目標車
速（VSOBJ）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、15K
m/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）を所期
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）を算出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（DEFV
S）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（VSR）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（TROB
J）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（VS
OBJ）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（V
SR）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（WKINT）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（TROBJ）を大きくする補正係数Koを
算出し、この補正係数Ko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（TROBJ）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（T
HASC）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（THAS
C）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
（VST）を計測する。つぎに、この車速パルス周期（VS
T）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（T
HE）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（VS
D）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（VSO
BJ）、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）の所期値を
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
（TRMAX）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
（TROBJ）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（TRMAX）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。この場合、コントローラ７は、目標空
燃比（AFOBJ）が所定値以上のとき、パワーエンリッチ
領域であると判断する。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
こととしているので、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、スロッ
トル開度を従来のように単純に車速偏差に応じて制御す
るのではなく、まず、車速偏差の大きさに応じてスロッ
トル開度制御量の所期値すなわち、基本スロットル開度
を与え、次に、走行状態に応じた目標駆動力を求めその
目標駆動力の大きさに応じて最終的にスロットル開度を
制御するようになっているので、実車速を目標車速に迅
速に収束させることができ、かつ精度の高い定速走行制
御を行うことができる。

なお上述の実施例では、変速制御を行う場合当該変速段
の最大駆動力と目標駆動力とを比較して行うようにして
いるが、他の手段を用いて変速制御を行うことも可能で
ある。

たとえば、第11図には、スロットル開度に着目して第３
速と第４速との間の変速制御を行う場合の変速制御サブ
ルーチンのフローチャートが示されている。第11図にお
いて、変速制御を行うに当たって、コントローラ７は、
ギアポジションを判定し、現在の変速段が第３速である
場合には、スロットル開度が所定値Θ_２より小さいかど
うかを判断し所定値Θ_２より小さいときは、変速制御手
段にシフトアップ信号をおくる。また、所定値Θ_２より
小さくないときには、第３速での走行の余裕が十分でな
いとして第３速を維持して走行する。現在の変速段が第
４速である場合には、スロットル開度が所定値Θ_１より
大きいかどうかを判断し所定値Θ_１より大きいときは、
駆動力が不測していると判断して、変速制御手段に対し
てシフトダウン信号を出力する。

【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、第11図は、第８図とは、異なる方
法で変速制御を行う場合の変速制御サブルーチンのフロ
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

【特許請求の範囲】

【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、該偏差検出手段
から車速偏差に基づいてスロットル弁を制御するための
基本スロットル開度を設定する基本スロットル開度設定
手段と、車両の走行状態を検出する走行状態検出手段
と、前記偏差検出手段と走行状態検出手段からの出力信
号に応じて目標駆動力を算出する目標駆動力算出手段
と、該目標駆動力に応じて前記基本スロットル開度から
のスロットル開度制御量を算出する目標スロットル開度
制御量演算手段と、該目標スロットル開度制御量演算手
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たことを
特徴とする自動車の定速走行制御装置。