JPH07112787B2 - 定速走行装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は原動機を備えた車両、例えば内燃機関を備え
た自動車の走行速度（以下、車速という）を設定された
車速に自動的に調整して維持する定速走行装置に関する
ものである。

従来の技術 定速走行装置は、車速を制定された目標車速に保つ制御
を行うことを主目的とするものであり、この制御を通常
制御と称することとするが、その他に、加速，復帰等の
制御が可能とされるのが普通である。加速制御は定速走
行中に運転車による操作部材の操作に応じて車速を増大
させる制御であり、操作部材の操作終了後は、目標車速
が操作終了時の値に保たれて通常制御が行われる。ま
た、復帰制御は、定速走行中にブレーキ操作が行われる
等して定速走行が一旦解除された後、運転車による操作
部材の操作に応じて定速走行解除時の目標車速による通
常制御に復帰させる制御である。この復帰制御時にも、
目標車速が復帰制御開始時の実際の車速から定速走行解
除時の目標車速まで予め定められた勾配で増大させられ
る。

この定速走行装置において、各構成要素の作動遅れによ
り制御精度が低下することを防止するために、位相進み
補償制御を行うことが特開昭61−229621号公報によって
提案されている。車両を増，減速させるための増減速器
を駆動するアクチュエータの制御量Ｃを次式によって決
定するのである。

V_i＝Ｔ（V_n−V_n-1）／Δｔ＋V_n ……（１） Ｃ＝（V_M−V_i）/V_B＋C_M ……（２） ただし、 V_i:仮想車速 T:進角時間（進み補償時間） Δt:車速サンプリング周期 V_n:現車速（今回サンプリングされた車速） V_n-1:前回車速（１周期前にサンプリングされた車速） V_M:目標車速 C_M:V_Mに対応する目標制御量 V_B:制御速度幅（制御量のＣの全変化量に対応する車速
の変化量） 仮想車速V_iは定速走行装置の作動遅れを補償するために
想定されるもので、現車速V_nと前回車速V_n-1とを結ぶ直
線と同じ勾配（V_n−V_n-1）Δｔを有し、かつ、実際の車
速より進角時間Ｔだけ進んだ位相を有する車速である。
仮想車速V_iはΔｔ毎に得られ、順次（２）式に代入され
ることにより制御量Ｃが求められる。通常制御時には、
目標車速V_Mおよびそれに対応する目標制御量C_Mが一定に
保たれて車速がほぼ一定に維持され、加速制御時および
復帰制御時には目標車速V_Mが当初一定値急増させられた
後、予め定められた勾配で増大させられて、車速が増大
させられることとなる。

この位相進み補償制御型定速走行装置において、前記
（１）式における加速度（V_n−V_n-1）Δｔ＝ΔV_nに制限
を設け、車速検出時の外乱の影響を低減することも既に
知られている。例えば、車速を検出する車速センサが、
車速の大きさに比例する周波数の出力信号を出すもので
ある場合に、外乱によって出力信号の周波数が増大すれ
ば、車速が増大したものとして（１）および（２）の制
御量の演算が行われるため、実際には車速が変化してい
ないにもかかわらず、増減速器が作動させられ、車速が
変動させられることとなる。そこで、（１）式における
加速度について、比較的低い制限値を設定しておくこと
により、車速の検出値が外乱により大きく変動しても仮
想車速がそれに敏感に追従しないようにして、外乱の影
響を小さく抑えるのである。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、加速度を比較的小さい値に制限すれば、
第４図に示すように、加速制御（あるいは復帰制御）時
に車速が段付き状に変化する段付現象が生じ、運転車に
不快感や不安感を与える問題が発生する。

加速度の制限値を比較的大きい値に設定すれば、第５図
に示すように、加速制御時等における車速の段付きが低
減するのであるが、通常制御に移行してからしばらくの
間ハンチング現象が現れる。また、加速度の制限による
外乱除去の効果も十分に得られなくなる。

本発明はこの事実に鑑みて、加速度の制限値を通常制御
時と加速制御時とでは異ならせることにより、通常制御
時に十分外乱の影響を回避し得、かつ、加速制御時と復
帰制御時との少なくとも一方において車速の段付きを軽
減し得る定速走行装置を得ることを課題として為された
ものである。

課題を解決するための手段 そして、本発明の要旨は、通常制御，加速制御，復帰制
御等の各制御機能を備え、各制御時における実際の加速
度が制限値以下である間は実際の加速度に基づいて位相
進み補償制御を行い、制限値を越えた場合は加速度を制
限値に固定して位相進み補償制御を行う定速走行装置に
おいて、加速度の制限値を加速制御時および復帰制御時
の少なくとも一方において通常制御時より大きい値に変
更する制限値変更手段を設けたことにある。

作用 上記のように構成した定速走行装置においては、通常制
御時には加速度の制限値が小さい値に設定されるため、
外乱の影響が十分に除去され、加速制御等から通常制御
への移行時におけるハンチングの発生も良好に防止され
て、車速が安定して一定値に保たれる。また、加速制御
時と復帰制御時との少なくとも一方において、加速度の
制限値が大きい値に設定されるため、車速段付現象の発
生が良好に回避される。

発明の効果 したがって、加速制御および復帰制御の少なくとも一方
における制御精度が高められるとともに、通常制御時に
おける外乱の影響も少ない定速走行装置が得られること
となる。

しかも、制限値変更手段は、定速走行装置の電気制御部
がマイクロコンピュータを主体とするものである場合に
は、制御プログラムをわずかに変更するのみで実現する
ことができ、また、ディスクリート回路によって構成さ
れるものである場合にも、簡単な電子回路によって実現
することができ、コストの上昇を極めて低く抑えつつ、
上記の効果を得ることができる。

実施例 以下、本発明を内燃機関を原動機とする自動車の定速走
行装置に適用した場合の一実施例を詳細に説明する。

第２図において、10は空気管であり、内燃機関を増，減
速する増減速器として機能する。この吸気管10のスロッ
トル弁12はレバー14によって回動させられ、レバー14は
リンク16によって別のレバー18に連結されている。レバ
ー18は、減速機付の直流モータ20の出力軸に取り付けら
れており、直流モータ20により正逆両方向にほぼ50度回
転させられる。なお、直流モータ20の減速機の減速比は
例えば1/480というように相当大きくすることが望まし
い。直流モータ20の駆動回路22はマイクロコンピュータ
30の入出力部32に接続されている。

入出力部32には、車速センサ34が波形整形器36を介して
接続されている。車速センサ34は車速に比例する周波数
の出力信号を発するものであり、この出力信号が波形整
形器36によってパルス状の信号に変換されて、マイクロ
コンピュータ30に供給される。入出力部32にはまたコン
トロールスイッチ38が接続されている。コントロールス
イッチ38は操作部材としてレバーを有するものであり、
このレバーが中立位置から３方向に操作されることによ
り、セット／減速スイッチ40,復帰／加速スイッチ42お
よび解除スイッチ44のいずれかが閉じられ、それぞれR₁
＋R₂,R₁,R₁＋R₂＋R₃の合成抵抗値に対応する信号がコン
ピュータ30,に供給される。入出力部32にはこの他、定
速走行を自動的にキャンセルする種々のスイッチ等が接
続されているが、本発明と直接関係がないので説明を省
略する。

マイクロコンピュータ30は、CPU50,RAM52およびROM54を
備えており、RAM52には、第３図に示すように、現車
速，前回車速，加速度，加速度の制限値，目標車速等を
各々記憶するメモリがワーキングメモリと共に設けられ
ている。また、ROM54には加速度制限値A,Bや進角時間Ｔ
等の値と制御プログラムとが格納されている。制御プロ
グラムのうち、本発明に関連の深い部分のみを取り出し
て第１図に示す。この部分は、加速制御および復帰制御
時と、通常制御時等それ以外の制御時とにおいて、加速
度をそれぞれ異なる制限値A,Bに設定し、前記直流モー
タ20の制御量Ｄを演算する部分であり、サンプリング時
間Δｔ（例えば50msec）毎に実行される。

まず、ステップS1（以下、単にS1で表す。他のステップ
についても同様とする）において、車速センサ34の出力
信号に基づいて現車速V_nの読込みが行われ、S2において
加速度ΔV_nの演算が行われる。現車速V_nと前回読み込ま
れた前回車速V_n-1とを用いて、 ΔV_n＝（V_n−V_n-1）／Δｔ ……（３） の演算が行われるのである。

そして、S3およびS4において、加速制御中および復帰制
御中であるか否かの判定が行われる。マイクロコンピュ
ータ30は、図示しないプログラムの実行によって、定速
走行中に復帰／加速スイッチ42がONとなったとき加速指
令が発せられたと判定し、定速走行が解除されている状
態において復帰／加速スイッチ42がONとなったときは復
帰指令が発せられたと判定して、それぞれ加速フラグお
よび復帰フラグをセットするようにされており、S3およ
びS4においては、それらフラグがセットされているか否
かの判定が行われるのである。

S3およびS4の判定がいずれもNOであった場合にはS5およ
びS6が実行され、加速度の絶対値｜ΔV_n|が制限値Ａ以
下である場合にはそのままの値とされ、制限値Ａより大
きい場合には制限値Ａに変えられる。

また、加速制御中もしくは復帰制御中であった場合に
は、S7およびS8の実行により加速度の絶対値｜ΔV_n|が
制限値Ｂより大きい場合には、制限値Ｂに変えられる。
制限値Ｂは上記制限値Ａより大きい値に選定されてい
る。

上記S5,S6もしくはS7,S8の実行後、S9において仮想車速
V_iが次式によって演算される。

V_i＝Ｔ・ΔV_n＋V_n ……（４） さらに、S10において、制御量Ｄが次式によって演算さ
れる。

Ｄ＝Ｇ（V_M−V_i） ……（５） （５）式中、Ｇはゲインであり、制御量Ｄが正の場合に
はスロットル弁12の開度が開側、Ｄが負の場合には閉側
に制御される。演算によって求められた制御量Ｄに基づ
いて減速機付の直流モータ20の回転が制御され、スロッ
トル弁12が制御量Ｄに見合った量だけ回動させられ、そ
れによって内燃機関の回転速度が制御されて、現車速V_n
がほぼ目標車速V_Mに制御される。

本実施例においては、加速制御時および復帰制御時にお
いても通常制御時等他の制御時においても、車速は位相
進み補償制御によってほぼ目標車速に制御されるのであ
るが、通常制御時には加速度の制限値が小さく選定され
ているため、車速センサ34の出力信号に大きなノイズが
含まれる場合には、位相進み補償制御において用いられ
る加速度が制限されることにより、ノイズの影響が良好
に除去される。しかも、車両が加速される加速制御時お
よび復帰制御時においては、加速度の制限値が大きく選
定されているため、加速制御時および復帰制御時に第４
図に示すような車速の段付現象が生ずることがない。ま
た、通常制御への移行時に第５図に示すようなハンチン
グが生ずるこおとない。マイクロコンピュータ30のS3,S
4,S7およびS8を実行する部分が制限値変更手段を構成し
ているのである。

なお、本実施例においては、加速制御時と復帰制御時と
で加速度の制限値が同じ値とされているが、異なった値
に選定することも可能であり、その他、種々の変形，改
良を施した態様であ本発明を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における制御量の演算用プロ
グラムを示すフローチャートである。第２図は上記実施
例の構成を概略的に示す図であり、第３図は第２図にお
けるRAMの構成を概念的に示す図である。第４図および
第５図は本発明の完成に先立って行われた実験の結果を
示すグラフである。 12:スロットル弁 20:直流モータ 30:マイクロコンピュータ 34:車速センサ 38:コントロールスイッチ 42……復帰／加速スイッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】実際の車速を設定された目標車速に維持す
   る通常制御と、定速走行時における操作手段の操作によ
   り実際の車速を増大させて操作終了時の車速を目標車速
   として設定する加速制御と、定速走行解除後再び解除前
   の目標車速に復帰させる復調制御の各制御機能を備え、
   各制御時における実際の加速度が制限値以下である間は
   実際の加速度に基づいて位相進み補償制御を行い、制限
   値を越えた場合は加速度を制限値に固定して位相進み補
   償制御を行う定速走行装置において、 前記加速度の制限値を加速制御時および復帰制御時の少
   なくとも一方において通常制御時より大きい値に変更す
   る制限値変更手段を設けたことを特徴とする定速走行制
   御装置。