JPH09150646A

JPH09150646A - 車両用自動速度制御装置

Info

Publication number: JPH09150646A
Application number: JP7309281A
Authority: JP
Inventors: Takenori Hashizume; 武▲徳▼ 橋詰
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1995-11-28
Filing date: 1995-11-28
Publication date: 1997-06-10

Abstract

(57)【要約】【課題】特定勾配の下り坂から平坦路面や登り勾配に
移行する際に実車速が落込むことがないようにする。【解決手段】スロットル開度TVO が全閉付近でハンチ
ングを起す時に特定勾配の下り坂であると判定し、特定
勾配制御切替手段33が車速フィードバック制御手段24の
用いる車速フィードバック制御ゲインを通常制御ゲイン
よりも下げた特殊制御ゲインに切替え、さらに特定勾配
の下り坂であることを検出している間、ゲイン選定手段
35によって、車速偏差検出手段31の検出する現在車速VS
P と車速指令値VSPrとの偏差が所定値よりも大きくなっ
た時には車速フィードバック制御ゲインを通常制御ゲイ
ンに戻し、車速偏差が所定値よりも小さくなれば特殊制
御ゲインに切替えて車速制御を行わせる。そして、特定
勾配終了判定手段34が所定の車両状態に基づいて特定勾
配の下り坂の路面が終了したと判定して通常制御ゲイン
に戻す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両をある目標車
速で定速走行するように自動的に速度制御する車両用自
動速度制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両用自動速度制御装置は一般に、高速
道路のように一定速度で長距離を走行することが可能な
道路においてある車速、例えば８０km/hの速度をキープ
しながら走行しようとするのに用いられる機能であっ
て、定速走行セットスイッチを投入することによって、
ドライバがブレーキペダルあるいはアクセルペダルを踏
むという車速変更操作をしない限り現在速度をキープし
ながら走行するように車両側で自動的に実車速と目標車
速との偏差を見てスロットル開度を増減調整し、加減速
制御する装置である。

【０００３】このような車両用自動速度制御装置とし
て、従来、特開昭６４−１２９３３号公報に記載された
ものが知られている。この第１の従来例の車両用自動速
度制御装置は、スロットル開度が全閉付近となったな
ら、車速フィードバック制御ゲインを小さい値に切替え
て定速走行制御を行い、その後、設定車速と車速との偏
差が所定値よりも大きくなったなら元の制御ゲインに戻
すものである。

【０００４】別の第２の従来例として、特開平２−１６
８３４号公報に記載された車両用自動速度制御装置が知
られているが、この例では、フューエルカット作動時に
車速フィードバック制御のゲインを下げるものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の従来例には、次のような問題点があった。一般に、ス
ロットル全閉かつエンジン回転数が所定値以上の場合に
フューエルカットを行うが、フューエルカット実行中と
非実行中では駆動トルクに比較的大きな段差が生じてし
まう。したがってスロットル全閉付近で駆動力と走行抵
抗とが釣合うような下り坂において、実車速を設定車速
に一致させるために強いフィードバック制御を施すとス
ロットル全閉付近でハンチングを起し、これが車速に影
響を与えて乗り心地を悪化させる。

【０００６】そこで、上記の第１、第２の従来例とも、
下り坂における定速走行制御で発生するフューエルカッ
トハンチングを回避し、あるいは低減させることを目的
とするものであるが、これらの従来例ではフューエルカ
ットハンチングを低減するように車速フィードバック制
御ゲインを小さい値に切替えるので、その間に逆に道路
勾配などの変化（外乱）による影響を受けやすくなり、
例えば、下り坂から登り坂に道路勾配が変化した時に大
幅な車速偏差が発生する恐れがある。

【０００７】この点、第１の従来例では車速偏差を所定
値と比較して通常ゲインに戻すが、低ゲインで下り坂を
定速走行制御している間は、一般に車速ハンチングの周
期は長くなるが、振幅は大きくなるので、前記所定値を
あまり小さく設定するとフューエルカットハンチングが
生じる勾配が終ったと誤判断してゲインがすぐに通常値
に戻してしまい、所定値を大きく設定する下り坂から登
り坂に転じた時の車速の落込みが極端に大きくなってし
まう問題点がある。

【０００８】この点を図１２、図１３を参照して説明す
る。図１２は一定ゲインで車速フィードバック制御を行
った場合の車速変化を示している。この図１２では道路
勾配が、地点Ａでは平坦路面から下り勾配に移行し、地
点Ｂでは下り勾配から登り勾配に移行し、地点Ｃでは登
り勾配から平坦路面に移行するとする。

【０００９】地点Ａから地点Ｂまでの間では、走行抵抗
がフューエルカットオン時の駆動力とフューエルカット
オフ時の駆動力との段差の間に相当してしまい、設定車
速VSPrを維持するためにスロットル全閉（＝０°）付近
で開いたり閉じたりを繰返すスロットルのハンチングを
起し、これが車速VSP にも影響して設定車速VSPrの付近
でハンチングを起す。ここで勾配変化などの外乱の影響
を低減するために車速フィードバック制御のゲインを高
めに設定すると、車速のハンチングの周期が短くなり、
乗り心地が悪化する。

【００１０】図１３では道路勾配が、地点Ａで平坦路面
から下り勾配に移行し、地点Ｂでいったん平坦路面に戻
り、すぐに再び下り勾配に移行し、地点Ｄで下り勾配か
ら登り勾配に移行し、地点Ｅから平坦路面に移行すると
する。そして第１の従来例のようにスロットル開度TVO
が全閉（＝０°）付近となったなら、車速フィードバッ
ク制御ゲインを小さい値（Low ）に切替えて定速走行制
御を行い、その後、設定車速VSPrと車速VSP との偏差が
所定のしきい値よりも大きくなったなら元の制御ゲイン
（Hi）に戻す制御を行うとする。

【００１１】下り勾配でフューエルカットを検出して車
速フィードバック制御のゲインをLow に切替えると、車
速ハンチングの周期は長くなるが、反面、設定車速VSPr
に対する実車速VSP の変化（つまり、振幅）が大きくな
る。そこで、フューエルカットハンチングが起るような
特定勾配の下り坂が終ったと誤判断しないように車速偏
差のしきい値を大きなものに設定すると、地点Ｄのよう
に下り勾配から登り勾配に移行した際に大きなアンダー
シュートを起してしまう。

【００１２】これを避けるために車速偏差のしきい値を
小さくすると、地点Ｂで車速偏差が大きくなった際にフ
ューエルカットハンチングが生じるような特定勾配が終
了したと誤判断してしまい、車速フィードバック制御ゲ
インを通常値に戻してしまうため、地点Ｂの直後の下り
勾配ではフューエルカットを検出するまでの間ハンチン
グ周期が短くなり、車速のハンチングが起って乗り心地
が悪化する問題点がある。

【００１３】また第２の従来例では、フューエルカット
の作動／非作動の基準となるスロットル開度が所定値を
超えたら通常ゲイン（Hi）に戻すが、低ゲイン（Low ）
で下り坂を定速走行制御している間は道路勾配などの変
化（外乱）に対するスロットル応答性が緩慢になってい
るので、図１３における地点Ｄの付近の車速VSP の挙動
のように、スロットル開度TVO が下り坂から脱したこと
を示す所定値に達した時にはすでに車速の大きな落込み
が発生してしまう場合がある問題点がある。

【００１４】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたもので、特定勾配の下り坂でのフューエルカッ
トハンチングを効果的に抑制でき、かつ特定勾配の下り
坂の路面が終了すれば車速の大きな落込みを起さないで
定速走行制御を継続することができる車両用自動速度制
御装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の車両用
自動速度制御装置は、車両の現在速度を検出する現在車
速検出手段と、任意の車速指令値を設定する車速指令値
設定手段と、スロットル開度を検出するスロットル開度
検出手段と、前記現在速度と前記車速指令値との偏差を
検出する車速偏差検出手段と、前記現在速度が前記車速
指令値に追従するように、前記車速偏差検出手段が検出
する偏差に基づいてスロットル開度を制御することによ
って車速制御を行う車速フィードバック制御手段と、前
記スロットル開度が全閉付近でハンチングを起す時に特
定勾配の下り坂であると判定する特定勾配判定手段と、
前記特定勾配判定手段が特定勾配の下り坂であることを
検出した時に、前記車速フィードバック制御手段におけ
る車速フィードバック制御ゲインを通常制御ゲインより
も下げた特殊制御ゲインに切替える特定勾配制御切替手
段と、所定の車両状態に基づいて前記特定勾配の下り坂
の路面が終了したと判定する特定勾配終了判定手段と、
前記特定勾配判定手段が特定勾配の下り坂であることを
検出している間に、前記車速偏差検出手段が検出する偏
差の大きさに応じて前記車速フィードバック制御手段に
用いるフィードバック制御ゲインを通常制御ゲインと特
殊制御ゲインとの間で切替えるゲイン選定手段とを備え
たものである。

【００１６】この請求項１の発明の車両用自動速度制御
装置では、特定勾配判定手段によってスロットル開度が
全閉付近でハンチングを起す時に特定勾配の下り坂であ
ると判定し、この特定勾配の下り坂であることを検出し
た時には、特定勾配制御切替手段が車速フィードバック
制御手段の用いる車速フィードバック制御ゲインを通常
制御ゲインよりも下げた特殊制御ゲインに切替え、さら
に特定勾配判定手段が特定勾配の下り坂であることを検
出している間、ゲイン選定手段によって、車速偏差検出
手段の検出する現在車速と車速指令値との偏差が所定値
よりも大きくなった時には車速フィードバック制御手段
が用いる制御ゲインを通常制御ゲインに戻し、前記車速
偏差が所定値よりも再び小さくなれば前記特殊制御ゲイ
ンに切替えて車速制御を行わせる。そして、特定勾配終
了判定手段が所定の車両状態に基づいて特定勾配の下り
坂の路面が終了したと判定すると通常制御ゲインによる
通常の車速制御に戻す。

【００１７】これによって、特定勾配の下り坂でのフュ
ーエルカットハンチングの発生を抑制し、また特定勾配
の下り坂の路面の終了時に車速の大きな落込みを来さず
に通常の制御ゲインによる車速制御に移行することがで
きる。

【００１８】請求項２の発明は、請求項１の車両用自動
速度制御装置において、特定勾配終了判定手段が、車速
偏差検出手段の検出する現在車速と車速指令値との偏差
が所定値を上回った時に特定勾配の下り坂の路面が終了
したと判定することを特徴とするものである。

【００１９】通常、特定勾配の下り坂の路面が終了すれ
ば走行抵抗が増すために現在車速が低下して車速指令値
から離れ始めるが、この請求項２の発明の車両用自動速
度制御装置では、その偏差が所定値を超えた時に特定勾
配終了判定手段が特定勾配の下り坂の路面が終了したと
判定するので、特定勾配の下り坂の路面が終了したこと
を正確に判定することができて、大きな車速の落込みな
しに通常の車速制御に移行することができる。

【００２０】請求項３の発明は、請求項１の車両用自動
速度制御装置において、前記特定勾配終了判定手段が、
車両に加わる走行抵抗を推定する走行抵抗推定手段と、
前記特定勾配判定手段が特定勾配の下り坂であると判定
した時に前記走行抵抗推定手段が求めた走行抵抗を記憶
する走行抵抗記憶手段とを有し、前記走行抵抗記憶値と
前記走行抵抗推定手段が求める現在の走行抵抗推定値と
を比較し、それらの差が所定値以上になった時に特定勾
配の下り坂の路面が終了したと判定することを特徴とす
るものである。

【００２１】通常、特定勾配の下り坂の路面が終了すれ
ば走行抵抗が増すが、この請求項３の発明の車両用自動
速度制御装置では、特定勾配終了判定手段が特定勾配の
下り坂を走行中の車両の走行抵抗推定値を当該特定勾配
の下り坂に入った直後の走行抵抗推定値と比較し、その
偏差が所定値を超えれば特定勾配の下り坂の路面が終了
したと判定するので、特定勾配の下り坂の路面が終了し
たことを正確に判定することができて、大きな車速の落
込みなしに通常の車速制御に移行することができる。

【００２２】請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれ
かの車両用自動速度制御装置において、さらに、前記特
定勾配終了判定手段が特定勾配の下り坂の路面が終了し
たと判定した後、前記車速偏差検出手段が検出する偏差
が所定値以内となるまでの間、前記車速フィードバック
制御手段が用いる車速フィードバック制御ゲインとして
通常の制御ゲインよりも大きな値に設定する特殊車速制
御移行手段を備えたものである。

【００２３】この請求項４の発明の車両用自動速度制御
装置では、特定勾配の下り坂の路面が終了した時には車
速フィードバック制御ゲインを通常のゲインよりも大き
くすることによって応答性を高め、すばやく現在車速を
車速指令値に一致させる制御ができ、車速の大きな落込
みのない定速走行制御ができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて詳説する。図１は本発明の１つの実施の形態の
ハードウェア構成を示しており、定速走行コントロール
ユニット１はＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ディジタルポー
ト、Ａ／Ｄポート及び各種タイマを備えたマイクロコン
ピュータ１ａを主要部とし、各種のプログラムにしたが
って本発明にかかる自動速度制御演算を実行し、各種の
機器の動作制御を行う。定速走行コントロールユニット
１にはスロットルアクチュエータ駆動回路１ｂも含まれ
ている。

【００２５】この定速走行コントロールユニット１に対
して電源スイッチとしてのメインスイッチ（MAIN_SW ）
と、定速走行制御の開始を指令する定速走行セットスイ
ッチ（SET _SW ）、現在速度に対して加速指令を与える
アクセラレートスイッチ（ACC _SW ）、現在速度に対し
て減速指令を与えるコーストスイッチ（COAST _SW ）、
定速走行制御をキャンセルさせるためのキャンセルスイ
ッチ（CANCEL_SW ）及びブレーキペダルが踏み込まれた
ことを検出するブレーキスイッチ（BRAKE _SW）を含む
スイッチ群２と、リードスイッチを用いた車速センサ３
と、ポテンショ型のスロットル開度センサ４と、エンジ
ン回転速度を計測するためのクランク角センサ５とがそ
れぞれ入力信号を与える要素として接続されている。ま
たスロットルアクチュエータ６がこの定速走行コントロ
ールユニット１による制御対象として接続されている。

【００２６】車速センサ３はスピードメータケーブルに
接続された永久磁石が回転することによりリードスイッ
チの接点が開閉し、実車速に対応したパルス信号をコン
トロールユニット１に出力し、コントロールユニット１
においてパルスカウントして実車速VSP を計測する。ス
ロットル開度センサ４は実スロットル開度に対応したア
ナログ信号をコントロールユニット１に出力し、コント
ロールユニット１にてＡ／Ｄ変換して実スロットル開度
TVO を計測する。

【００２７】このスロットルアクチュエータ６は負圧式
であり、モータで駆動されるバキュームポンプ７、大気
開放用ソレノイドバルブ８及びセーフティバルブ９を備
えていて、コントロールユニット１から出力されるＰＷ
Ｍ信号のデューティ比でポンプ７とソレノイドバルブ８
をコントロールしてスロットル１０の開閉を行う。また
セーフティバルブ９は自動速度制御モードにセットされ
ていないときにこの制御系がスロットルを駆動しないよ
うに大気に開放し、スロットル開度を全閉とするための
ものであり、したがって定速走行コントロールユニット
１によってその開閉が制御される。

【００２８】定速走行コントロールユニット１が実行す
る自動速度制御機能は図２及び図３に示す構成であり、
セットスイッチが操作されると現在速度VSP を目標車速
VSPrにして定速走行すべく、目標車速VSPrを設定する目
標車速設定部２１と、車速センサ３の信号に基づいて現
在の実車速VSP を検出する車速検出部２２と、スロット
ル開度センサ４の信号に基づいてスロットル１０の開度
TVO を検出するスロットル開度検出部２３とを備えてい
る。

【００２９】また目標車速設定部２１で設定された目標
車速VSPrに対して後述する所定の演算手法に基づいて目
標駆動力y4を算出する目標駆動力演算部２４と、実車速
VSPと最終目標駆動力y1とに基づいて走行抵抗推定値ｘ
を算出する走行抵抗推定部２５と、目標駆動力y4と走行
抵抗推定値ｘとに基づいて目標駆動力を補正して最終目
標駆動力y1を出力する目標駆動力補正部２６と、この目
標駆動力補正部２６からの最終目標駆動力y1を出力する
のに必要なスロットル開度、つまり目標スロットル開度
TVOrを算出する目標スロットル開度演算部２７と、実ス
ロットル開度TVO を目標スロットル開度TVOrに一致させ
るフィードバック制御を行うスロットル開度制御部２
８、そして本発明の特徴部分として、特定勾配の下り坂
での車速制御ゲインの切替制御を行う制御ゲイン調整部
２９を備えている。

【００３０】この車速制御ゲイン調整部２９は図３に示
す機能構成であり、目標車速設定部２１からの目標車速
VSPrと車速検出部２２からの現在の実車速VSP との偏差
を検出する車速偏差検出部３１と、スロットル開度検出
部２３が検出するスロットル開度TVO の挙動に基づいて
車両が特定勾配の下り坂を走行しているかどうかを判定
する特定勾配判定部３２と、この特定勾配判定部３２が
特定勾配の下り坂であると判定した時に、目標駆動力演
算部２４が用いる車速フィードバック制御ゲインを通常
制御ゲインよりも下げた特殊制御ゲインに設定する特定
勾配制御ゲイン設定部３３と、走行抵抗推定部２５から
得られる走行抵抗推定値に基づいて特定勾配の下り坂の
路面が終了したかどうか判定する特定勾配終了判定部３
４と、特定勾配判定部３２が特定勾配の下り坂を走行中
であることを判定している間に、車速偏差検出部３１が
検出する偏差の大きさに応じて車速フィードバック制御
ゲインを通常制御ゲインと特殊制御ゲインとの間で切替
える制御ゲイン切替判定部３５と、通常制御ゲインを設
定する通常制御ゲイン設定部３６から構成されている。

【００３１】上記構成の車両用自動速度制御装置は、次
のように動作する。目標車速設定部２１はドライバがセ
ットスイッチを操作した時点、あるいは自動速度制御中
であればアクセラレートスイッチでの加速操作を完了
し、又はコーストスイッチでの減速操作を完了した時点
の現在速度VSP を目標車速VSPrとして設定する。

【００３２】目標駆動力演算部２４は、目標車速設定部
２１で設定された目標車速VSPrに対して車速検出部２２
から与えられる実車速VSP とを比較し、また制御ゲイン
調整部２９から与えられる制御ゲインを用いて、後述す
る所定の演算手法に基づいて目標駆動力を算出する。

【００３３】走行抵抗推定部２５は、実車速VSP と目標
駆動力演算部２４からの目標駆動力とに基づいて走行抵
抗推定値を算出する。目標駆動力補正部２６は目標駆動
力演算部２４からの目標駆動力と走行抵抗推定部２５か
らの走行抵抗推定値とに基づいて目標駆動力を補正して
最終目標駆動力を出力する。

【００３４】目標スロットル開度演算部２７は目標駆動
力補正部２６からの最終目標駆動力に対して、この駆動
力を出すのに必要なスロットル開度、つまり目標スロッ
トル開度TVOrを算出する。そしてスロットル開度制御部
２８は目標スロットル開度演算部２７からの目標スロッ
トル開度TVO ｒとスロットル開度検出部２３からの実ス
ロットル開度TVO とを比較し、実スロットル開度TVO を
目標スロットル開度TVOrに一致させるフィードバック制
御を行い、最終的に車両の実車速VSP が目標車速VSPrに
一致するように自動速度制御する。

【００３５】この自動速度制御において、制御ゲイン調
整部２９は特定勾配の下り坂での車速制御ゲインの自動
切替制御を行い、フューエルカットハンチングを抑制す
る。そのためにまず、車速偏差検出部３１は目標車速設
定部２１からの目標車速VSPrと車速検出部２２からの現
在の実車速VSP との偏差を検出し、また特定勾配判定部
３２はスロットル開度検出部２３が検出するスロットル
開度TVO の挙動に基づいて車両が特定勾配の下り坂を走
行しているかどうかを判定する。

【００３６】そして特定勾配制御ゲイン設定部３３は、
特定勾配判定部３２が特定勾配の下り坂であると判定し
た時に車速フィードバック制御ゲインを通常制御ゲイン
よりも下げた特殊制御ゲインに設定して目標駆動力演算
部２４に与える。これと共に、特定勾配終了判定部３４
は走行抵抗推定部２５から得られる走行抵抗推定値に基
づいて特定勾配の下り坂の路面が終了したかどうか判定
する。

【００３７】そこで、制御ゲイン切替判定部３５は、特
定勾配判定部３２が特定勾配の下り坂を走行中であるこ
とを判定している間に、車速偏差検出部３１が検出する
偏差の大きさに応じて車速フィードバック制御ゲインを
特定勾配制御ゲイン設定部３３が設定する特殊制御ゲイ
ンと通常制御ゲイン設定部３６が設定する通常制御ゲイ
ンとの間で切替えて目標駆動力演算部２４に与え、特定
勾配の下り坂でのフューエルカットハンチングを抑制す
ると共に、道路勾配の変化にすばやく対応して車速の落
込みがないようにする。

【００３８】上記の実施の形態による具体的な自動速度
制御処理の方法を図４〜図８のフローチャートの基づい
て説明する。タイマの割込みなどによって所定時間ご
と、例えば、５０msecの制御サイクルごとにこの自動速
度制御処理は繰返し実行される。まず制御サイクル５０
msec間にカウントされた車速センサ３及びクランク角セ
ンサ５それぞれのパルス信号のカウント値を用いて平均
実速度VSP 及び平均エンジン回転速度Neを演算し、スロ
ットル開度センサ４のアナログ信号をＡ／Ｄ変換するこ
とによりスロットル実開度TVO を計測する（ステップＰ
１）。

【００３９】そしてそれまでが自動速度制御（ASCD）モ
ードであって、今回それがキャンセルスイッチの操作あ
るいはブレーキスイッチの動作によってキャンセルされ
たかどうかを判断し（ステップＰ２）、キャンセルスイ
ッチ又はブレーキスイッチがオンになっていれば全ての
フラグ、変数を初期化し、自動速度制御モードをキャン
セルする（ステップＰ１６）。しかしながら、キャンセ
ルスイッチもブレーキスイッチもオンになっていなけれ
ば、次に新しく自動速度制御モードのセット操作がセッ
トスイッチの操作によって行われたかどうか判断する
（ステップＰ３）。

【００４０】今回の制御サイクルで新しくセットスイッ
チが操作されていた場合には、今回計測した平均実速度
VSP において定速走行する指示がドライバによって行わ
れたものであるから、この実速度VSP を目標速度VSPrに
設定し（ステップＰ４）、自動速度制御中フラグをセッ
トし、次回から自動速度制御に入る用意をする（ステッ
プＰ５）。

【００４１】次回以降の制御サイクルでは、キャンセル
スイッチが操作され、あるいはブレーキが踏まれてブレ
ーキスイッチがオンとなるまで自動速度制御が繰返され
る。すなわち、ステップＰ１で計測した各制御サイクル
の最初に実車速VSP 、スロットル実開度TVO 、エンジン
回転速度Neに基づいて、目標速度VSPrに実速度が一致す
るようにスロットル開度制御を行うのである（ステップ
Ｐ１〜Ｐ３，Ｐ６〜Ｐ１５）。

【００４２】自動速度制御に入るとまず、フューエルカ
ット（Ｆ／Ｃ）ハンチング発生／終了を判定する処理ル
ーチンを実行し（ステップＰ７）、その後、ステップＰ
８〜Ｐ１２において、広く知られている線形制御手法で
あるモデルマッチング手法及び近似ゼロイング手法を利
用した図９に示す補償演算回路４０を用いて、エンジン
の最終目標駆動力y1を演算する。

【００４３】まずＦ／Ｃハンチング発生／終了判定処理
について、図５〜図８に基づいて説明する。この処理ル
ーチンに入ればまず、フューエルカット（Ｆ／Ｃ）ハン
チング中かどうかを示すフラグの状態を見る（ステップ
Ｐ２１）。Ｆ／Ｃハンチングフラグがセットされていれ
ばフューエルカットハンチング中と判断してステップＰ
４１以降の処理に移り、フラグがクリアされていれば、
次に車速フィードバック制御のゲインを小さい値にして
いることを示すフラグ（LOWGAIN フラグ）をクリアする
（ステップＰ２２）。

【００４４】続いて車速フィードバック制御のゲインを
大きな値にしていることを示すフラグ（HIGHGAINフラ
グ）の状態を見る（ステップＰ２３）。HIGHGAINフラグ
がセットされていれば車速フィードバック制御のゲイン
を通常値に戻すかどうか判断するために車速偏差の大き
さを判定し、車速偏差が第１基準偏差Δth1 （＝０．５
km/h）以下であればHIGHGAINフラグをクリアし、車速偏
差が０．５km/hよりも大きければ車速フィードバック制
御のゲインを大きな値のまま維持する（ステップＰ２
４，Ｐ２５）。

【００４５】続いてスロットルが開いているかどうかを
示すフラグ（スロットルOPENフラグ）を見て（ステップ
Ｐ２６）、セットされていればスロットル開度TVO が第
１基準開度（＝０．８８°）より大きいか小さいかを判
断し（ステップＰ２７）、スロットルOPENフラグがクリ
アされていればスロットル開度TVO が第２基準開度（＝
１．３２°）よりも大きいか小さいかを判断する（ステ
ップＰ３３）。

【００４６】ステップＰ２７でスロットル開度TVO が第
１基準開度よりも小さければスロットル全閉中の処理を
行うためにステップＰ３４以降の処理に移り、第１基準
開度よりも大きければスロットル全閉中以外の処理を行
うために次のステップＰ２８に進んで、スロットルOPEN
フラグをセットする。またステップＰ３３でスロットル
開度TVO が１．３２°以上の時にもスロットル全閉中以
外の処理を行うためにステップＰ２８に進んで、スロッ
トルOPENフラグをセットする。

【００４７】続いて、スロットルが閉じていた時間を計
測するタイマ（スロットルCLOSE タイマ）を見て、スロ
ットルが第１基準時間（＝１sec ）よりも長く、かつ第
２基準時間（＝１０sec ）以内であればフューエルカッ
トハンチングが発生していると判断し、フューエルカッ
トハンチング発生時の走行抵抗推定値＋所定値を走行抵
抗記憶部３４ａに記憶し、かつＦ／Ｃハンチングフラグ
をセットし（ステップＰ２９，Ｐ３０）、この後にスロ
ットルCLOSE タイマをクリアしてメインルーチンに戻る
（ステップＰ３２）。

【００４８】ステップＰ２９の判定で、スロットルCLOS
E タイマが第１基準値と第２基準値との間でなければ、
スロットルOPENタイマをインクリメントし（ステップＰ
３１）、続いてスロットルCLOSE タイマをクリアしてメ
インルーチンに戻る（ステップＰ３１，Ｐ３２）。

【００４９】スロットルOPENフラグがセットされ、かつ
スロットル開度TVO が第１基準値（＝０．８８°）以上
の時、またスロットルOPENフラグがクリアされていて、
かつスロットル開度TVO が第２基準値（＝１．３２°）
以上の時にはスロットル全閉の処理を行うためにステッ
プＰ３４に進んで、まずスロットルOPENフラグをクリア
し、スロットルが開いていた時間を計測するタイマ（ス
ロットルOPENタイマ）を見て、このスロットルOPENタイ
マがタイマが第１基準値（＝１sec ）以上であり、かつ
第２基準値（＝１０sec ）以内であればスロットルCLOS
E タイマをインクリメントし、メインルーチンに戻る
（ステップＰ３５，Ｐ３６）。

【００５０】ステップＰ３５の判定で、スロットルOPEN
タイマが第１基準値と第２基準値との間でなければ、ス
ロットルOPENタイマをクリアしてメインルーチンに戻る
（ステップＰ３７）。

【００５１】Ｆ／Ｃハンチング発生／終了判定処理ルー
チンに入って、すでにフューエルカットハンチングが検
出されていれば（ステップＰ２１）、ステップＰ４１に
進んで、車速フィードバック制御のゲインを小さい値に
していることを示すフラグ（LOWGAIN フラグ）がセット
されているかどうか判断する。

【００５２】フューエルカットハンチングが検出され、
かつLOWGAIN フラグもセットされていれば（ステップＰ
２１，Ｐ４１）、次に車速フィードバック制御のゲイン
を通常値に戻すかどうか判断するために車速偏差を第２
基準偏差Δth2 （＝１km/h）と比較し（ステップＰ４
２）、車速偏差が第２基準偏差Δth2 以上であれば、車
速フィードバック制御のゲインを通常値に戻すためにLO
WGAIN フラグをクリアする（ステップＰ４３）。

【００５３】一方、フューエルカットハンチングの発生
がはじめて検出された場合や、フューエルカットハンチ
ングが発生し、車速フィードバック制御のゲインがいっ
たん通常値よりも小さいゲインに下げられた後、再度通
常値に戻されているような場合には、ステップＰ４１で
LOWGAIN フラグがクリアされているので、ステップＰ４
４に進み、車速偏差を第３基準偏差Δth3 （＝０．７２
km/h）と比較し、車速偏差が小さくなっていれば車速フ
ィードバック制御のゲインを小さい値にするためにLOWG
AIN フラグをセットし、車速偏差が小さくなければ元の
ゲインを維持する（ステップＰ４４，Ｐ４５）。

【００５４】この後、現在時点の走行抵抗推定値をフュ
ーエルカットハンチング発生時の走行抵抗推定値の記憶
値と比較し、現在の走行抵抗推定値の方が大きければフ
ューエルカットハンチングが発生する恐れがある特定勾
配の下り坂を脱出したと判断し、Ｆ／Ｃハンチングフラ
グをクリアし、車速フィードバック制御のゲインを大き
い値に変更するためのフラグ（HIGHGAINフラグ）をセッ
トしてメインルーチンに戻る（ステップＰ４６，Ｐ４
９）。

【００５５】しかしながら、現在の走行抵抗推定値がフ
ューエルカットハンチング発生時の走行抵抗推定値の記
憶値以下であれば、車速偏差を見て、第４基準偏差Δth
4 （＝１．５ｋｍ／ｈ）以上になれば特定勾配の下り坂
を脱出したと判断し、Ｆ／Ｃハンチングフラグをクリア
し、車速フィードバック制御のゲインを大きい値に変更
するためのフラグ（HIGHGAINフラグ）をセットしてメイ
ンルーチンに戻る（ステップＰ４７，Ｐ４８，Ｐ４
９）。そしてそれ以外の場合には、そのままメインルー
チンに戻る（ステップＰ４７，Ｐ４８）。

【００５６】こうして図４におけるステップＰ７のＦ／
Ｃハンチング発生／終了判定処理ルーチンを終了する
と、ここで設定され、また切替え設定された車速フィー
ドバック制御のゲインを用いて、続くステップＰ８以降
の車速制御処理が実行される。

【００５７】自動速度制御に入ると、目標車速VSPrに実
車速VSP を一致させるために、広く知られている線形制
御手法であるモデルマッチング手法及び近似ゼロイング
手法を用いて最終目標駆動力y1を演算する。

【００５８】まず、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）とおくと、補償器４０は図９に示す構成とな
る。ｚは遅延演算子であり、ｚ^-1を乗ずることによって
１制御サイクル前の値となる。C1（ｚ^-1），C2（ｚ^-1）
は近似ゼロイング手法による外乱推定演算を実行し、外
乱やモデル化誤差による影響を抑制するものであり、こ
こでは走行抵抗推定部２５に相当する。またC3（ｚ^-1）
はモデルマッチング手法による補償演算を実行するモデ
ルマッチング補償部であり、制御対象の応答特性をあら
かじめ定めた一次遅れとむだ時間を持つ規範モデルＨ
（ｚ^-1）の特性と一致させる。

【００５９】目標駆動力VSPrを入力、実車速VSP を出力
とする部分を制御対象とおくと、Ｐ（ｚ^-1）は次の数１
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。

【数１】ここで、Ｔ：制御サイクル（ここでは、５０msecに設定されてい
る）Ｍ：は平均車重

【００６０】このとき、C1（ｚ^-1），C2（ｚ^-1）は次の
数２，数３式になる。

【数２】（時定数Tbのローパスフィルタ）

【数３】ただし、γ＝exp(-T/Tb ）

【００６１】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、モデルマッチング補償部のC3は次の数４式の定数と
なる。

【数４】

【００６２】以上の制御手法に基づき、図４のフローチ
ャートにおけるステップＰ８ではモデルマッチング補償
部に相当する次の数５式の演算を行い、目標駆動力y4を
求める。

【数５】y4(k) ＝Ｋ・(VSPr(k)−VSP(k))

【００６３】次のステップＰ９では、走行抵抗推定部の
一部であるロバスト補償器C2（ｚ^-1）に相当する次の数
６式の演算を行う。ただし、データｙ(k-1) はｋ制御サ
イクルに対してその１つ前の(k-1) 制御サイクルのデー
タを示す。

【数６】

【００６４】次に目標駆動力を走行抵抗推定値ｘによっ
て補正する次の数７式の演算を実行し、最終目標駆動力
y1を求める（ステップＰ１０）。

【数７】 y1（ｋ）＝y4（ｋ）＋（y2（k-2 ）−y3（ｋ））

【００６５】ここでy2（k-2 ）は後述のステップＰ１２
のローパスフィルタ部C1（ｚ^-1）に相当する演算で得ら
れるy2(k) の２制御サイクル前、つまり(k-2) 制御サイ
クルで得られたデータを示している。

【００６６】また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のに対して、y3(k) は駆
動力から走行抵抗を引いた値であることから、上式のか
っこ内の式y2(k-2) −y3(k) が走行抵抗推定値ｘとな
る。

【００６７】次に、目標駆動力の上限値制限を実行する
（ステップＰ１１）。そのためにまず、スロットル全開
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Termaxと最小エンジントルクTerminを求める。さら
に、次の数８式を用いて最大駆動力Fmaxと最小駆動力Fm
inを求める。ただし、次式で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。

【数８】

【００６８】そして最終目標駆動力y1(k) を、これらの
上限値Fmax、下限値Fminで制限してy5(k) を求める。

【００６９】こうして目標駆動力の上限値制限処理を行
った後、走行抵抗推定部の一部であるローパスフィルタ
としての補償器C1（ｚ^-1）に相当する次の数９式の演算
を実行する（ステップＰ１２）。

【数９】y2(k) ＝γ・y2(k-1) ＋(1−γ) ・y5(k-1) 続くステップＰ１３では、目標スロットル開度演算部２
７の処理に相当する目標スロットル開度演算を実行す
る。これには、数１０式によって最終目標駆動力y1(k)
から目標エンジントルクTer を算出し、

【数１０】さらに、あらかじめ登録されている図１０に示すような
エンジン非線形特性の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開度TVOrを表引き演算
する。

【００７０】そしてスロットル開度制御部２８ではこの
目標スロットル開度TVOrに対して実スロットル開度TVO
を一致させる制御を行う。つまり、ＰＩＤ制御などの広
く知られているフィードバック制御手法によって目標ス
ロットル開度TVOrと実スロットル開度TVO との偏差に基
づいて負圧式スロットルアクチュエータ６のバキューム
ポンプ７及びベントバルブ８への各出力パルス幅を演算
する（ステップＰ１４）。得られた結果は、マイクロコ
ンピュータ１ａ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 とベントバルブ出力パルス幅
Ｔventを書込む（ステップＰ１５）。

【００７１】以上による車速制御の特性を図１１を参照
して説明する。いま道路勾配は、地点Ａで平坦路面から
下り勾配に移行し、地点Ｃで下り勾配から登り勾配に移
行し、すぐに地点Ｄで再び下り勾配に移行し、さらに地
点Ｅで登り勾配に移行しているとする。

【００７２】このような道路勾配で、地点Ａを通過して
所定時間内のスロットル開度ハンチングが１回起きる
と、これを検出した地点ＢでＦ／Ｃハンチングフラグを
セットし、またこの時の走行抵抗推定値を下り坂相当記
憶値MRとして記憶する。

【００７３】この後、地点Ｂ´において車速偏差が第３
基準偏差Δth3 （＝０．７２km/h）以内になればLOWGAI
N フラグをセットして車速フィードバック制御ゲインを
小さい値に切替える。この制御ゲインの切替には、本発
明の実施の形態によれば、図１０の補償器４０における
ロバスト補償器のローパスフィルタの時定数を大きめの
値に切替えることによって実現している。この制御ゲイ
ンの小さい値への切替によって安定余裕が増し、ハンチ
ングの周期が長くなり、車速のハンチングが抑制されて
乗り心地が改善される。

【００７４】そして地点Ｃでは勾配変化によって車速偏
差が第２基準偏差Δth2 （＝１km/h）を超えた時にはＦ
／Ｃハンチングフラグのクリアは行わず、LOWGAIN フラ
グだけをクリアすることによって車速フィードバック制
御ゲインを通常値に戻す。そして地点Ｄですぐに再び下
り勾配に移行し、車速偏差が第３基準偏差Δth3 以内に
戻れば再び、車速フィードバック制御ゲインを小さい値
に切替える。さらに進んで地点Ｅにおいて登り勾配に移
行すると、勾配の変化によって走行抵抗推定値が増加
し、下り坂相当記憶値MRとの差が所定値以上に達する
か、車速偏差が第４基準偏差Δth4 を超えた時にフュー
エルカットハンチングが生じるような特定勾配の下り坂
を終了したと判断して、HIGHGAINフラグをセットして車
速フィードバック制御ゲインを通常値よりも大きいゲイ
ンに切替て応答特性を上げ、車速の落込みをすばやく解
消できるようにする。この制御ゲインの切替には、本発
明の実施の形態によれば、図１０の補償器４０における
ロバスト補償器のローパスフィルタの時定数を小さめの
値に切替えることによって実現している。

【００７５】この後、地点Ｆにおいて車速偏差が第１基
準偏差Δth１（＝０．５km/h）よりも小さくなれば、車
速フィードバック制御ゲインを通常値に戻し、通常の車
速フィードバック制御に戻す。

【００７６】

【発明の効果】以上のように請求項１及び請求項２の発
明によれば、スロットル開度が全閉付近でハンチングを
起す時に特定勾配の下り坂であると判定し、この特定勾
配の下り坂であることを検出した時には、車速フィード
バック制御手段の用いる車速フィードバック制御ゲイン
を通常制御ゲインよりも下げた特殊制御ゲインに切替
え、さらに特定勾配の下り坂であることを検出している
間に現在車速と車速指令値との偏差が所定値よりも大き
くなった時には車速フィードバック制御ゲインを通常制
御ゲインに戻し、前記車速偏差が所定値よりも再び小さ
くなれば特殊制御ゲインに切替えて車速制御を行うの
で、特定勾配の下り坂でのフューエルカットハンチング
の発生を抑制し、また特定勾配で車速偏差が大きくなれ
ばすばやく車速指令値に一致するように車速制御するこ
とができ、車速のハンチングを抑制して乗り心地を良く
し、かつ正確な定速走行が維持できる。

【００７７】さらに特定勾配終了判定手段が現在車速と
車速指令値との偏差が所定値を上回った時に特定勾配の
下り坂の路面が終了したと判定するので、特定勾配の下
り坂の路面が終了したことを正確に判定することができ
て、大きな車速の落込みなしに通常の車速制御に移行す
ることができる。

【００７８】請求項３の発明によれば、特定勾配の下り
坂であると判定した時に走行抵抗推定手段が求めた走行
抵抗推定値を記憶しておき、特定勾配終了判定手段がこ
の走行抵抗推定値の記憶値と走行抵抗推定手段の求める
現在の走行抵抗推定値とを比較し、これらの差が所定値
以上になった時に特定勾配の下り坂の路面が終了したと
判定するので、特定勾配の下り坂の路面が終了したこと
を正確に判定することができて、大きな車速の落込みな
しに通常の車速制御に移行することができる。

【００７９】請求項４の発明によれば、特定勾配終了判
定手段が特定勾配の下り坂の路面が終了したと判定した
後、実車速と車速指令値との偏差が所定値以内となるま
での間、車速フィードバック制御ゲインとして通常の制
御ゲインよりも大きな値に設定するようにしているの
で、車速フィードバック制御の応答性を高め、すばやく
現在車速を車速指令値に一致させる制御ができ、勾配変
化の大きな路面でも車速の大きな落込みのない定速走行
制御ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１つの実施の形態のハードウェア構成
を示すブロック図。

【図２】上記の実施の形態においてマイクロコンピュー
タの実行する自動速度制御の機能ブロック図。

【図３】上記の実施の形態における制御ゲイン調整部の
機能ブロック図。

【図４】上記の実施の形態におけるマイクロコンピュー
タの実行する自動速度制御処理のフローチャート。

【図５】上記の自動速度制御処理におけるＦ／Ｃハンチ
ング発生／終了判定処理ルーチンの第１部のフローチャ
ート。

【図６】上記の自動速度制御処理におけるＦ／Ｃハンチ
ング発生／終了判定処理ルーチンの第２部のフローチャ
ート。

【図７】上記の自動速度制御処理におけるＦ／Ｃハンチ
ング発生／終了判定処理ルーチンの第３部のフローチャ
ート。

【図８】上記の自動速度制御処理におけるＦ／Ｃハンチ
ング発生／終了判定処理ルーチンの第４部のフローチャ
ート。

【図９】上記の実施の形態におけるマイクロコンピュー
タの実行する自動速度制御のブロック線図。

【図１０】上記の実施の形態における目標スロットル開
度演算に用いるエンジン非線形特性データマップ。

【図１１】上記の実施の形態における自動速度制御特性
を示すタイミングチャート。

【図１２】従来例の自動速度制御特性のタイミングチャ
ート。

【図１３】他の従来例の自動速度制御特性のタイミング
チャート。

【符号の説明】

１コントロールユニット１ａマイクロコンピュータ１ｂ駆動回路２スイッチ群３車速センサ４スロットル開度センサ５クランク角センサ６スロットルアクチュエータ７バキュームポンプ８ベントバルブ９セフティバルブ１０スロットル２１目標車速設定部２２車速検出部２３スロットル開度検出部２４目標駆動力演算部２５走行抵抗推定部２６目標駆動力補正部２７目標スロットル開度演算部２８スロットル開度制御部２９制御ゲイン調整部３１車速偏差検出部３２特定勾配判定部３３特定勾配制御ゲイン設定部３４特定勾配終了判定部３４ａ走行抵抗記憶部３５制御ゲイン切替判定部３６通常制御ゲイン設定部４０補償器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の現在速度を検出する現在車速検出
手段と、任意の車速指令値を設定する車速指令値設定手段と、スロットル開度を検出するスロットル開度検出手段と、前記現在速度と前記車速指令値との偏差を検出する車速
偏差検出手段と、前記現在速度が前記車速指令値に追従するように、前記
車速偏差検出手段が検出する偏差に基づいてスロットル
開度を制御することによって車速制御を行う車速フィー
ドバック制御手段と、前記スロットル開度が全閉付近でハンチングを起す時に
特定勾配の下り坂であると判定する特定勾配判定手段
と、前記特定勾配判定手段が特定勾配の下り坂であることを
検出した時に、前記車速フィードバック制御手段におけ
る車速フィードバック制御ゲインを通常制御ゲインより
も下げた特殊制御ゲインに切替える特定勾配制御切替手
段と、所定の車両状態に基づいて前記特定勾配の下り坂の路面
が終了したと判定する特定勾配終了判定手段と、前記特定勾配判定手段が特定勾配の下り坂であることを
検出している間に、記車速偏差検出手段が検出する偏差
の大きさに応じて前記車速フィードバック制御手段に用
いるフィードバック制御ゲインを通常制御ゲインと特殊
制御ゲインとの間で切替えるゲイン選定手段とを備えて
成る車両用自動速度制御装置。
【請求項２】請求項１記載の車両用自動速度制御装置
において、前記特定勾配終了判定手段が、前記車速偏差
検出手段の検出する偏差が所定値を上回った時に前記特
定勾配の下り坂の路面が終了したと判定することを特徴
とする車両用自動速度制御装置。
【請求項３】請求項１記載の車両用自動速度制御装置
において、前記特定勾配終了判定手段が、車両に加わる
走行抵抗を推定する走行抵抗推定手段と、前記特定勾配
判定手段が特定勾配の下り坂であると判定した時に前記
走行抵抗推定手段が求めた走行抵抗推定値を記憶する走
行抵抗記憶手段とを有し、前記走行抵抗記憶値と前記走
行抵抗推定手段が求める現在の走行抵抗推定値とを比較
し、それらの差が所定値以上になった時に特定勾配の下
り坂の路面が終了したと判定することを特徴とする請求
項１記載の車両用自動速度制御装置。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の車両用
自動速度制御装置において、前記特定勾配終了判定手段
が特定勾配の下り坂の路面が終了したと判定した後、前
記車速偏差検出手段が検出する偏差が所定値以内となる
までの間、前記車速フィードバック制御手段が用いる車
速フィードバック制御ゲインとして通常の制御ゲインよ
りも大きな値に設定する特殊車速制御移行手段を備えて
成る車両用自動速度制御装置。