JPS62241735A - 自動車の定速走行制御装置 - Google Patents

自動車の定速走行制御装置

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JPS62241735A
JPS62241735A JP61074707A JP7470786A JPS62241735A JP S62241735 A JPS62241735 A JP S62241735A JP 61074707 A JP61074707 A JP 61074707A JP 7470786 A JP7470786 A JP 7470786A JP S62241735 A JPS62241735 A JP S62241735A
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speed
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永久 藤田
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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57−1
91431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、
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
動力に応じた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、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ツプを備えており、このマ
ツ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、マツ
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、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、単に車速偏差に
基づいて制御■を決定するのではなく、目標車速に到達
させるに必要な駆動力を求め、この駆動力の大きさに基
づいてスロットル開度を制御するようにしている。
この場合上記駆動力は目標車速、車速偏差及び走行状態
を考慮して決定されるようになっているとともに、スロ
ットル開度との一定の対応関係を有するので、この駆動
力に着目してスロットル開度を制御することにより、収
束性の良い合理的な定速走行制御を行うことが可能とな
る。従って、本発明による定速走行制御では、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は生じない。
(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l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
吸気最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
は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を備えてふり、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に人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を備えてあり、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に人
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2
6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(THOBJ
B)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(THASO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(TIIASC)  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(TIIOBJ)に設定してスロットル制御
を行い、基本スロットル開度(TIIOBJ8)が大き
い場合には、基本スロットル開度(TIIOBJ[l)
を目標スロットル開度(T110BJ)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(プレーキネ作動時オン)及ヒトランスミ
ッションスイッチ16に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(V
SR)  と目標車速(VSOBJ) との偏差(DE
FVS)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m 
(TIIASC) 、目標車速(VS[1BJ)及び積
分要素パラメータ(WK[NT)を初期化する。
車速偏差(OEFVS)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S (p)
は車速偏差(DEFVS)に所定の比例データ(OP)
を掛けることによって求められる。続いて、目標車速(
VS(l[3J)が実車速(VSR)より大きい場合に
は、目標駆動力(TRODJ) 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(TR
OBJ)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(旧)から積分要素(1
)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(
1)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(1)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
K。を算出し、この補正係数に0を目標駆動力(TRO
BJ) 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(RLOA
D) 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ff1(1’1lASC)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1 (TIIASC)  との関係を示すマツプ
を各変速段ごとに備えており、このマツプを用いて当該
変速段における定速走行制御用スロットル開度量(TH
ASC)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ffi (T1
1ASC)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(THOB
J)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(TIIASC) 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)を求めるだめの割
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(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
(TII8>を計算する。つぎに、上記平均車速(VS
B)及び平均スロットル開度(T)IE)に基づいてそ
の間の平均駆動力(TRACB)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(ACCB)を求める。
そして、仮想加速度(ACCV)と平均加速度(AC(
’E)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(VSOBJ) 、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(RAM
P)に基づき、マツプを用いて予測走行抵抗(RLOA
D)を求める。つぎに、積分要素パラメータ(WK[N
T)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(TRMAX) との関係を示すマツプから当
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(TRC
1BJ) 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、マツプを用いて目標空燃比(AP[1BJ
)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、運転状態に応じた目標駆動力をもとめ
その目標駆動力の大きさに応じて制御されるようになっ
ているので、収束性の良好な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e2より小さい
かどうかを判断し所定値θ2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θ2
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e、
より大きいかどうかを判断し所定値θ、より大きいとき
は、駆動力が不足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、 計・・・・・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パ・・・・・燃料噴射
手段。 第2図 サブルーチン 第4図 第5図 第6図 サフルーチン 第7図 サフ冗−チン サブルーチン 手続ト甫正書 62.5.−6 昭和  年  月  日 、′9〜 特許庁長官  黒 1)明 雄  殿 1、事件の表示   昭和61年特許願第74707号
2、発明の名称    自動車の定速走行制御装置3、
補正をする者 事件との関係  出願人 名称  (313)マツダ株式会社 4、代理人 氏 名(5995)弁理士 中  村     稔  
  、パ′−−,シI′ 5、補正命令の日付  自  発 7、補正の内容 (1)特許請求の範囲を別紙のとおり訂正する。 (2)第11図を別紙のとおり訂正する。 特許請求の範囲 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
信号に応じて目標駆動力を算出する目標駆動算出手段と
、該目標駆動力と上記車速検出手段の出力とに応じたス
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たことを特徴とする自動車の定速走
行制御装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  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、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たスロットル弁
    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
    を備えたことを特徴とする自動車の定速走行制御装置。
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