JPH04244434A - 車両用走行制御装置 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両用走行制御装置に係
り、詳しくは、車両の走行速度を、目標として設定した
車速に自動調整する車速制御と前方走行車両との車間距
離を一定に保つ車間制御とをおこなう車両用走行制御装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車等の車両には、ドライバーが任意
に走行速度を設定できるようにしたオートクルーズ装置
と称される車両用走行制御装置が設けられるようになっ
た。この装置には、目標とする車速を設定しかつ増速さ
せるためのセットスイッチ，減速させるためのコースト
スイッチ，従前の定速走行制御における車速に復帰させ
るリジュームスイッチ等が設けられ、走行中にドライバ
ーによって任意に車速の設定や変更ができるようになっ
ている。例えば走行中にセットスイッチをオン操作する
と、その時点での車速を設定車速とした定速走行制御へ
移行させることができる。そして、その定速走行中に増
速したい場合には、そのセットスイッチをオン操作し続
ければ、その間に車速を増大させ、オフすればその時点
での車速を設定車速とした定速走行制御へ移行させるこ
とができる。一方、減速したいときには、コーストスイ
ッチをオン操作し続けると、その間に減速させることが
でき、オフするとその時点での車速を設定車速とした定
速走行制御へ移行される。また、リジュームスイッチを
オンすると従前の定速走行時に設定された速度に復帰さ
せることができる。したがって、ドライバーは、高速道
路等では、アクセルペダルを操作することなく、スイッ
チのマニュアル操作のみで、任意の車速で定速走行をお
こなわせることができる。そして、さらに、このような
定速走行制御をおこなうと共に、前方走行車両との車間
距離を目標とする一定の値に保持する車間制御をも併せ
おこなうようにしたいわゆる車間距離オートクルーズ装
置が採用されることもある。ちなみに、特開昭６１−６
０３１号公報には、走行状態に応じて車間距離を調整可
能とするとともに、適正な加減速度で所望する車間距離
を達成させるようにした車間距離制御装置が記載されて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、車間距離オ
ートクルーズ装置を装備した車両においては、そのとき
の交通量に応じて、適切な追従性や走り感が得られるこ
とが望まれる。つまり、交通量が多い場合には、前方走
行車両への充分な追従が可能なように、車間詰め機能や
車間拡げ機能を向上させ、交通量が少い場合には、不必
要な追従を避け、ぎくしゃく感をなくすようにすること
が好ましい。この追従性は車間距離制御のための制御応
答性と関係し、制御応答性を高くすると追従性は向上す
る。しかるに、前述した公知技術では、このような制御
応答性を、交通量に応じて相対的に変更したり調整する
ことができるようにはなっていない。本発明はこのよう
な事情を考慮してなされ、その目的は、交通量が多い場
合には、前方走行車両への充分な追従が可能なように追
従性を向上させる一方、交通量が少い場合には不必要な
追従を避け、ぎくしゃく感をなくすような走行を可能に
した車両用走行制御装置を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、前方走行車両
との車間距離を検出する車間距離検出手段と、前方走行
車両との車間距離が目標とする車間距離になるように制
御する車間距離制御手段とを備えた車両用走行制御装置
に適用される。その特徴とするところは、交通量を判定
する交通量判定手段と、その交通量判定手段により、交
通量が所定以上であると判定したときには、前記車間距
離制御手段によっておこなわれる車間距離制御のための
制御ゲインを大きくして、車間距離を維持する追従性を
高めることができるように指令する制御ゲイン調整手段
とを設けている。

【０００５】

【作用】交通量判定手段によって交通量の多少が判定さ
れ、その交通量が所定以上であると判定されれば、制御
ゲイン調整手段によって、車間距離制御のための制御ゲ
インが大きくなるように変更される。これにより、交通
量が多いときには、車間距離制御のための制御応答性が
向上し、前方走行車両への充分な追従が可能となる。一
方、交通量が少い場合には、制御ゲインが小さくされ、
不必要な追従をすることなく、ぎくしゃく感のない走行
が実現される。

【０００６】

【発明の効果】本発明の車両用走行制御装置は、交通量
を判定する交通量判定手段と、その交通量判定手段によ
り、交通量が所定以上であると判定されたときには、車
間距離制御手段による車間距離制御のための制御ゲイン
を大きくする制御ゲイン調整手段とを設けているので、
交通量が多い場合には、制御ゲインを大きくすることに
より制御応答性を良好なものとして、前方走行車両への
車間詰めや車間拡げなど車間距離を維持する追従性を充
分なものにすることができる。一方、交通量が少い場合
には、逆に制御ゲインが小さくされ、制御応答性を低下
させて不必要な追従を避け、ぎくしゃく感のない走行制
御が達成される。

【０００７】

【実施例】以下に、本発明をその実施例に基づいて、詳
細に説明する。本例に示す車両用走行制御装置は、いわ
ゆる車間制御と車速制御とを併せおこなうもので、とく
に交通量の多いときに、前方走行車両への充分な追従が
可能となるように、以下の如く構成している。図１に示
すように、マイクロコンピュータよりなるコントロール
ユニット１には、車間制御と車速制御のための各種演算
をおこなう演算部２と、その演算に必要なプログラム等
を記憶する記憶部３や入出力回路（図示省略）が備えら
れる。その入力側には、目標とする車速を設定する目標
車速設定手段としてのセットスイッチ４，そのセットス
イッチ４によって設定された設定車速を減速させる減速
操作手段としてのコーストスイッチ５，従前の定速走行
制御時の車速に復帰させるリジュームスイッチ６，前方
走行車両との車間距離を検出する車間距離検出手段７，
車速センサ８，ブレーキスイッチ９，アクセルポジショ
ンセンサ１０，ギヤーポジションセンサ１１，モードス
イッチ１２が接続されている。一方、出力側には、スロ
ットルバルブ２３を作動させるアクチュエータとしての
ステップモータ２２が接続されている。その演算部２内
の回路には、スロットル制御手段１４，車両の負荷状態
を検出する車両負荷検出手段１７，車間距離検出手段７
によって検出された前方走行車両との車間距離が、自車
の速度と前方走行車両との相対速度から演算された目標
値となるような走行制御、つまり車間距離オートクルー
ズをおこなうための車間制御をする車間距離制御手段１
９，交通量を判定する交通量判定手段２０，その交通量
判定手段２０により、交通量が所定以上であると判定さ
れたときには、車間距離制御手段１９によっておこなわ
れる車間制御のための制御ゲインＫを大きくして、車間
距離を維持する追従性を高めることができるように指令
する制御ゲイン調整手段２１が設けられている。交通量
判定手段２０は、所定の時間内の車間制御と車速制御と
の切り換え回数をカウントすることにより交通量の多少
を検出するものである。制御ゲイン調整手段２１は、予
め記憶部３に記憶させたマップ（図６のステップ６６を
参照）から、その交通量のカウント数と対応する制御ゲ
インＫを求め、これをＰＩＰＤ制御による車速制御に反
映させるようにするものである。これにより、交通量が
多いときには、制御ゲインＫが大きくされ、車間制御の
ための制御応答性を向上させ、前方走行車両への充分な
追従を可能とする一方、交通量が少い場合には、制御ゲ
インＫを低くして不必要な追従をすることなく、ぎくし
ゃく感をなくすことができる。そして、その制御ゲイン
Ｋにより、スロットル制御回路１４でおこなわれる通常
走行時のスロットル制御のための制御出力をも補正する
ようにしている。スロットル制御回路１４では、走行状
態や操作の状態を検出する各センサからの信号に基づい
て、予め記憶されているマップ（図２のステップ５参照
）から、まず、基本となるスロットル開度ｆ（α）が、
そのときのアクセル開度αに対応させて求められる。そ
のマップは、各モードごとに、つまり、パワー、エコノ
ミー、ノーマルごとに準備され、１速，２速，３速，４
速の順に、アクセル開度αに対するスロットル開度ｆ（
α）の割合、すなわちスロットルゲインが大きくなるよ
うに設定されている。これにより、高速になるにしたが
いスロットル開度ｆ（α）を大きくしてエンジン出力を
増大させ、良好なレスポンスが得られるようになってい
る。次いで、上述のようにして求めた基本となるスロッ
トル開度ｆ（α）を、アクセルペダル踏み込み速度βに
対して補正するための係数Ｋ１が演算される。この係数
Ｋ１は、図９に示すように、アクセルペダル踏み込み速
度βに対応して得られ、アクセルペダル踏み込み速度β
が大きくなるほど大きな値となる。これは、アクセルペ
ダル踏み込み速度βを、ドライバーの意志表示として捉
え、その値が大きいほど早く加速したいはずであると判
断し、スロットル開度ｆ（α）をより大きくするような
スロットル制御出力を得るためのものである。なお、図
９において、横軸には、アクセル開度αが０から全開に
至るまでに要する場合に対応して換算されたアクセルペ
ダル踏み込み時間が示されている。その時間は、Ｑ点で
は５００μ秒であり、Ｒ点では２００μ秒であって、そ
の範囲におけるアクセルペダル踏み込み速度βに対して
、縦軸には、対応する係数Ｋ１の値が示されている。な
お、このアクセルペダル踏み込み速度βは、アクセルポ
ジションセンサ５により検出されるアクセル開度αを、
アクセルペダルの踏み込みに要した時間で除して得られ
るものである。そして、さらに、スロットル開度ｆ（α
）をそのときの車速Ｖに応じて補正する車速補正のため
の係数Ｋ２が求められる。この係数Ｋ２は、図１０に示
すように、そのときの車速Ｖに対応して得られ、時速６
０ｋｍ／ｈ以上では、車速Ｖが大きくなるほど大きな値
となる。これは、車速Ｖの増大に伴い増加する走行抵抗
に対応して、スロットルゲインをさらに高め、良好な吹
き上がりによりエンジン出力を上昇させ、レスポンスの
よい走り感が得られるようにするためである。スロット
ル制御回路１４では、以上の二つの係数Ｋ１，Ｋ２に、
さらに、前述したように、制御ゲイン調整手段２１によ
り設定される制御ゲインＫを加味してスロットル開度ｆ
（α）の補正をおこない、その補正値に対応するスロッ
トル制御出力ＴＨを、スロットルバルブ２３を駆動させ
るステップモータ２２へ送出するようにしている。これ
により、走り感を交通量に応じて調整し、交通事情の如
何を問わず常に良好な走り感を得ることができる。つま
り、そのときの交通量に応じて得られる制御ゲインＫを
、オートクルーズにおける車間制御や車速制御に反映さ
せて、交通量が多いときには、加減速を良好なものとし
て、前方走行車両への充分な追従を可能とする。一方、
交通量が少い場合には、制御ゲインＫを低くして不必要
な追従をしないようにすることにより、ぎくしゃく感を
なくすようにしている。そして、通常のスロットル制御
にもその制御ゲインＫを反映させ、そのときの交通量に
応じた走り感調整をもおこなっている。つまり、交通量
が多いときには、加減速を良好なものとし、交通量が少
い場合には、やや応答性を低下させてより、速度変化の
穏やかな走り感が得られるようにしている。

【０００８】以下に、本装置による走行制御の基本的な
好ましい一例を、図２ないし図８に示すフローチャート
等に基づき順を追って詳細に説明する。まず、スロット
ル制御については、アクセルポジションセンサ１０によ
って、アクセル開度αを読み込み〔Ｓ１〕、車速センサ
８によって車速Ｖも読み込む〔Ｓ２〕。さらに、ギヤー
ポジションセンサ１１によりシフトレバーの変速段Ｇを
読み込み〔Ｓ３〕、モードスイッチ１２により、そのと
きのモードＭが読み込まれる〔Ｓ４〕。その後、スロッ
トル制御回路１４により、そのときのモードＭに対応し
た定常マップから、アクセル開度αに対するスロットル
開度ｆ（α）が読み出される〔Ｓ５〕。次いで、そのス
ロットル開度ｆ（α）を、そのときのアクセルペダルの
踏み込み速度βに対して補正するための補正係数Ｋ１が
演算され〔Ｓ６〕、車速補正するための補正係数Ｋ２も
求められる〔Ｓ７〕。後述するように、制御ゲイン調整
手段２１により求められた制御ゲインＫを加味したスロ
ットル開度ｆ（α）の補正値ＴＨが演算され〔Ｓ８〕、
このＴＨに相当するスロットル制御出力がステップモー
タ２２へ送出される〔Ｓ９〕。これにより、後述するよ
うに、交通量による制御ゲインＫの調整を加味したスロ
ットル制御がおこなわれ、交通量が多いときには、制御
ゲインＫを大きくして加減速を良好なものとし、交通量
が少い場合には、やや応答性を低下させてよりスムーズ
な走り感を得られるようにしている。オートスピード制
御については、図３のステップ１１に示すように、まず
、そのときの車速や変速段等に応じた定常マップ（図１
１参照）が記憶部３から読み出され、そのときのスロッ
トル開度ｆ（α）が、その定常マップに示す定常スロッ
トル開度（図１１に実線Ｐで示す）よりも大きいかどう
かが判定される〔Ｓ１２〕。そのときのスロットル開度
ｆ（α）がその定常スロットル開度よりも大きければ、
上り勾配あるいは乗員多数により負荷が大であると判断
され、ＺＯＮＥフラグに１がセットされる〔Ｓ１３〕。 つまり、車両負荷検出回路１７により、そのときの負荷
状態が検出される。一方、そのときのスロットル開度ｆ
（α）が定常スロットル開度よりも小さければ、つまり
、下り勾配であれば、ＺＯＮＥフラグが０にリセットさ
れる〔Ｓ１４〕。次いで、ブレーキスイッチ９がオンさ
れると〔Ｓ１５〕、車速コントロールは解除され、セッ
トフラグに１がセットされる〔Ｓ１６〕。ステップ１５
で、ブレーキスイッチ９がオンでなければ、アクセルポ
ジションセンサ１０により、アクセル開度が全閉である
かが問われ〔Ｓ１７〕、全閉であれば、図４のステップ
１８へ移行される。セットスイッチ４がオンされている
と、セットＶがそのときの車速ＶＳＰに置き替えられ〔
Ｓ１９〕、セットスイッチ４がオンされている時間が０
．５秒よりも長いと〔Ｓ２０〕、記憶部３に記憶させて
いる加速マップ（図１２参照）に基づき、そのときの車
速に応じたスロットル開度が得られるように、ステップ
モータ２２へ制御出力が送出されて加速される〔Ｓ２１
〕。つまり、図１２に示すように、４０ｋｍ／ｈ以上で
は、車速に比例してスロット開度が逓増するように設定
される。ステップ２０において、セットスイッチ４がオ
ンされている時間が０．５秒よりも短いと、図５へ移行
して、ＰＩＰＤ制御による車間制御とＰＩＤ制御による
車速制御とが併せておこなわれる。すなわち、コースト
フラグに１がセットされており〔Ｓ２２〕、かつ、ＺＯ
ＮＥフラグが１であると〔Ｓ２３〕、スロットル開度設
定回路１８によって、少なくとも減速操作終了時点にお
ける車速に応じた定常スロットル開度（図１１中の線Ｐ
を参照）が得られるように、ステップモータ２２に制御
出力が送出され〔Ｓ２４〕、その後、コーストフラグが
０にリセットされ〔Ｓ２５〕、ＰＩＰＤ制御による車間
制御とＰＩＤ制御による車速制御とを併せおこなう車間
制御・車速制御へ移行する〔Ｓ２６〕。これにより、従
来のように、スロットル開度を過渡期に全閉にすること
なく、充分なエンジン出力を確保して〔Ｓ２４〕、スム
ーズな過渡応答性を得ることができる。つまり、上り勾
配等の負荷を要するときでも、コーストスイッチ５がオ
ンされた後に車両の失速感が生じることはなく、円滑な
車間制御および車速制御へ移行することができる。車間
制御や車速制御は、図６に示すように、まず、タイムが
５分経過するまでの間〔Ｓ５１〕、そのときの車速ＶＳ
ＰがセットＶよりも小さく〔Ｓ５２〕、かつ、そのとき
の前方走行車両との車間距離が３０ｍ以内であるとき〔
Ｓ５３〕、車間フラグに１がセットされていなければ〔
Ｓ５４〕、カウントに１が加算される〔Ｓ５５〕。そし
て、車間フラグに１がセットされ〔Ｓ５６〕、車間制御
のためのＰＩＰＤ制御がなされる〔Ｓ５８〕。つまり、
前方走行車両との車間距離が３０ｍ以内になると、車間
制御が開始される。もし、ステップ５４において、車間
フラグが１にセットされていれば、直ちにステップ５７
へ移行して、コーストフラグに０がリセットされた後〔
Ｓ５７〕、ＰＩＰＤ制御に入ることになる〔Ｓ５８〕。 そして、後述するように、このＰＩＰＤ制御により求め
られるスロットル開度ＴＨ１に、制御ゲイン調整手段２
１により求められた制御ゲインＫを乗じることにより、
スロットル開度ＴＨが求められる〔Ｓ５９〕。そのＴＨ
に相当するスロットル制御出力がステップモータ２２へ
送出され〔Ｓ６０〕、所定の車間距離を保持した車間距
離オートクルーズ制御がおこなわれる。 ちなみに、ＰＩＰＤ制御では、図８に示すように、まず
、目標とする車間距離セットＤＩＳからそのときの車間
距離ＤＩＳを差し引き、差分値ＥＮＶが求められる〔Ｓ
７１〕。次いで、積分ゲインＫＩ，比例ゲインＫＰ１，
ＫＰ２，微分ゲインＫＤを用いた演算式から、ステップ
５９の演算式に算入させるスロットル開度ＴＨ１を得る
ためのＴＧ値が求られる〔Ｓ７２およびＳ７４〕。 なお、このとき、現在のＥＮＶ，ＤＩＳ１，ＤＩＳがＥ
ＮＶ１，ＤＩＳ２，ＤＩＳ１に置き換えられ、次の演算
のために準備される〔Ｓ７３〕。一方、図６のステップ
５３で、前方走行車両との車間距離が３０ｍ以上になる
と、コーストフラグが１にセットされているかが問われ
〔Ｓ６１〕、セットされていなければ、車速制御をおこ
なうものと判断し、カウントに１を加算して〔Ｓ６２〕
、コーストフラグを１にセットする〔Ｓ６３〕。かつ、
車間フラグを０にリセットした後〔Ｓ６４〕、通常のＰ
ＩＤ制御による車速コントロールがおこなわれる〔Ｓ６
５〕。そして、タイムが５分経過した〔Ｓ５１〕後には
、車間制御・車速制御のカウント数に対応させて制御ゲ
インＫを求めるためのマップが、制御ゲイン調整手段２
１によって記憶部３から読み出され、制御ゲインＫが求
められる〔Ｓ６６〕。その後に、カウントおよびタイム
が０にリセットされる〔Ｓ６７〕。この制御ゲイン調整
手段２１によって求められた制御ゲインＫは、マップに
示すように、交通量が多いときには大きな値をとり、上
述の車間距離オートクルーズ制御におけるステップ５９
、およびスロットル制御におけるステップ８（図２参照
）の各演算式に算入される。したがって、オートスピー
ド制御では、交通量が多いときには、制御ゲインＫが大
きくなるため、加減速機能が向上し、前方車両に対して
充分な追従をおこなうことができる一方、交通量が比較
的に少ないときには、不必要な追従をおこうことなく、
いわゆるぎくしゃく感のない穏やかな走行状態とするこ
とができる。また、スロットル制御では、交通量に応じ
た制御応答性の変化により、良好なドライバビリティが
発揮される。図４のステップ１８において、セットスイ
ッチ４がオンされていないと、ステップ３１へ移行し、
コーストスイッチ５がオンされていると、スロットルを
全閉とし〔Ｓ３２〕、セットＶにそのときの車速ＶＳＰ
が置き替えられ〔Ｓ３３〕、コーストフラグに１がセッ
トされる〔Ｓ３４〕。ステップ３１において、コースト
スイッチ５がオンされていないと図７のステップ３５へ
移行し、セットフラグが１であれば、つまり、オートク
ルーズ制御が解除され、かつ、リジュームスイッチ６が
オンされていれば〔Ｓ３６〕、リジュームフラグが１に
セットされる〔Ｓ３７〕。しかる後に、そのときの車速
ＶＳＰが、セットＶ−２Ｋｍ／ｈよりも大きくなければ
〔Ｓ３８〕、加速マップ（図１２参照）により、そのと
きの車速ＶＳＰに応じたスロットル開度出力を得て加速
される〔Ｓ３９〕。なお、ステップ３６で、リジューム
スイッチ６がオンされていなくても、リジュームフラグ
に１がセットされていると〔Ｓ４０〕、ステップ３８へ
移行される。一方、ステップ３５においてセットフラグ
に１がセットされていない場合や、ステップ４０でリジ
ュームフラグに１がセットされていない場合には、図５
へ移行して、上述した車間制御および車速制御がおこな
われる〔Ｓ２６〕。なお、ステップ３８（図７参照）で
、そのときの車速ＶＳＰがセットＶ−２Ｋｍ／ｈよりも
大きければ、リジュームフラグを０にリセットした後〔
Ｓ４１〕、図５へ移行される。以上のように、本例によ
れば、オートスピード制御では、そのときの交通量に応
じて制御ゲインＫを調整することにより、制御応答性を
変化させ、交通量が多いときには、充分な追従を可能と
する一方、交通量の少ないときには、不必要な追従をお
こなうことなく、ぎくしゃく感のないスムーズな走行感
覚を得ることができる。また、その制御ゲインＫを通常
のスロットル制御にも反映させることにより、交通量に
応じた良好な応答性を得て走り感が向上される。

【０００９】このように、本発明の車両用走行制御装置
によれば、交通量を判定する交通量判定手段と、その交
通量判定手段により、交通量が所定以上であると判定さ
れたときには、車間距離制御のための制御ゲインを大き
くする制御ゲイン調整手段とを設けているので、交通量
が多いときには、制御ゲインＫが大きくなり、車間制御
のための制御応答性を向上させて、前方走行車両との車
間詰め機能や車間拡げ機能などの車間距離を維持するた
めの追従性が高くされる。一方を、交通量が少い場合に
は、制御ゲインを小さくして制御応答性を低下させ、不
必要な追従をさせることなく、ぎくしゃく感をなくした
穏やかな走行状態を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の車両用走行制御装置のブロック構
成図。

【図２】　　定速走行制御におけるスロットル制御を説
明するためのフローチャートの一部。

【図３】　　走行制御におけるオートスピード制御を説
明するためのフローチャートの一部。

【図４】　　走行制御におけるオートスピード制御を説
明する図３に続くフローチャート。

【図５】　　走行制御におけるオートスピード制御を説
明する図４に続くフローチャート。

【図６】　　走行制御における車間制御および車速制御
を説明するためのフローチャート。

【図７】　　走行制御におけるオートスピード制御を説
明する図４に続くフローチャート。

【図８】　　走行制御におけるＰＩＰＤ制御を説明する
フローチャート。

【図９】　　スロットル開度のアクセルペダル踏み込み
速度による補正係数Ｋ１を求めるためのマップ。

【図１０】　　スロットル開度の車速補正係数Ｋ２を求
めるためのマップ。

【図１１】　　車両の負荷状態をも検出するための車速
対応のスロットル開度を示す定常マップ。

【図１２】　　加速時における車速とスロットル開度と
の対応関係を示す加速マップ。

【符号の説明】

７…車間距離検出手段、１９…車間距離制御手段、２０
…交通量判定手段、２１…制御ゲイン調整手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　前方走行車両との車間距離を検出する
   車間距離検出手段と、前方走行車両との車間距離が目標
   とする車間距離になるように制御する車間距離制御手段
   とを備えた車両用走行制御装置において、交通量を判定
   する交通量判定手段と、上記交通量判定手段により、交
   通量が所定以上であると判定されたときには、前記車間
   距離制御手段によっておこなわれる車間距離制御のため
   の制御ゲインを大きくして、車間距離を維持する追従性
   を高めることができるように指令する制御ゲイン調整手
   段と、が設けられていることを特徴とする車両用走行制
   御装置。