JPH06247183A - 車両の速度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安全車間距離内に前方車両が存在しない場合
には設定した車速を目標とする定速走行制御を行い、存
在する場合には安全車間距離になるように追従走行制御
する車両の速度制御装置において、車両の荷重を考慮し
た制御を可能にする。 【構成】 検出された荷重に比例して目標車間距離を求
め、該目標車間距離が実車間距離より大きいときには両
車間距離の差に基づいて車速変化分を求めると共に該目
標車間距離が該実車間距離より小さいときには該目標車
速と実車速との差に基づいて車速変化分を求めて車速制
御手段を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両の速度制御装置に関
し、特に車間距離制御（追従走行制御）機能を有する車
両の速度制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】イージードライブ性向上を目的として、
車両が一定速度で走行するように制御する定速走行（オ
ートクルーズ）機能を果たす速度制御装置を搭載した車
両が最近では多くなって来ているが、この速度制御装置
はドライバがアクセルペダルを操作しなくても自車両の
速度が一定に保てるようにスロットル開度などを調整し
てエンジン出力をコントロールするものである。

【０００３】しかし、この速度制御装置では、前方車両
が自車両よりも低速である場合などは追突してしまう危
険性がある。そこで、最近では、前方車両との車間距離
を検出して所定の安全車間距離を保つ装置が開発されて
いる。

【０００４】その一例である特開昭55-86000号公報に記
載された従来技術は、車速に応じた安全車間距離を算出
し、この安全車間距離内に前方車両が存在しない場合に
はスロットル開度を加減することにより設定した車速を
目標とする定速走行制御を行い、存在する場合にはスロ
ットル開度を減少させることにより安全車間距離になる
ように追従走行制御している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記の従来
技術等においては、自車両を制御して前方車両と一定車
間距離で走行させようとする場合、トラック等の車両に
おいては積載量が多いとブレーキが効き難くなるため、
前方車両に追突しないように目標車間距離は大き目に設
定されるのが普通である。

【０００６】このため、空車の車両については車間距離
が必要以上に大きくなってしまい道路の利用効率が低下
するという問題点があった。

【０００７】従って本発明は、前記問題点を改善すべ
く、安全車間距離内に前方車両が存在しない場合には設
定した車速を目標とする定速走行制御を行い、存在する
場合には安全車間距離になるように追従走行制御する車
両の速度制御装置において、車両の荷重を考慮した制御
を可能にすることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る車両の速度制御装置は、前方車両との
実車間距離を検出する手段と、実車速検出手段と、目標
車速設定手段と、車速制御手段と、作動開始検出手段
と、作動解除検出手段と、荷重検出手段と、該作動開始
検出手段が作動開始を検出している間、該検出された荷
重に比例した目標車間距離を求め該目標車間距離が該実
車間距離より大きいときには両車間距離の差に基づいて
車速変化分を求めると共に該目標車間距離が該実車間距
離より小さいときには該目標車速と実車速との差に基づ
いて車速変化分を求め以て該車速制御手段を制御するコ
ントローラと、を備えている。

【０００９】また本発明では、該目標車速が、該設定手
段を用いずに該コントローラに予め設定されていてもよ
い。

【００１０】

【作用】本発明に係る車両の速度制御装置においては、
コントローラは、作動開始検出手段による作動開始が検
出されており作動解除検出手段による作動解除が行われ
るまでの間、目標とする車間距離を求める。

【００１１】この目標車間距離は、荷重検出手段によっ
て検出された荷重に比例する値としてコントローラによ
り求められ、荷重が大きいとき（車両積載量が大きいと
き）には、目標車間距離を大きくし、逆に荷重が小さい
ときには目標車間距離が小さくなるように設定する。

【００１２】そして、この目標車間距離と前方車両との
実車間距離を検出する手段によって検出された実車間距
離とを比較する。

【００１３】この比較の結果、目標車間距離＞実車間距
離のときにはこれら両車間距離の差（目標車間距離−実
車間距離）に基づいて車速変化分を求める。

【００１４】また、逆に目標車間距離＜実車間距離のと
きには両車間距離の差が負になってしまい上記の制御は
適用できないので、この場合には車両の目標車速を設定
する手段によって設定された目標車速（又はコントロー
ラ自体に記憶された目標車速）と実車速との差（このと
きは目標車速＞実車速となっている）に基づいて車速変
化分を求める。

【００１５】そして、それぞれ求めた車速変化分により
車速制御手段を制御するので、前方車両が近いときには
目標車間距離になるように減速し、遠いときには目標車
間距離に達しない間は目標車速での定速走行が行われる
ように加減速される。

【００１６】このようにして追従／定速走行が行われる
が、車間距離が荷重検出手段によって検出された荷重に
比例するので、車両積載量が大きいときには、車間距離
を大き目にとって早目に減速できるようにすると共に、
空車時等の車両積載量が小さいときには目標車間距離が
小さくなるので、必要以上の車間距離を置くことがなく
なる。

【００１７】また、空車時等において減速が行われると
きには、目標車間距離と実車間距離との差に基づいて求
められる車速変化分も小さくなるため、ゆっくりとした
ブレーキ効果が得られ、速度のハンチング（減速ショッ
ク）を軽減することができ、従って、乗り心地も良くな
る。

【００１８】

【実施例】図１は、本発明に係る車両の速度制御装置の
実施例をブロック図で示したもので、各ブロックを順次
説明する。

【００１９】１：車間距離検出手段 前方車両との車間距離を検出する、例えばＦＭ−ＣＷレ
ーダ、レーザーレーダ、超音波センサなどで構成される
ものである。

【００２０】２：車速検出手段 自車両の走行速度を検出するセンサで構成されるもの
で、通常はリードスイッチなどが用いられる。

【００２１】３：作動開始検出手段 通常、ディジタルスイッチ（プッシュスイッチなど）で
構成され、ドライバの操作によりこのスイッチがＯＦＦ
状態からＯＮ状態になったことを検出した時に本発明の
速度制御を開始させるものである。

【００２２】４：作動解除検出手段 ブレーキペダルやシフトレバー、あるいは所定のスイッ
チをドライバが操作した場合を検出して本発明の速度制
御を解除させるものである。

【００２３】５：目標車速設定手段 ドライバが任意の値を設定できるように、ボリューム
（ツマミ）、あるいはロータリースイッチなどで構成さ
れ、時計の時刻合わせの機構など、数字を合わせること
が出来るものであればどんなものでも良い。また、設定
された値をドライバに知らせるための表示部を含んでい
ても良い。尚、後述のコントローラ内で目標車速を設定
する場合には本手段５は無くとも良い。

【００２４】６：コントローラ 前述の各手段１〜５からの入力信号を読み込む入力ポー
ト６１と、図２及び図３のプログラムや固定の制御パラ
メータなどを予め記憶すると共に図５(a) 及び(b) に示
した自動変速機のためのシフトマップを予め記憶したＲ
ＯＭ６２と、入力信号や可変の制御パラメータなどを一
時的に記憶するＲＡＭ６３と、上記プログラムに基づく
演算処理などを行うＣＰＵ６４と、後述の各操作手段へ
出力信号を送出する出力ポート６５とで構成される制御
手段である。

【００２５】７：スロットル操作手段 通常、モーターやバルブなどで構成され、コントローラ
６からの出力信号に基づきエンジン（図示せず）のスロ
ットル位置を操作するものである。

【００２６】８：ギヤ位置操作手段 コントローラ６からの出力信号に基づき、自動変速装置
のギヤ位置（オーバードライブを含む）を操作するもの
で、オートマチック車の自動変速装置の構成に準じた周
知のもので良い。

【００２７】９：ブレーキ操作手段 通常、油圧バルブなどで構成され、コントローラ６から
の出力信号に基づき減速力（ブレーキ力）を操作するも
のである。

【００２８】１０：荷重検出手段 車両のバネ上重量を計測するセンサで構成され、特にト
ラック等の車両における積載重量を計測するものであ
る。

【００２９】尚、上記のスロットル操作手段７とギヤ位
置操作手段８とブレーキ操作手段９とで車速制御手段を
構成している。

【００３０】上記の実施例の動作を図２及び図３に示し
た制御プログラムのフローチャートに沿って以下に説明
する。尚、これらの制御プログラムは、コントローラ６
内のＲＯＭ６２に記憶されており、所定の一定周期毎に
ＣＰＵ６４で実行されるものとする。また、ＣＰＵ６４
がイグニッションキー（図示せず）ＯＮなどによりイニ
シャライズされる際に後述の設定フラグはＯＦＦされる
ものとする。

【００３１】図２の制御プログラム ステップ２１：速度制御実行中か否かを表す設定フラグ
の状態を判断して、ＯＮであればステップ２４へ、ＯＦ
Ｆ（イグニッションキーＯＮ時）であればステップ２２
へ進む。

【００３２】ステップ２２：作動開始検出手段（セット
スイッチ）３がドライバの操作によりＯＮにされていれ
ばステップ２３へ進み、ＯＦＦ（操作されていない）な
らばステップ２６へ進む。

【００３３】ステップ２３：設定フラグをＯＮにしてス
テップ２４へ進む。

【００３４】ステップ２４：作動解除検出手段４により
ドライバが所定の速度制御の解除操作（ブレーキペダル
踏み込み、シフトレバー位置変更など）をしているか否
かを検出し、解除操作している（ＹＥＳ）ならばステッ
プ２５へ進み、操作していない（ＮＯ）ならばステップ
３０の速度制御サブルーチン（図３参照）へ進む。

【００３５】ステップ２５：設定フラグをＯＦＦにして
ステップ２６へ進む。

【００３６】ステップ２６：図３の速度制御を解除し、
ドライバの運転操作に従ってスロットル開度、ブレーキ
力、ギヤ位置を決定する。尚、このときの自動変速機の
シフトマップは図５(a) に示したような通常のシフトマ
ップが用いられる。

【００３７】図３のサブルーチン（図２のステップ３０
の詳細内容） ステップ３１：目標車速設定手段５により目標車速Ｖｔ
を読み込む。尚、この際、目標車速Ｖｔを目標車速設定
手段５からではなく、コントローラ６のＲＯＭ６２内に
予め設定された値（例えば一般高速道路の制限速度であ
る100Km/h ）としても良い。

【００３８】ステップ３２：車間距離検出手段１により
現在の車間距離Ｄを読み込む。

【００３９】ステップ３３：車速検出手段２により現在
の車速Ｖを読み込む。

【００４０】ステップ３４：現在の荷重Ｗに適当と推定
される車間距離を算出し、この値を目標車間距離Ｄｔと
する。

【００４１】この目標車間距離Ｄｔの算出方法が図４に
示されており、以下これについて説明する。

【００４２】まず、ＣＰＵ６４は荷重検出手段１０によ
り車両の現在の荷重Ｗ(kg)を読み込む。このとき、１０
個の荷重サンプル値Ｗ１，Ｗ２，…，Ｗ１０を一定周期
で連続して読み込むものとする（図４のステップ４
１）。

【００４３】そして、このようにして読み込んだ荷重サ
ンプル値Ｗ１，Ｗ２，…，Ｗ１０の平均を取って平均荷
重Ｗ_A を求める（ステップ４２）。

【００４４】更に、この平均荷重Ｗ_A に基づき、下記の
式により目標車間距離Ｄｔを求める（ステップ４３）。 Ｄｔ＝Ｄｏ＋ｋ・Ｗ_A

【００４５】上記の式において、Ｄｏは空車の場合に最
適とされる一定の目標車間距離(m)であり車両にこの速
度制御装置を搭載する時点で予めセットしておくことが
できる。またｋは単位m/kgで表される定数であり、実験
により最適値を求めておけばよい。

【００４６】また、上記の目標車間距離Ｄｔは、荷重Ｗ
に対する値をテーブルにしてＲＯＭ６２内に記憶してお
いてもよい。

【００４７】ステップ３５：現在の車間距離Ｄと目標車
間距離Ｄｔとを比較し、Ｄｔ≧Ｄならば（即ち目標車間
距離Ｄｔの範囲内に前方車両が存在する危険な状態なら
ば）、車間距離Ｄを目標車間距離Ｄｔの値に制御するた
めステップ３６へ進むが、逆に、Ｄｔ＜Ｄならば（すな
わち目標車間距離Ｄｔの範囲内に前方車両が存在しない
ならば）、車速Ｖを目標車速Ｖｔの値に制御するためス
テップ３７へ進む。

【００４８】ステップ３６：現在の車速Ｖに対してどの
程度加減速すればよいか、即ち、現時点における車速Ｖ
の変化分（加減速度）ΔＶを求める。この変化分ΔＶの
値は目標車間距離Ｄｔと現在の車間距離Ｄとの差である
（Ｄｔ−Ｄ）の値を基にして求めることができる。例え
ば、ΔＶ＝Ｘ＊（Ｄｔ−Ｄ）＋Ｙ（Ｘ，Ｙは定数）とい
うような一次式で求めることが出来る。

【００４９】この場合は、前方車両が接近しており危険
であるので減速する必要があり、ΔＶが負の値となるよ
うに定数Ｘ，Ｙが設定される。

【００５０】ステップ３７：ステップ３６と同じく、現
時点での車速Ｖの変化分ΔＶを求める。このステップ３
５から前方車両が接近していない安全な車間距離にある
ことが分かったので、目標車速Ｖｔの定速走行を行う必
要がある。

【００５１】このため、ステップ３６の式はそのままで
は使えないため、変化分ΔＶの値は目標車速Ｖｔと現在
の車速Ｖとの差である（Ｖｔ−Ｖ）の値を基にして求め
るものとする。例えば、ΔＶ＝α＊（Ｖｔ−Ｖ）＋β
（α，βは定数）というような一次式で求めることがで
きる。

【００５２】この場合、Ｖｔ−Ｖであるか否かは不定で
あり、Ｖｔ＞Ｖのときには目標車速に達していないので
加速する必要がある。このため、ΔＶはΔＶ＞０なる加
速度でなければならず、定数α，βは共に正の値とな
る。

【００５３】また、逆にＶｔ＜Ｖのときには目標車速を
越えているので減速する必要があり、ΔＶはΔＶ＜０な
る減速度でなければならない。従って、定数α，βはや
はり共に正の値となる。

【００５４】尚、ステップ３６及びステップ３７におい
て、変化分ΔＶの算出には簡単な例しか示していない
が、従来の技術として知られているように現在の車速Ｖ
や現在の車間距離Ｄ、あるいは、車間距離Ｄの時間変化
量（すなわち前方車両との相対車速）などの値に応じて
ΔＶの値を適当に変化させても良いことは言うまでもな
い。

【００５５】ステップ３８：ステップ３６あるいはステ
ップ３７で求めた変化分ΔＶの値に基づき、スロットル
操作量、ブレーキ操作量、自動変速機における最適ギヤ
位置を求める。

【００５６】変化分ΔＶとスロットル変化量Δθ、及び
変化分ΔＶとブレーキ力変化量ΔＰのそれぞれの関係の
一例が図５に示されている。ここでは、負の値をとる定
数Ｖｃを定めておき、ΔＶ≧Ｖｃの場合は加速もしくは
小さな減速を意味するので、ブレーキはかけずにスロッ
トル開度の操作（Δθ）で対応する。

【００５７】逆にΔＶ＜Ｖｃの場合は大きな減速を示す
ので、スロットルを全閉しブレーキ力を操作（ΔＰ）す
る。

【００５８】図５ではΔＶとΔθ、及びΔＶとΔＰは簡
略化して直線で表しているが、もちろん車両諸元と走行
抵抗などから求まる曲線でも良い。

【００５９】尚、自動変速機における最適ギヤ位置は周
知のシフトマップ（図示せず）により、上記のスロット
ル開度と車速Ｖとにより決定される。

【００６０】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る車両の速度
制御装置によれば、検出された荷重に比例して目標車間
距離を求め、該目標車間距離が実車間距離より大きいと
きには両車間距離の差に基づいて車速変化分を求めると
共に該目標車間距離が該実車間距離より小さいときには
該目標車速と実車速との差に基づいて車速変化分を求め
以て車速制御手段を制御するように構成したので、車両
積載量が大きいときには、車間距離を大き目にとって早
目に減速できるようにすると共に、空車時等の車両積載
量が小さいときには目標車間距離が小さくなるので、必
要以上の車間距離を置くことがなくなり、道路の利用効
率を向上させることができる。

【００６１】また、空車時等において減速が行われると
きには、急激なブレーキ動作が回避されて速度のハンチ
ング（減速ショック）を軽減することができ、従って、
乗り心地も良くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る車両の速度制御装置の一実施例を
示したブロック図である。

【図２】本発明に係る車両の速度制御装置に用いられる
コントローラで実行される制御プログラムのフローチャ
ート図である。

【図３】図２における「速度制御の実行」のサブルーチ
ンを実行する制御プログラムのフローチャート図であ
る。

【図４】図３における「目標車間距離の算出」のサブル
ーチンを実行する制御プログラムのフローチャート図で
ある。

【図５】本発明における車速変化分に対応したスロット
ル開度の操作とブレーキ力の操作とを説明するためのグ
ラフ図である。

【符号の説明】

１ 車間距離検出手段 ２ 車速検出手段 ３ 作動開始検出手段 ４ 作動解除検出手段 ５ 目標車速設定手段 ６ コントローラ ７ スロットル操作手段 ８ ギヤ位置操作手段 ９ ブレーキ操作手段 １０ 荷重検出手段 図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前方車両との実車間距離を検出する手段
   と、実車速検出手段と、目標車速設定手段と、車速制御
   手段と、作動開始検出手段と、作動解除検出手段と、荷
   重検出手段と、該作動開始検出手段が作動開始を検出し
   ている間、該検出された荷重に比例した目標車間距離を
   求め該目標車間距離が該実車間距離より大きいときには
   両車間距離の差に基づいて車速変化分を求めると共に該
   目標車間距離が該実車間距離より小さいときには該目標
   車速と実車速との差に基づいて車速変化分を求め以て該
   車速制御手段を制御するコントローラと、を備えたこと
   を特徴とした車両の速度制御装置。
2. 【請求項２】 該目標車速が、該設定手段を用いずに該
   コントローラに予め設定されていることを特徴とした請
   求項１に記載の車両の速度制御装置。