JP4046085B2 - 車速制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車速が予め設定した車速となるように自動調整する車速制御装置に関する。

ナビゲーション装置からの情報に基づいて曲線路の手前で適切な車速まで減速するようにした車速制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この出願の発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
特許第３２６９８９７号公報

しかしながら、上述した従来の車速制御装置では、曲線路の手前でナビゲーション装置からの情報に基づいて減速しているので、乗員が満足するような減速が得られないことがある。

また、上記車速制御装置の他に、単に車速を予め設定された車速（設定車速）に一致させる車速制御装置もある。この装置には運転者が設定車速を低減するための操作部材としてセット／コーストスイッチが設けられており、曲線路の手前でこのセット／コーストスイッチを操作すると設定車速を低減することができる。
ところが、このセット／コーストスイッチの操作による設定車速の低減量は予め設定されており、曲線路の曲率半径などの道路状況によっては運転者が満足する低減量が得られないことがある。

請求項１の発明は、車速検出値が設定車速に一致するように車両の制駆動力を制御する際、車両前方の曲線路を検出し、車両前方に曲線路が検出されたときにその曲線路を通過可能な車速まで第１の低減量だけ設定車速を低減するとともに、曲線路で設定車速を低減しているときに設定車速を低減するための操作部材が操作された場合には、第１の低減量よりも大きな第２の低減量だけ設定車速を低減する車速制御装置であって、先行車との車間距離を検出し、検出された車間距離が小さいほど第２の低減量を大きくする。
また、請求項６の発明は、車速検出値が設定車速に一致するように車両の制駆動力を制御する車速制御装置であって、車両前方に曲線路が検出されていないときに設定車速を低減するための操作部材が操作されると第１の低減量だけ設定車速を低減し、車両前方に曲線路が検出されているときに前記操作部材が操作されると、第１の低減量よりも大きな第２の低減量だけ設定車速を低減するとともに、先行車との車間距離を検出し、検出された車間距離が小さいほど第２の低減量を大きくする。

本発明によれば、予め設定された設定車速の低減量よりも大きな低減量が容易に得られる。

図１は第１の実施の形態の構成を示す。この車両はエンジン１を走行駆動源とする車両であり、エンジン１の駆動力は自動変速機２、プロペラシャフト３、最終減速機４を介して駆動輪５ａ、５ｂに伝達される。駆動輪５ａ、５ｂと従動輪６ａ、６ｂにはそれぞれ、ディスクブレーキ７ａ〜７ｄと、車輪速を検出する車輪速センサー８ａ〜８ｄが装備されている。

エンジン制御装置９は走行制御用コントローラー１０からのスロットルバルブ開度指令値θ^＊に応じてエンジン１のスロットルバルブ開度制御を行うとともに燃料噴射制御、点火時期制御などを行い、エンジン１のトルクと回転速度を制御する。制動制御装置１１は走行制御用コントローラー１０からの制動圧指令値Ｐ^＊に応じて制動油圧を発生させ、ディスクブレーキ７ａ〜７ｄに供給する。また、制動制御装置１１はブレーキペダル１２の踏み込みに応じて制動油圧を発生させ、ディスクブレーキ７ａ〜７ｄに供給する。変速機制御装置１３は、走行制御コントローラー１０からの変速指令にしたがって自動変速機２のシフト位置を制御する。

自動変速機２の出力側には車速Ｖを検出する車速センサー１４が設けられ、車両の前部には先行車両との車間距離Ｌを検出する車間距離センサー１５が設けられる。この車間距離センサー１５は、例えばレーザー光を発射して先行車両からの反射光を受光し、先行車両との車間距離Ｌを計測するとともに、先行車両の位置を検出して自車線上の先行車両を認識する。なお、車間距離センサー１５には、スキャンニング式あるいはマルチビーム式のレーザーレーダー装置やミリ波レーダー装置などを用いることができる。舵角センサー１６はステアリングの操舵角を検出する。

ナビゲーション装置１７は道路地図データを備え、車両の現在地を検出する。メインスイッチ１８は車速制御装置の電源をオン、オフするスイッチである。セット／コーストスイッチ１９は、所定の車速範囲、例えば４８〜１００km/hの間で希望の車速を設定するとともに、押し続けることによって設定車速を下げるためのスイッチである。なお、セット／コーストスイッチ１９を押し続けたときの設定車速の減速度は通常、５km/h／２secである。リジューム／アクセラレートスイッチ２０は、押し続けることによって設定車速を上げるとともに、解除前の設定車速を呼び出すためのスイッチである。なお、リジューム／アクセラレートスイッチ２０を押し続けたときの設定車速の加速度は通常、５km/h／２secである。キャンセルスイッチ２１は車速制御を解除するためのスイッチである。加速度センサー２２は車両の前後方向の加速度を検出する。

走行制御用コントローラー１０は、自車速Ｖが設定車速Ｖsetになるように車速フィードバック制御を行い、制御演算結果のスロットルバルブ開度指令値θ^＊をエンジン制御装置８へ出力し、変速比指令値を変速機制御装置１３へ出力し、制動圧指令値Ｐ^＊を制動制御装置９へ出力する。

図２〜図３は曲線路における減速制御プログラムを示すフローチャートである。このフローチャートにより、一実施の形態の動作を説明する。車両制御コントローラー１０は所定時間ごとにこの制御プログラムを実行する。

ステップ１においてナビゲーション装置１７により曲線路の手前に到達したか否かを確認する。曲線路の手前に到達したらステップ２へ進み、ナビゲーション装置１７から提供された曲線路の曲率半径などの道路状況に基づいて、現在の設定車速Ｖsetのままで通過可能かどうかを確認する。設定車速Ｖsetを低減しないと通過できない場合には、曲線路の曲率半径などの道路状況に基づいて設定車速Ｖsetの低減量ｖ０を設定し、予め設定されている減速度で設定車速Ｖsetを（Ｖset−ｖ０）まで低減するとともに、設定車速（Ｖset−ｖ０）、低減量ｖ０および減速度に応じたスロットルバルブ開度指令値θ^＊、変速機シフト指令、制動圧指令値Ｐ^＊を決定し、エンジン制御装置９、変速機制御装置１３および制動制御装置１１へ出力する。これにより、曲線路の手前で曲線路を安全に通過可能な車速（Ｖset−ｖ０）まで自動的に減速される。

自動減速処理を行った後のステップ３において、運転者による減速操作の有無を確認する。曲線路の手前で装置により適切な車速まで自動的に減速を開始したのであるが、ナビゲーション装置１７からの情報に基づいて低減量ｖ０を設定しているので、運転者によってはまだ速すぎると感じることがある。その場合、運転者はセット／コーストスイッチ１９を操作して設定車速（Ｖset−ｖ０）のさらなる低減を行う。運転者による減速操作があった場合はステップ５へ進み、なければステップ４へ進む。減速操作がなかった場合のステップ４以降の処理については後述する。

運転者による減速操作があった場合は、まずステップ５で路面μ（摩擦係数）に応じた車速低減量ｖ１を決定する。この一実施の形態では路面μに対する車速低減量ｖ１を図４に示すように設定し、車速制御用コントローラー１０に予め記憶しておく。図４に示すマップでは路面μが小さいほど車速低減量ｖ１を小さくし、滑りやすい路面で大きな減速をしないようにしている。なお、路面の摩擦係数μは、車速センサー１４により検出した車速と、車輪速センサー８ａ〜８ｄから検出した車輪速とに基づいてスリップ率（（車輪速−車速）／車速）を求め、このスリップ率と加速度センサー２２により検出した車両前後方向の加速度とに基づいて車速制御用コントローラー１０で推定する。この図４に示すマップから、推定結果の路面μに対応する車速低減量ｖ１を表引き演算する。

路面μに対する車速低減量ｖ１を決定した後のステップ６で、車輪速の周波数変動に応じた車速低減量ｖ２を決定する。この一実施の形態では車輪速の周波数変動に対する車速低減量ｖ２を図５に示すように設定し、車速制御用コントローラー１０に予め記憶しておく。図５に示すマップでは車輪速の周波数変動が大きいほど車速低減量ｖ２を小さくし、凹凸の激しい悪路でのスリップを防止するために大きな減速をしないようにしている。この図５に示すマップから、車輪速センサー８ａ〜８ｄにより検出した車輪速に対応する車速低減量ｖ２を表引き演算する。

ステップ７において車速低減量ｖ１、ｖ２の少なくとも一方が最大車速低減量ｖmaxを超えているか否かを確認する。ここで、最大車速低減量ｖmaxは路面μと車輪速の周波数変動に対して車両の安定走行を保証できる最大の低減量である。路面μに応じて決定した車速低減量ｖ１と、車輪速の周波数変動に応じて決定した車速低減量ｖ２の内の少なくとも一方が最大低減量ｖmaxを超えているときはステップ１３へ進み、そうでなければステップ８へ進む。

車速低減量ｖ１とｖ２の内のいずれかが最大車速低減量ｖmaxを超えている場合は、これ以上、設定車速Ｖsetを低減すると車両の安定走行に支障を来すおそれがあるため、ステップ１３で車速低減量ｖ１とｖ２の内の小さい方を選択し、続くステップ１４で車速低減量ｖ０にｖ１とｖ２の小さい方を加算したものを車速低減量ｖ０’とする。

一方、車速低減量ｖ１とｖ２のいずれも最大車速低減量ｖmaxを超えていない場合は、曲線路の曲率半径Ｒ、車間距離Ｌおよび車速Ｖに対する車速低減量を検討する。まず、ステップ８で曲線路の曲率半径Ｒに応じた車速低減量ｖ３を決定する。この一実施の形態では曲率半径Ｒに対する車速低減量ｖ３を図６に示すように設定し、車速制御用コントローラー１０に予め記憶しておく。図６に示すマップでは曲率半径Ｒが小さいほど車速低減量ｖ３を大きくし、安全な走行を行うようにしている。この図６に示すマップから、ナビゲーション装置１７から得た曲線路の曲率半径Ｒに対応する車速低減量ｖ３を表引き演算する。

次に、ステップ９で車間距離Ｌに応じた車速低減量ｖ４を決定する。この一実施の形態では車間距離Ｌに対する車速低減量ｖ４を図７に示すように設定し、車速制御用コントローラー１０に予め記憶しておく。図７に示すマップでは車間距離Ｌが短いほど車速低減量ｖ４を大きくし、先行車への接近を防止している。この図７に示すマップから、車間距離センサー１５により検出した車間距離Ｌに対応する車速低減量ｖ４を表引き演算する。

さらに、ステップ１０で車速Ｖに応じた車速低減量ｖ５を決定する。この一実施の形態では車速Ｖに対する車速低減量ｖ５を図８に示すように設定し、車速制御用コントローラー１０に予め記憶しておく。図８に示すマップでは車速Ｖが高いほど車速低減量ｖ５を大きくし、安全な走行を行うようにしている。この図８に示すマップから、車速センサー１４により検出した車速Ｖに対応する車速低減量ｖ５を表引き演算する。

ステップ１１において車速低減量ｖ３〜ｖ５の内の最小の車速低減量を選択し、続くステップ１２で車速低減量ｖ０にｖ３〜ｖ５の内の最小の車速低減量を加算したものを新しい車速低減量ｖ０’とする。

ステップ１５では新しい車速低減量ｖ０’により設定車速Ｖsetを（Ｖset−ｖ０’）まで低減するとともに、設定車速（Ｖset−ｖ０’）、低減量ｖ０’および減速度に応じたスロットルバルブ開度指令値θ^＊、変速機シフト指令、制動圧指令値Ｐ^＊を決定し、エンジン制御装置９、変速機制御装置１３および制動制御装置１１へ出力する。これにより、曲線路の手前で車速（Ｖset−ｖ０’）まで減速される。

ステップ３でセット／コーストスイッチ１９がオフされ、運転者による減速操作が終了した場合にはステップ４へ進み、減速操作終了後所定時間以内かどうかを確認する。

セット／コーストスイッチ１９による設定車速Ｖsetの低減は、通常の走行中においては、１回押して離すと例えば５km/hだけ設定車速Ｖsetが低減され、連続して押していると例えば５km/hぎざみで設定車速Ｖsetが階段状に低減される。一方、曲線路における自動減速中は、上述したように通常の車速低減量よりも大きな低減量だけ設定車速Ｖsetを低減する。曲線路での自動減速中にセット／コーストスイッチ１９を操作してさらに設定車速Ｖsetを低減する場合には、セット／コーストスイッチ１９の操作が終了したら直ちに設定車速Ｖsetの低減を終了するよりも、減速操作が終了しても所定時間、例えば２〜３秒間は設定車速Ｖsetの低減を継続させる方が望ましく、運転者にも違和感を与えない。

そこで、この一実施の形態では、セット／コーストスイッチ１９による減速操作終了後、所定時間（例えば２〜３秒）以内のときはステップ５へ進み、上述した車速低減処理を継続する。一方、減速操作終了後、所定時間を経過したときはステップ１６へ進む。

運転者の減速操作による車速低減を行った後、ステップ１６でナビゲーション装置１７により曲線路を通過したか否かを確認し、まだ曲線路を走行中であればステップ３へ戻って上述した処理を繰り返す。曲線路を通過した場合はステップ１７へ進み、エンジン制御装置９、変速機制御装置１３および制動制御装置１１を制御して設定車速Ｖsetまで加速する。

図９は、一実施の形態の曲線路で自動減速中(ａ)に減速操作(ｂ)を行ったときの設定車速Ｖset(ｃ)と減速度(ｄ)の変化を示す。時刻ｔ１において曲線路の手前で自動減速が開始されると、設定車速Ｖsetは予め設定された減速度で低減量ｖ０だけ低減される。このとき、実際の車速Ｖ（車速センサー１４の検出値）が設定車速Ｖsetに一致するように車速フィードバック制御が行われるので、実際の車速Ｖは設定車速Ｖsetに沿って減少する。

時刻ｔ２でセット／コーストスイッチ１９による減速操作がなされると、設定車速Ｖsetは、路面μ、車輪速の周波数変動、曲線路の曲率半径Ｒ、車間距離Ｌ、車速Ｖに応じて決定されたより大きな低減量ｖ０’だけ低減される。このとき、実際の車速Ｖ（車速センサー１４の検出値）が設定車速Ｖsetに一致するように車速フィードバック制御が行われるので、実際の車速Ｖは図中に実線で示す設定車速Ｖsetに沿って減少する。時刻ｔ３でセット／コーストスイッチ１９による減速操作が終了しても、所定時間後の時刻ｔ４まで設定車速Ｖsetの低減が継続され、時刻ｔ４で設定車速は（Ｖset−ｖ０’）一定となる。

なお、減速操作がなかった場合は、実際の車速Ｖは図中に破線で示す設定車速Ｖsetに沿って減少する。そして、時刻ｔ５で設定車速は（Ｖset−ｖ０）一定となる。

時刻ｔ６で曲線路の通過が確認されると、曲線路の自動減速が終了し、車速Ｖは設定車速Ｖsetに向けて加速される。

このように、一実施の形態によれば、車両前方の曲線路を検出し、車両前方に曲線路が検出されたときにその曲線路を通過可能な車速まで低減量ｖ０だけ設定車速Ｖsetを低減する車速制御装置において、曲線路で設定車速Ｖsetを低減しているときに設定車速Ｖsetを低減するためのセット／コーストスイッチ１９が操作された場合には、低減量ｖ０よりも大きな低減量ｖ０’だけ設定車速Ｖsetを低減するようにしたので、予め設定された設定車速の低減量よりも大きな低減量が容易に得られる。

特許請求の範囲の構成要素と一実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、車速センサー１４が車速検出手段を、車速制御用コントローラー１０が車速制御手段および車速低減手段を、ナビゲーション装置１７が曲線路検出手段を、セット／コーストスイッチ１９が操作部材を、車速センサー１４、車輪速センサー８ａ〜８ｄ、加速度センサー２２および車速制御用コントローラー１０が摩擦係数検出手段を、車輪速センサー８ａ〜８ｄが車輪速検出手段を、車間距離センサー１５が車間距離検出手段をそれぞれ構成する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。

なお、上述した一実施の形態ではナビゲーション装置１７により車両前方の曲線路の存在とその曲線路の曲率半径を検出する例を示したが、カメラにより車両前方を撮像し、車両前方の画像を処理して道路白線の曲がり具合により曲線路の存在とその曲線路の曲率半径を検出するようにしてもよい。また、レーザーレーダーなどにより路側のデリニエーターを検出し、車両の進行方向とデリニエーターの配置に基づいて曲線路とその曲率半径を検出してもよい。あるいは、舵角センサー１６により検出された操舵角により曲線路の存在とその曲率半径を検出してもよい。

《一実施の形態の変形例》
上述した一実施の形態ではナビゲーション装置１７から曲線路情報を入手し、曲線路の手前で設定車速Ｖsetを自動的に減速させる機能を備えた車速制御装置について説明したが、曲線路手前での自動減速を行わない車速制御装置、すなわち、単に自車速が設定車速Ｖsetとなるように制駆動力を制御する車速制御装置に対しても本願発明を適用することができ、以下、この変形例について説明する。

この変形例では、ナビゲーション装置１７により曲線路に到達したことが検出されると、車速制御用コントローラー１０は、セット／コーストスイッチ１９の操作による設定車速の減速度を通常の減速度（５km/h／２sec）よりも大きな減速度（例えば７km/h／２sec）に変更する。すなわち、セットスイッチ１９の操作中における設定車速の単位時間当たりの低減量をより大きな単位時間当たりの低減量に変更する。

また、上述した一実施の形態ではセット／コーストスイッチ１９とリジューム／アクセラレートスイッチ２０の機能として、これらのスイッチ１９、２０を操作している間だけ所定の減速度で減速、または所定の加速度で加速するものであったが、本発明はこのような機能に限定されず、例えば１回のスイッチ操作で所定の量（例えば５km/h）だけ設定車速を低減または増加するものであってもよい。この場合、ナビゲーション装置１７により曲線路へ到達したことが検出されると、１回のセット／コーストスイッチ１９の操作による設定車速の低減量を予め設定されている低減量（例えば５km/h）よりも大きな低減量（例えば７km/h）とすればよい。さらに、ナビゲーション装置１７により曲線路の曲率半径を検出し、曲率半径が小さいほど設定車速の低減量を段階的または連続的に大きくするようにしてもよい。

一実施の形態の構成を示す図である。 一実施の形態の減速制御プログラムを示すフローチャートである。 図２に続く、一実施の形態の減速制御プログラムを示すフローチャートである。 路面μに対する車速低減量ｖ１のマップを示す図である。 車輪速の周波数変動に対する車速低減量ｖ２のマップを示す図である。 旋回半径に対する車速低減量ｖ３のマップを示す図である。 車間距離に対する車速低減量ｖ４のマップを示す図である。 車速に対する車速低減量ｖ５のマップを示す図である。 一実施の形態の曲線路で自動減速中に減速操作を行ったときの設定車速Ｖsetと減速度の変化を示すタイムチャートである。

符号の説明

７ａ〜７ｄ ディスクブレーキ
８ａ〜８ｄ 車輪速センサー
９ エンジン制御装置
１０ 車速制御用コントローラー
１１ 制動制御装置
１３ 変速機制御装置
１４ 車速センサー
１５ 車間距離センサー
１６ 舵角センサー
１７ ナビゲーション装置
１９ セット／コーストスイッチ
２２ 加速度センサー

Claims (5)

1. 車速を検出する車速検出手段と、
   車速検出値が予め設定した車速（以下、設定車速という）に一致するように車両の制駆動力を制御する車速制御手段と、
   車両前方の曲線路を検出する曲線路検出手段と、
   前記曲線路検出手段により車両前方に曲線路が検出されたときに、その曲線路を通過可能な車速まで第１の低減量だけ設定車速を低減する車速低減手段と、
   設定車速を低減するための操作部材とを備え、
   前記車速低減手段は、曲線路で設定車速を低減しているときに前記操作部材が操作された場合には、前記第１の低減量よりも大きな第２の低減量だけ設定車速を低減する車速制御装置であって、
   先行車との車間距離を検出する車間距離検出手段を備え、
   前記車間距離検出手段により検出された車間距離が小さいほど前記第２の低減量を大きくすることを特徴とする車速制御装置。
2. 請求項１に記載の車速制御装置において、
   前記曲線路検出手段は曲線路の曲率半径を検出し、曲線路の曲率半径が小さいほど前記第２の低減量を大きくすることを特徴とする車速制御装置。
3. 請求項１に記載の車速制御装置において、
   前記車速検出手段により検出された車速が高いほど前記第２の低減量を大きくすることを特徴とする車速制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれかの項に記載の車速制御装置において、
   前記車速低減手段は、前記操作部材の操作が終了してから所定時間の間、前記第２の低減量による設定車速の低減を継続することを特徴とする車速制御装置。
5. 車速を検出する車速検出手段と、
   車速検出値が予め設定した車速（以下、設定車速という）に一致するように車両の制駆動力を制御する車速制御手段と、
   設定車速を低減するための操作部材と、
   車両前方の曲線路を検出する曲線路検出手段と、
   前記曲線路検出手段で曲線路が検出されていないときに前記操作部材が操作されると第１の低減量だけ設定車速を低減し、前記曲線路検出手段で曲線路が検出されているときに前記操作部材が操作されると、前記第１の低減量よりも大きな第２の低減量だけ設定車速を低減する車速低減手段とを備えた車速制御装置であって、
   先行車との車間距離を検出する車間距離検出手段を備え、
   前記車間距離検出手段により検出された車間距離が小さいほど前記第２の低減量を大きくすることを特徴とする車速制御装置。

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