JPH08318765A - 情報化自動車制御装置及び方法 - Google Patents

情報化自動車制御装置及び方法

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JPH08318765A
JPH08318765A JP7126204A JP12620495A JPH08318765A JP H08318765 A JPH08318765 A JP H08318765A JP 7126204 A JP7126204 A JP 7126204A JP 12620495 A JP12620495 A JP 12620495A JP H08318765 A JPH08318765 A JP H08318765A
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JP
Japan
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deceleration
target
acceleration
road
vehicle
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Toshimichi Minowa
利通 箕輪
Koji Kuroda
浩司 黒田
Satoshi Kuragaki
倉垣　　智
Kenichiro Kurata
謙一郎 倉田
Tatsuya Ochi
辰哉 越智
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】安全な走行環境では運転者が要求する目標加減
速度を実現し、もし、危険な走行環境に遭遇した場合
は、安全走行を優先するように目標加減速度を変更して
運転性及び安全性を両立する制御装置及び方法を提供す
ることにある。 【構成】車両の加減速度検出手段及び車両の車速検出手
段と、目標加減速度演算手段と、前方車両等の障害物を
含む走行時の道路環境を検出する道路環境検出手段と、
危険走行判別手段と、目標加速度を変更する目標値変更
手段とから構成される。 【効果】安全環境走行時の運転者要求加減速度が実現で
き、更に、危険環境走行時の安全優先制御が実行される
ため、燃料経済性，運転性及び安全性の並立が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車の制御方法に係
り、特に走行環境等の情報に応じてエンジンパワートレ
インを効率良く制御し運転者が要求する加減速度を実現
する装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の制御方法は、例えば、本
出願人の提案による特開平4−345541号公報記載のよう
に、運転者が要求する目標加減速度と実車両の加減速度
が一致するようにエンジンのトルク調整手段，変速機の
変速比調整手段及び制動力調整手段の少なくとも１つを
制御する方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のよう
に、運転者が要求する目標加減速度のみを実現するシス
テムでは、例えば、運転者が前方の走行状況認識を誤っ
た場合あるいは走行状況把握が遅れた場合等、衝突ある
いは暴走といった交通事故発生が抑制できなかった。ま
た、道路勾配及びコーナの事前把握が困難であるため、
変速比制御による勾配及びコーナ進入前での余裕駆動力
の確保が困難であった。
【０００４】本発明の目的は、安全な走行環境では運転
者が要求する目標加減速度を実現し、もし、危険な走行
環境に遭遇した場合は、安全走行を優先するように目標
加減速度を変更して運転性及び安全性を両立する制御装
置及び方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的は、運転者が要
求する車両の加減速度を検出する加減速度検出手段及び
車両の車速を検出する車速検出手段と、該加減速度検出
手段及び車速検出手段の信号に応じて、目標加減速度を
設定する目標加減速度演算手段と、前方車両等の障害物
を含む走行時の道路環境を検出する道路環境検出手段
と、該道路環境検出手段の信号に応じて、走行環境が危
険か否かを判別する危険走行判別手段と、該危険走行判
別手段において、危険走行と判別された場合は、該目標
加減速度演算手段で設定された目標値を変更する目標値
変更手段とを設けたことによって達成される。
【０００６】
【作用】加減速度検出手段における加速度検出はプラス
側アクセルペダル踏み込み量、減速度検出はマイナス側
アクセルペダル踏み込み量及びブレーキペダル踏力によ
り実行される。車速検出手段は、変速機出力軸あるいは
ホイール回転軸に取り付けられた回転センサの信号を用
いて車両の車速に換算する。目標加減速度演算手段は、
前記加減速度検出手段及び車速検出手段の検出結果に基
づいて、運転者が要求する車両の加減速度を設定する。
道路環境検出手段は、前方の道路状況、例えば道路の曲
率半径，道路勾配，前方車両及び前方障害物，路面摩擦
係数等をカメラ，レーダ，ナビゲーション地図情報及び
道路に設置されたインフラ設備等により検出する。危険
走行判別手段は、前記道路環境検出手段及び車速検出手
段の検出結果に基づいて、自車の走行が数秒後（車速に
応じて変化）危険な走行環境に陥るか否かを判断する。
目標値変更手段は、前記危険走行判別手段で判別された
結果、危険と判断された場合に目標加減速度を変更す
る。目標制駆動トルク演算手段は、該道路環境検出手
段，目標加減速度演算手段，車速検出手段及び目標値変
更手段で得られた結果に基づいて、ホイールに伝達され
る目標の制駆動トルクを演算する。これに基づいて、以
下の操作手段の制御操作量が演算される。制御操作量演
算手段は、前記車速，車速に応じた余裕駆動トルク，道
路勾配，目標加減速度及び目標制駆動トルクを用いて、
燃費，運転性（ドライバ意図）及び安全性を考慮して制
御操作量が演算される。操作手段は、エンジンのトルク
操作手段，前記変速機の変速比操作手段及び制動力操作
手段から成り、前記演算及び検出された結果に応じて動
作する。
【０００７】このように構成された本発明によれば、安
全環境走行時の運転者要求加減速度が実現でき、更に、
危険環境走行時の安全優先制御が実行されるため、運転
性及び安全性の両立が図れる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。
【０００９】図１は本発明一実施例のブロック図であ
る。加減速度検出手段１における加速度検出はプラス側
アクセルペダル踏み込み量，減速度検出はマイナス側ア
クセルペダル踏み込み量及びブレーキペダル踏力により
実行される。車速検出手段２は、変速機出力軸あるいは
ホイール回転軸に取り付けられた回転センサの信号を用
いて車両の車速に換算する。目標加減速度演算手段３
は、前記加減速度検出手段１及び車速検出手段２の検出
結果に基づいて、運転者が要求する車両の加減速度を設
定する。道路環境検出手段４は、前方の道路状況、例え
ば道路の曲率半径，道路勾配，前方車両及び前方障害
物，路面摩擦係数等をカメラ，レーダ，ナビゲーション
地図情報及び道路に設置されたインフラ設備等により検
出し、更に、走行環境に応じたドライバ操作の信号、例
えば雨滴センサ信号，ヘッドライト信号及びシートベル
ト信号等を検出する。危険走行判別手段５は、前記道路
環境検出手段４及び車速検出手段２の検出結果に基づい
て、自車の走行が数秒後（車速に応じて変化）危険な走
行環境に陥るか否かを判断する。目標値変更手段６は、
前記危険走行判別手段５で判別された結果、危険と判断
された場合に目標加減速度を変更する。目標制駆動トル
ク演算手段７は、該道路環境検出手段４，目標加減速度
演算手段３，車速検出手段２及び目標値変更手段６で得
られた結果に基づいて、ホイールに伝達される目標の制
駆動トルクを演算する。これに基づいて、以下の操作手
段の制御操作量が演算される。制御操作量演算手段８
は、前記車速，車速に応じた余裕駆動トルク，道路勾
配，目標加減速度及び目標制駆動トルクを用いて、燃
費，運転性（ドライバ意図）及び安全性を考慮して制御
操作量が演算される。操作手段９は、エンジンのトルク
操作手段，前記変速機の変速比操作手段及び制動力操作
手段から成り、前記演算及び検出された結果に応じて動
作する。
【００１０】図２〜図７は一実施例の具体的制御フロー
チャートである。図２は上記危険走行判別手段５の制御
フローである。また、このフローにより種々の走行環境
も同時に演算される。まず、処理１０でＦＭ中心周波数
ｆ0 ，周波数偏移幅ΔＦ，三角波繰り返し周波数ｆm ，
増加ビート周波数ｆb1，減少ビート周波数ｆb2，カメラ
画像，ヘッドライトスイッチＬｓ，雨滴センサ信号Ｗ
ｓ，シートベルトスイッチＢｓ，車速Ｖ，前方路面摩擦
係数μを読み込む。ここで、ｆ0，ΔＦ，ｆmは通常ＦＭ
−ＣＷ方式レーダ｛ＣＷ(Continuous Wave）レーダの送
信信号にＦＭ（Frequency Modulation）変調を加えたも
の｝の機種別で一義的に決まるので、それぞれメモリに
予め機種別のデータを記憶して置けば良い。しかし、こ
の方式では、レーダ変更の際に、データ及び制御ソフト
を変更する必要があり、開発工数が増加してしまう。そ
こで、レーダ自体をインテリジェント化し、これらの信
号（ｆ0，ΔＦ，ｆm）を出力させ、上記のように読み込
む構成にする方が良い。処理１１では、ＦＭ−ＣＷ方式
レーダにより前方物体と自車との距離Ｄ1 を処理１１に
記述した式を用いて求める。また、電波伝搬速度Ｃは、
３×１０8ｍ／secであり、予めメモリに記憶されてい
る。処理１２では、前方物体と自車との相対速度Ｖｒを
処理１２に記載した式を用いて演算される。処理１１及
び１２の演算式は一般的に知られている技術である。処
理１３から処理１９では、天候及び昼夜に応じたカメラ
画像の処理方法を示す。つまり、天候及び昼夜に応じて
取り込まれた道路画像の輝度が異なる。よって、輝度に
応じた道路検出を実行し、より正確な道路形状を把握す
る必要がある。処理１３では、ヘッドライトスイッチＬ
ｓがＯＮがどうかを判断する。ＯＮ、つまりＬｓ＝１の
場合は、夜と判断し処理１４へ進む。処理１４では、雨
滴センサ信号Ｗｓが定数ｋ１以上かどうかを判断する。
このｋ１は、カメラにより検出された路面の輝度が雨滴
に応じて異なる状態を示す定数であり、予め実走行マッ
チングにより求めメモリに記憶しておく。よって、Ｗｓ
がｋ１以上の場合は、処理１５に進み、雨天，夜間走行
と判断し雨天・夜間の輝度検出処理を施し路面画像処理
を実行する。処理１４でＮＯの場合は、晴天，夜間走行
と判断し晴天・夜間の輝度検出処理を施し路面画像処理
を実行する。処理１３でＮＯの場合は、処理１７に進
み、処理１４と同様の処理を実行する。処理１７でＹＥ
Ｓの場合は、雨天，昼間走行と判断し雨天・昼間の輝度
検出処理を施し路面画像処理を実行する。処理１７でＮ
Ｏの場合は、晴天，昼間走行と判断し晴天・昼間の輝度
検出処理を施し路面画像処理を実行する。ここで適用し
た輝度検出による道路状態検出は、一般的に知られてい
る技術である。処理２０では、図９及び図１０のように
処理１５，１６，１８，１９で処理された前方道路の座
標系を検出する。図９は実際の道路曲率座標系、図１０
は図９を画像で示した道路曲率座標系である。この座標
系を用いて、処理２２及び２３を実行する（後述）。処
理２２を実行する前に、まず、処理２１で前方の道路勾
配Ｓを検出する。このＳは、図１１及び図１２に示すよ
うに検出した道路左右端の波線形状の認識により検出さ
れる。例えば、道路形状を表す複数個のパターンがニュ
ーロコンピュータ等に記憶されており、検出された道路
形状と比較して前方道路環境が判断される。図１１は下
り坂道路形状、図１２は上り坂道路形状を検出した例で
ある。また、図１３は前方の道路勾配検出手法であり、
カメラ画像の平坦路形状を基準として道路左右線の角度
γを検出し道路勾配Ｓに換算する。ここで、勾配以外に
コーナを認識した場合は処理２２，２３で処理される。
処理２２では、図１０に示す座標系、式（１）及び式
（２）を用いてコーナまでの距離Ｄ２を求める。式
（１）の右辺では、座標系で表された直線道路の横軸ｘ
(ｎ) ｙ(ｎ＋１)／ｘ(ｎ＋１)＜{(ｙ(１)／ｘ(１)＋・・・＋ｙ(ｋ)／ｘ(ｋ))／ｋ} …（１） Ｄ２＝ｙ(ｎ) …（２） に対する縦軸ｙ（ｎ）の比をｎ＝ｋまでの加算し、この
加算された値を総数ｋで除算することにより平均化した
直線の変化状態を得る。そこで、次の比ｙ（ｎ＋１）／
ｘ（ｎ＋１）が右辺より小さくなったかどうかを判断
し、小さくなった場合は、ｎ＋１の１つ手前、つまりｙ
（ｎ）をＤ２に代入しコーナ入り口までの距離を求め
る。処理２３では、図１０に示す座標系、式（３）及び
式（４）を用いてコーナの曲率半径Ｒを求める。式
（３）では、コーナ道路の横軸ｌ（ｎ）が縦軸ｍ（ｎ）
が一致したかどうかを判断する。一致した値が曲率半径
であり、式 ｍ(ｎ)＝ｌ(ｎ) …（３） Ｒ＝ｌ(ｎ) …（４） （４）のようにＲにｌ（ｎ）あるいはｍ（ｎ）を代入し
求める。この時の横軸と縦軸の距離換算は、カメラ画像
と実際の距離との補正値を予めメモリに記憶しておき対
処する。以上のようなコーナの認識は、現在の走行状
態、つまり上り，下り及び平坦路の全てにおいてカメラ
も車体と同様に変化するため道路勾配の変化によらず、
同じ手法で実施することができる。次に、処理２４で
は、前方に走行を妨げるような車両あるいは物体がある
かどうかを判断する。ｋ２は、ＦＭ−ＣＷ方式レーダよ
る前方物体との距離計測可能範囲内の定数である。つま
り、処理２４でＹＥＳの場合は、今後の走行が前方物体
からの制限を受けたものとなり、ＮＯの場合は、前方の
コーナに制限を受けた走行になることを判断する。処理
２４でＹＥＳの場合は処理２５に進み、前方物体との相
対速度Ｖｒとインフラ情報等により得られた路面摩擦係
数μの関数ｆ2 と自車速度Ｖを用いて目標の自車速度Ｖ
ｔ１を求める。そして、処理２６で、物体衝突防止目標
減速度Ｆｄ１を処理２６に記載された式を用いて演算す
る。この式は、式（５），（６），（７）及び（８）を
用いて算出される。まず、この処理での考えは、安全走
行確保のた Ｔ1＝Ｗ・Ｖ2／２＋Ｉｒ・(Ｖ／ｒ)2／２ …（５） Ｔ2＝Ｗ・Ｖｔ１2／２＋Ｉｒ・(Ｖｔ１／ｒ)2／２ …（６） Ｕ（１−２）＝Ｔ1−Ｔ2＝(１／２)・{Ｗ＋（Ｉｒ／ｒ2)}・(Ｖ2−Ｖｔ１2) …（７） Ｆｄ１＝Ｕ(１−２)／Ｄ1 …（８） め現在の自車速度Ｖを将来の目標自車速度Ｖｔ１に変化
するということである。初速Ｖにおいて、自車両の持つ
運動エネルギーＴ1 は式（５）、また、目標自車速度Ｖ
ｔ１における自車両の持つ運動エネルギーＴ2 は式
（６）でそれぞれ表される。ここで、Ｗ：車両重量、Ｉ
ｒ：車輪の慣性モーメント、ｒ：車輪半径である。初速
から目標速度にいたるまでに損失運動エネルギー（Ｔ1
−Ｔ2）は、外部からの仕事Ｕ（１−２）に等しい（式
（７））。よって、現地点での現在車速Ｖから目標速度
Ｖｔ１を必要とする地点までの距離をＤ１とすると、こ
の距離Ｄ１の間を走行中に、式（８）で与えられる減速
力Ｆｄ１を加え続ける必要がある。このようにして、Ｆ
ｄ１が求まる。処理２４でＮＯの場合は処理２７に進
み、処理２３で求められたＲに対する目標速度Ｖｔ２を
検索する。このＶｔ２は、Ｒが大きくなるほど大きくな
る。つまり、Ｒが大きいほど目標とする速度は大きくて
も良いということである。また、安全性確保のため、上
記インフラ情報等で得られたμが小さいほどＶｔ２を小
さくする必要がある。処理２８では、処理２６と同様の
処理を実行し、コーナ暴走防止の目標減速力Ｆｄ２を演
算する。処理２６，２８の後はそれぞれ図３の処理２
９，３４に進む。処理２９では、シートベルトスイッチ
Ｂｓが入ったかどうかを判断する。ここでは、現在の自
車速度の持続により危険な状況に遭遇するのを回避する
ための車両減速状態をシートベルト着用の有無により変
化させることを目的としている。処理２９でＹＥＳの場
合、つまりシートベルトを着用している場合は処理３０
に進み、目標の減速度Ｆｄ１／Ｗ（力／重量）がｋ３以
上かどうかを判断する。このｋ３は、シートベルト着用
時においてドライバが違和感なく、安全な減速度定数で
ある。処理３０でＹＥＳの場合は、処理３１に進み、こ
のままの速度ではドライバが不快に思い、且つ危険な減
速になりますよという警告のための危険走行フラグ(前
方物体あり)FlgCarに１を代入する。このフラグ信号を
用いて、後述図４〜図７の制御を実行する。また、処理
３０でＮＯの場合は処理３３に進み、FlgCarに０を代入
する。処理２９でＮＯの場合は処理３２に進み、シート
ベルト着用なしの場合でも違和感なく、安全な減速度が
得られるかどうかを判断する。処理３２でＹＥＳの場合
は処理３１に進み、ＮＯの場合は処理３３に進む。ｋ４
は、シートベルト非着用時においてドライバが違和感な
く、安全な減速度定数である。また、処理３４から３８
でも上記と同様の処理がなされ、コーナ進入前から進入
時にドライバが不快に思い、且つ危険な減速になると判
断された場合は、FlgCorに１が代入される。また、処理
２７の道路曲率半径Ｒに対する目標速度Ｖｔ２の設定
は、 Ｖｔ２＝ｋ２０・√μ・Ｒ・ｇ …（９） ｇ ：重力加速度 ｋ２０：車両重心補正定数 式（９）により求めることができる。μに関しては、例
えば、０.８ が乾燥アスファルト、０.５ がウェットア
スファルト、０.３ が雪路となり、それぞれμ毎の目標
速度、つまりコーナ走行限界速度をメモリに記憶してお
く必要がある。また、随時式（９）を用いて演算するこ
とも可能である。また、これらの値は、重心位置が異な
る車両の種類によっても異なるため、車種別定数分を考
慮する必要がある。例えば、重心位置が高く不安定なワ
ンボックスカー等は、ｋ２０が小さくなる。
【００１１】図４〜図７は上記走行環境に基づいたパワ
ートレン制御の制御フローチャートである。処理４０で
は、アクセルペダル踏み込み量α，ブレーキ踏力β，車
速Ｖ，上記で求められた前方道路勾配Ｓ，前方物体との
距離Ｄ１，危険走行フラグFlgCar，FlgCor，前方路面摩
擦係数μ，目標減速力Ｆｄ１，Ｆｄ２及びエンジン回転
数Ｎｅを読み込む。処理４１では、図８のように設定さ
れたα，βから成る目標加減速度Ｇｔを検索する。図８
は目標加減速度テーブルの概略である。実線が加速時、
つまり前回のアクセルペダル踏み込み量（一周期前の読
み込み値）に対し今回の読み込み値が大きくなった場
合、破線が減速時、つまり前回のアクセルペダル踏み込
み量（一周期前の読み込み値）に対し今回の読み込み値
が小さくなった場合ある。また、これらの値は車速の大
小に応じて図８のように設定される。更に、車速一定制
御（オートクルーズコントロール）にしたい場合は、一
点鎖線のようにアクセルペダル踏み込み量の小さい領域
で目標加速度を０にする。これにより、加速後の現在車
速維持が可能になる。以上の場合は、加速時と減速時で
２枚のテーブルを有することになる。また、メモリ容量
削減の点から１枚のテーブルで実現することも可能であ
る。但し、ドライバが一定加減速度を要求しているにも
かかわらず、アクセルペダル踏み込み量が車体変動等で
微小に変動しトルク変動が生じる場合がある。それ故、
新たなヒステリシス手段の付加が必要となる。次に、処
理４２では、前方に車両等の物体が存在し、今後ドライ
バが不快感を生じる走行環境に成り得るかどうか判断す
る危険走行フラグFlgCarが１になったかどうかを判断す
る。ＮＯの場合は、処理４３に進み前方がコーナで、今
後ドライバが不快感を生じる走行環境に成り得るかどう
か判断する危険走行フラグ FlgCorが１になったかど
うかを判断する。処理４３でＮＯの場合は処理４４に進
み、処理４１で求めたドライバが要求する目標加減速度
Ｇｔを用いて、目標制駆動トルクＴｏｔを処理４４に記
載した式（１０） Ｔｏｔ＝ｒ・(Ｗ＋Ｗｒ)・Ｇｔ／ｇ＋μｒ・Ｗ＋μ１・Ａ・Ｖ2＋Ｗ・sinＳ …（１０） ｒ：車輪半径、Ｗ：車両重量、Ｗｒ：回転相当重量、
ｇ：重力加速度 μｒ：転がり抵抗係数、μ１：空気抵抗係数、Ａ：前面
投影面積を用いて演算する。右辺第一項が車両が加速に
要する加速トルク、第二項が転がり抵抗、第三項が空気
抵抗、第四項が勾配抵抗である。ここで、Ｇｔ，Ｖ及び
Ｓが前述のフローで求まり、それ以外の変数はその車両
毎に決まる定数を予め設定しておく。処理４３でＹＥＳ
の場合は、前方にコーナがあり減速が必要と判断され処
理４５に進む。処理４５では、処理４１でドライバが要
求した目標加減速度Ｇｔが現在の走行環境（安全性の
面）から判断された目標減速度Ｆｄ２／Ｗ以下になって
いるかどうかを判断する。ＹＥＳの場合は、ドライバが
自分で今後危険走行になるという正しい判断していると
判断し処理４４に進む。ＮＯの場合は、正しい判断がで
きていないため処理４６で目標加減速度を走行環境(安
全性の面)から判断された目標減速度Ｆｄ２／Ｗに書換
え処理４４に進む。処理４２でYESと判断された場合
は、処理４７に進み、現在の車速Ｖが例えば１５km／ｈ
以下かどうかを判断する。これは、渋滞時あるいは車庫
入れ等の低車速の場合は、目標加減速度制御は実行せず
前方物体との距離制御にすべきだからである。よって、
処理４７でＮＯの場合は処理４８に進み、目標加減速度
制御を実行する。ＹＥＳの場合は、処理４９に進み、目
標距離制御を実行する。処理４８及び５０では、処理４
５，４６と同様の処理を行い、処理４４に進む。処理４
９では、前方物体との距離Ｄ１が限界値ｋ８以下かどう
かを判断する。このｋ８は、例えば１ｍ程度であり前方
物体と衝突するぎりぎりの距離である。処理４９でＹＥ
Ｓ、つまりぶつかる寸前の場合は処理５１に進み、目標
車速Ｖｔを０にする。そして、処理５２で目標ブレーキ
力Ｂｐに低車速で停止可能な定数ｋ１０を入力する。処
理４９でＮＯの場合は処理５３に進み、αが０より大き
いかどうかを判断する。
【００１２】ＹＥＳの場合は、処理５４に進み、目標加
減速度Ｇｔに一定値ｋ９を入力する。このｋ９は、前方
に物体が存在する低車速で安全第一となる目標加速度値
である。これにより、例えば、ドライバが誤ってアクセ
ルペダルを踏み込んでも一定加速度で走行するため、安
全走行が確保できる。また、ここでは一定加速度を設定
しているが、この値ｋ９を最大値としてこれ以上の場合
は目標加減速度Ｇｔに合わせても良い。そして、処理５
５に進み、処理４４と同様に目標制駆動トルクＴｏｔを
演算する。そして、処理５６で現在の変速比（１５km／
ｈ以下のため１速），トルクコンバータ回転比ｅから求
まるトルク比ｔ（ｅ）及びＴｏｔを用いた処理５４記載
の式により目標エンジントルクＴｅｔを演算する。処理
５７では、後の処理（目標スロットル開度，目標ブレー
キ力を算出）で用いる目標エンジン回転数Ｎｅｔを検出
したエンジン回転数Ｎｅを入力し求める。処理５２及び
５７の後は、図７の処理５８に進み、横軸目標エンジン
回転数Ｎｅｔに対する目標エンジントルクＴｅｔのテー
ブルを検索し、目標スロットル開度θ，目標変速比ｉ，
目標ブレーキ力Ｂｐを求める。処理５２からの場合は、
白丸の目標ブレーキ力Ｂｐを検索し、目標スロットル開
度θ＝０，目標変速比ｉ＝１速を求める。そして、処理
５９に進み、ｉ，θ及びＢｐを出力する。処理５７から
の場合は、黒丸の目標スロットル開度θを検索し、目標
ブレーキ力Ｂｐ＝０，目標変速比ｉ＝１速を求める。そ
して、処理５９に進む。処理４４の後は処理６０に進
み、図２で求めた前方の道路勾配Ｓがｋ５より大きいか
どうかを判断する。このｋ５は、上り勾配時の定数であ
り、走行負荷がある程度大きい場合に高車速側変速を実
行してもドライバが違和感を生じない燃費低減用変速点
制御が可能になる。
【００１３】処理６０でＹＥＳの場合は、燃費変速が実
行され図７処理６１に進み、変速比毎のトルクコンバー
タ出力軸トルク、いわゆるタービントルクＴｔ（ｎ）が
演算される。Ｔｔ（ｎ）のｎの数は、車両に取り付けら
れた変速機に依存され、４速変速機の場合はｎ＝４、無
段変速機の場合は制御可能な数に絞り、例えばｎ＝２０
等に設定する。このＴｔ（ｎ）は上記Ｔｏｔをｎ個存在
する変速比ｇｒ(ｎ)で除算することにより得られる。処
理６２では、変速比毎のトルクコンバータ出力軸回転
数、いわゆるタービン回転数Ｎｔ（ｎ）が演算される。
このＮｔ（ｎ）は上記Ｖとｎ個存在する変速比で乗算す
ることにより得られる。処理６３では、変速比毎の逆ポ
ンプ容量係数ｃｎ（ｎ）を処理６１及び６２で得られた
Ｔｔ(ｎ)及びＮｔ（ｎ）を用いて演算する。処理６４で
は、変速比毎の速度比ｅ（ｎ）を検索する。ここで、ｃ
ｎ（ｎ）と ｅ＝Ｎｔ／Ｎｅ …（１１） Ｔｔ＝ｔ・ｃ・Ｎｅ2 …（１２） ｃｎ(ｎ)＝(ｔ・ｃ／ｅ2)＝Ｔｔ／Ｎｔ2 …（１３） ｅ：トルクコンバータ入出力軸回転比 Ｎｔ：トルクコンバータ出力軸回転数 Ｎｅ：エンジン回転数 Ｔｔ：トルクコンバータ出力軸トルク ｔ：トルクコンバータトルク比（ｅの関数） ｃ：トルクコンバータポンプ容量係数（ｅの関数） ｅ（ｎ）の関係は、式（１１），（１２）及び（１３）
を用いて求めることができる。処理６５では、変速比毎
のトルク比ｔ（ｎ）を速度比ｅ（ｎ）の関数として求め
る。処理６６では、処理６１及び６５で得られたＴｔ
（ｎ），ｔ（ｎ）を用いて目標エンジントルクＴｅｔを
演算する。処理６７では、処理６２及び６４で得られた
Ｎｔ（ｎ），ｅ（ｎ）を用いて目標エンジン回転数Ｎｅ
ｔを演算する。そして、処理６８では、処理６６及び６
７で得られた変速比毎の値を用いて燃料消費量が最も小
さい変速比ｉを求める。この場合は、ｎ＝４（４速変速
機）として示した。ここでの燃費比較は、トルクコンバ
ータの滑りにより変速機出力軸の馬力が変化してしまう
ため、トルクコンバータ効率とエンジン効率を同時に検
出できる燃料消費量のテーブルを用いた。処理６９で
は、処理６８と同一軸で設定される目標スロットル開度
θテーブルを検索し、処理６８で得られた変速比ｉと同
じ位置のθを求める。
【００１４】次に、処理６０でＮＯの場合は処理７０に
進み、前方の道路勾配Ｓが−ｋ６より小さいかどうかを
判断する。この−ｋ６は、下り勾配時の定数であり、こ
の値より小さい勾配の場合はドライバが減速を要求して
いる時に限り燃料カットを実行し燃費低減を図る。ドラ
イバが減速を要求しているか否かは、処理７１で判断す
る。そのため、目標加減速度Ｇｔが減速度定数ｋ７以下
かどうかを判定する。ここで、ＹＥＳの場合は図５の処
理７２に進み、変速比毎の目標エンジントルクＴｅｔを
Ｔｏｔ及びｇｒ(ｎ)を用いて演算する。ここで、トルク
コンバータ特性を考慮していない理由は、減速の場合ほ
ぼトルクコンバータ滑りが０となりトルクコンバータの
入出力軸回転比が１になるためである。処理７３では、
処理７２と同様に上記車速Ｖとｇｒ（ｎ）を用いて目標
エンジン回転数Ｎｅｔを演算する。そして、減速制御の
場合、減速後の加速でドライバが要求する加速感を瞬時
に得る必要がある。そこで、減速時の目標余裕駆動トル
クＴｓｔの設定が必要となり、処理７４で求める。Ｔｓ
ｔは、車速Ｖに応じて設定されており、ドライバの好み
に応じて変えることもできる。例えば、Ｖが小さい場合
は、変速比をロー側にすることができるためＴｓｔも大
きくなる。次に、処理７５では変速比毎の余裕エンジン
トルクＴｅｓ(ｎ)をＴｅｔとＮｅｔからなるテーブルよ
り求める。処理７６では、現在の走行状態で変速比を変
えた場合の余裕駆動トルクＴｓ（ｎ）を処理７５で得ら
れたＴｅｓ（ｎ）とｇｒ（ｎ）を用いて演算する。処理
７７では、処理７４と７６で得られた結果を比較し、Ｔ
ｓｔより大きく且つＴｓｔに最も近いＴｓ（ｎ）が位置
する目標変速比ｉ，目標スロットル開度θ，目標ブレー
キ力Ｂｐを求める。そして、図７の処理５９に進む。
【００１５】処理７０及び７１でＮＯとなった場合は、
ほぼコーナを含む平坦路走行及び下り坂加速時のルーチ
ンとなる。処理７８では、処理７４と同様にドライバが
要求する目標余裕駆動トルクＴｓｔを検索する。次に、
図６の処理７９では上記Ｔotが０より小さいかどうかを
判断する。小さい場合は、減速と判断し、処理８０に進
む。処理８０からは減速時制御のため、処理８０，８
１，８２，８３，８４はそれぞれ前記処理７２，７３，
７５，７６，７７と同様の処理を実行し図７の処理５９
に進む。処理７９でＴｏｔが０以上、つまりＮＯと判断
された場合は加速要求のため、トルクコンバータ特性を
考慮した目標エンジントルクＴｅｔ及びエンジン回転数
Ｎｅｔの計算となる。処理８５，８６，８７，８８，８
９，９０，９１はそれぞれ前記処理６１，６２，６３，
６４，６５，６６，６７と同様の処理を実行し処理８２
に進む。
【００１６】図１４に本発明のシステム構成図を示す。
車体９２には、エンジン９３及び変速機９４が搭載され
ており、エンジンパワートレイン制御ユニット９５から
の信号によりスロットル開度（空気流量），燃料量，点
火時期，ブレーキ圧及び変速比等が制御される。燃料制
御には、現在主流の吸気ポート噴射方式，制御性の良い
筒内噴射方式等が用いられる。また、車体９２には、外
界状況を検出するためのテレビカメラ９６やインフラ情
報検出のためのアンテナ９７が搭載されている。テレビ
カメラ９６の画像は走行環境判別ユニット９８に入力さ
れ、画像処理して道路勾配，コーナ曲率半径，信号機情
報及び道路標識等を認識する。ＦＭ−ＣＷ方式等のレー
ダ１０２が車体９２の前方に設置され前方車両あるいは
物体との車間距離及び相対速度を検出する。また、上記
アンテナ９７はインフラ情報端末器９９と接続してお
り、インフラ情報により、前方の路面状況（ウェット，
ドライ，雪路，砂の有無等）が検出され、走行環境判別
ユニット９８で路面摩擦係数μ等を演算する。また、Ｃ
Ｄ−ＲＯＭ１００等に記憶された地図情報でも走行環境
が判別でき、前方の道路状況（勾配，コーナ曲率半径
等）の検出ができる。走行環境判別ユニット９８から
は、走行環境に相当する信号，走行環境の危険度，路面
摩擦係数μ等が出力され、上記エンジンパワートレイン
制御ユニット９５に入力される。この信号を基に、走行
環境に対応したスロットル開度θ，燃料量，点火時期，
変速比ｉ及びブレーキ圧制御用アクチュエータ１０３に
よるブレーキ力Ｂｐ等が制御される。また、上記エンジ
ンパワートレイン制御ユニット９５には、アクセルペダ
ル踏み込み量α，ブレーキ踏力β，車速Ｖ，エンジン回
転数Ｎｅ，雨滴センサ信号Ｗｓ，シートベルトスイッチ
Ｂｓ，ヘッドライトスイッチＬｓ等が入力され、図２〜
図７で示した制御に用いられる。また、カメラには加速
度センサ，カメラ下部には振動抑制制御用のアクチュエ
ータ１０１が設置され、上記加速度センサの信号をフィ
ードバック制御しカメラ揺れによる検出精度悪化を防止
する。
【００１７】図１５はカメラ振動抑制の制御フローチャ
ートである。処理１１０で車体あるいはカメラに取り付
けられた上下加速度センサの信号Ｇｓを読み込む。処理
111では、上記Ｇｓの信号を積分し車体の変動速度Ｖｔ
ｄを演算する。更に、処理１１２で上記Ｖｔｄの演算値
を積分し車体の上下変動位置（ストローク）Ｓｔｄを演
算する。そして、処理１１３で上記Ｓｔｄが一定のカメ
ラ画像検出角度になる定数ｋ１５と等しいかどうかを判
断する。等しい場合は、処理１１４に進みカメラ角度制
御用アクチュエータを駆動する制御信号Ａｓ(n) に前回
の駆動信号Ａｓ(n-1)を代入し処理１１５に進む。処理
１１５では、今回の駆動信号Ａｓ(n)を前回の駆動信号
Ａｓ(n-1) に代入してリターンされる。処理１１３でＮ
Ｏ、つまり等しくないと判断された場合は、処理１１６
に進み上記Ｓｔｄと定数ｋ１５の偏差ΔＳを求め処理１
１７に進む。処理１１７では、前回の駆動信号Ａs(n-1)
にΔＳのＰＩＤ制御値を加えた値を上記Ａｓ(n) に代入
して処理１１５に進む。これにより、カメラの変動によ
る道路勾配，道路曲率半径等の検出誤差が抑制でき精度
良いパワートレイン制御が実現できる。また、上記加速
度センサは、コスト削減の点から車体振動抑制のための
サスペンション制御用のセンサを用いることも可能であ
る。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、安全環境走行時の運転
者要求加減速度が実現でき、更に、危険環境走行時の安
全優先制御が実行されるため、燃料経済性，運転性及び
安全性の並立が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明一実施例のブロック図。
【図２】一実施例の具体的制御フローチャート。
【図３】一実施例の具体的制御フローチャート。
【図４】一実施例の具体的制御フローチャート。
【図５】一実施例の具体的制御フローチャート。
【図６】一実施例の具体的制御フローチャート。
【図７】一実施例の具体的制御フローチャート。
【図８】目標加減速度デーブルの概略。
【図９】実際の道路曲率座標系。
【図１０】画像で示した道路曲率座標系。
【図１１】下り坂道路形状の検出例。
【図１２】上り坂道路形状の検出例。
【図１３】前方の道路勾配検出手法。
【図１４】本発明のシステム構成図。
【図１５】カメラ振動抑制の制御フローチャートであ
る。
【符号の説明】
１…加減速度検出手段、２…車速検出手段、３…目標加
減速度演算手段、４…道路環境検出手段、５…危険走行
判別手段、６…目標値変更手段、７…目標制駆動トルク
演算手段、８…制御操作量演算手段、９…操作手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 29/02 Ｆ０２Ｄ 29/02 Ｚ Ｆ１６Ｈ 61/18 Ｆ１６Ｈ 61/18 // Ｆ１６Ｈ 59:14 59:44 59:48 59:50 59:66 (72)発明者 倉田 謙一郎 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 越智 辰哉 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】運転者が要求する車両の加減速度を検出す
    る加減速度検出手段及び車両の車速を検出する車速検出
    手段と、 該加減速度検出手段及び車速検出手段の信号に応じて、
    目標加減速度を設定する目標加減速度演算手段と、 前方車両等の障害物を含む走行時の道路環境を検出する
    道路環境検出手段と、 該道路環境検出手段の信号に応じて、走行環境が危険か
    否かを判別する危険走行判別手段と、 該危険走行判別手段において、危険走行と判別された場
    合は、該目標加減速度演算手段で設定された目標値を変
    更する目標値変更手段とを設けたことを特徴とする情報
    化自動車制御装置。
  2. 【請求項２】少なくとも該道路環境検出手段で得られた
    道路環境に応じて、ホイールに伝達される制駆動トルク
    を演算する目標制駆動トルク演算手段と、 少なくとも該目標制駆動トルクに応じて、エンジン，変
    速機及びブレーキの制御操作量を演算する演算手段と、 前記エンジンのトルク操作手段，前記変速機の変速比操
    作手段及び前記ブレーキの制動力操作手段の少なくとも
    １つを制御するように構成したことを特徴とする請求項
    １記載の情報化自動車制御装置。
  3. 【請求項３】前記危険走行判別手段は、シートベルトの
    使用状態を検出する手段を有し、この使用状態に応じて
    危険走行判別設定の基準値を変更することを特徴とする
    請求項１又は２記載の情報化自動車制御装置。
  4. 【請求項４】前記目標値変更手段は、前記車速検出手段
    で得られた信号が低車速かどうかを判断する低車速判断
    手段を有し、低車速と判断された場合は目標加減速度の
    最大値を制限することを特徴とする請求項１又は２記載
    の情報化自動車制御装置。
  5. 【請求項５】前記目標加減速度演算手段は、加速と減速
    でそれぞれ２枚のテーブルを設けたことを特徴とする請
    求項１又は２記載の情報化自動車制御装置。
  6. 【請求項６】前記減速時の目標加減速度テーブルは、車
    速一定制御のための前記加減速度検出手段の信号に対し
    少なくとも２つの目標加減速度０領域を設けたことを特
    徴とする請求項５記載の情報化自動車制御装置。
  7. 【請求項７】前記道路環境検出手段は、カメラ及びレー
    ダによる前方道路環境検出を実行し、前記カメラによる
    検出では道路勾配及び道路曲率半径、前記レーダによる
    検出では前方の物体を検出することを特徴とする請求項
    １又は２記載の情報化自動車制御装置。
  8. 【請求項８】前記制御操作量演算手段では、前記検出さ
    れた道路勾配の度合いを判断する手段と、 この判断結果に応じて目標余裕駆動トルクを設定する手
    段及び燃料消費量を比較し最小燃費の制御を実行する手
    段を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の情報
    化自動車制御装置。
  9. 【請求項９】前記道路環境検出手段のカメラは、加速度
    検出手段及び振動抑制制御手段を有することを特徴とす
    る請求項１又は２記載の情報化自動車制御装置。
  10. 【請求項１０】運転者が要求する車両の加減速度を検出
    し、車両の車速を検出し、 検出した前記加減速度及び前記車速に応じて、目標加減
    速度を設定し、 前方車両等の障害物を含む走行時の道路環境を検出し、 検出した前記道路環境に応じて、走行環境が危険か否か
    を判別し、 危険と判別された場合は、前記目標加減速度を変更する
    情報化自動車制御方法。
  11. 【請求項１１】検出された前記道路環境に応じて、ホイ
    ールに伝達される目標制駆動トルクを演算し、 前記目標制駆動トルクに応じて、エンジンのトルク，変
    速機の変速比及びブレーキの制御操作量を演算し、 前記エンジンのトルク，前記変速機の変速比及び前記ブ
    レーキの少なくとも１つを制御することを特徴とする請
    求項１０記載の情報化自動車制御方法。
  12. 【請求項１２】シートベルトの使用状態を検出し、この
    使用状態に応じて前記走行環境が危険か否かを判別する
    判断基準を変更することを特徴とする請求項１０又は１
    １記載の情報化自動車制御方法。
  13. 【請求項１３】前記目標加速度の変更は、検出した前記
    車両の車速が低速かどうかを判断し、低速と判断された
    場合は前記目標加減速度の変更の最大値を制限すること
    を特徴とする請求項１０又は１１記載の情報化自動車制
    御方法。
  14. 【請求項１４】前記目標加減速度の設定は、加速時と減
    速時でそれぞれ予め用意された２枚のテーブルに基づい
    て行うことを特徴とする請求項１０又は１１記載の情報
    化自動車制御方法。
  15. 【請求項１５】前記減速時のテーブルは、車速一定制御
    のための検出された前記加減速度に対し少なくとも２つ
    の目標加減速度０領域を有することを特徴とする請求項
    １４記載の情報化自動車制御方法。
  16. 【請求項１６】前記道路環境の検出は、カメラ及びレー
    ダによって前方道路環境検出を実行し、前記カメラによ
    る検出では道路勾配及び道路曲率半径を検出し、前記レ
    ーダによる検出では前方の物体を検出することを特徴と
    する請求項１０又は１１記載の情報化自動車制御方法。
  17. 【請求項１７】前記制御操作量の演算は、検出された前
    記道路環境の中の道路勾配の度合いを判断し、 この判断結果に応じて目標余裕駆動トルクを設定し、こ
    れらに対する燃料消費量を求め比較し、その結果に基づ
    いて最小燃費になるように前記エンジントルク，前記変
    速機の変速比及び前記ブレーキの少なくとも１つ制御す
    ることを特徴とする請求項１１記載の情報化自動車制御
    装置及び方法。
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