JP2000080935A

JP2000080935A - 車両用走行制御装置

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Publication number: JP2000080935A
Application number: JP10250948A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiko Morita; 光彦森田; Kunihito Sato; 国仁佐藤; Koichi Sawada; 耕一澤田; Keiichi Nishiyama; 景一西山; Takeshi Goto; 武志後藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-09-04
Filing date: 1998-09-04
Publication date: 2000-03-21
Anticipated expiration: 2018-09-04
Also published as: JP3994541B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の課題は、車両の制動系及びアクセル系
の少なくとも一方に設けられたアクチュエータを手動操
作部の操作量に応じた制御信号に基づいて駆動制御する
ようにした車両用走行制御装置において、手動操作部を
操作する運転者の意思に従った走行状態を阻害され難く
することである。【解決手段】車両の制動系及びアクセル系の少なくとも
一方に設けられたアクチュエータを手動操作部の操作量
に応じた制御信号に基づいて駆動制御するようにした車
両用走行制御装置において、上記手動操作部は、操作量
と操作力との関係が、操作量が多くなるに従ってその操
作量の増分に対する必要な操作力の増分が多くなるよう
な非線形関係となる機構を備えるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の走行状態
（加速、減速、前進、後退、定速維持等）を制御する車
両走行制御装置に係り、詳しくは、車両の制動系及びア
クセル系の少なくとも一方に設けられたアクチュエータ
を手動操作部の操作量に応じた制御信号に基づいて駆動
制御するようにした車両用走行制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、制動系のマスタシリンダ
のピストン軸を往復動させるサーボモータ( アクチュエ
ータ）をハンドルブレーキスイッチ（手動操作部）の操
作量に応じた制御信号にて駆動制御するようにした制動
装置が提案されている（特開平９−５８４２６）。この
ような制動装置によれば、緊急時に即座にハンドルスイ
ッチを操作することにより、アクセルペダルからブレー
キペダルへの踏み替え時間に起因した車両の空走距離を
短縮することが可能となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように手動操作
部の操作量に応じた制御信号に基づいてアクチュエータ
の駆動制御を行うようにした車両用走行制御装置では、
手動操作部の少ない操作量で必要な駆動量をアクチュエ
ータに発生させなければならない。このような制限のな
かで、運転者の不用意な操作や車両振動等の外乱に起因
した操作の走行状態に対する影響が比較的大きく、手動
操作部を操作する運転者の意思に従った走行状態が阻害
され易い。

【０００４】そこで、本発明の課題は、車両の制動系及
びアクセル系の少なくとも一方に設けられたアクチュエ
ータを手動操作部の操作量に応じた制御信号に基づいて
駆動制御するようにした車両用走行制御装置において、
手動操作部を操作する運転者の意思に従った走行状態を
阻害され難くすることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、請求項１に記載されるように、車両の制
動系及びアクセル系の少なくとも一方に設けられたアク
チュエータを手動操作部の操作量に応じた制御信号に基
づいて駆動制御するようにした車両用走行制御装置にお
いて、上記手動操作部は、操作量と操作力との関係が、
操作量が多くなるに従ってその操作量の増分に対する必
要な操作力の増分が多くなるような非線形関係となる機
構を備えるように構成される。

【０００６】このような車両用走行制御装置では、手動
操作部の操作量が多くなればなるほど、その操作量の増
分に対する必要な操作力の増分が大きくなるので、大き
な操作量を得るために必要な力が非線形的に大きくな
る。従って、運転者自らの意思にて手動操作部の操作量
を多くすることは可能であるが、不用意に多くの操作量
にて手動操作部が操作されにくくなる。

【０００７】制動系は車両制動を行う系であり、油圧機
構、電気的な制動機構等を用いて構成することができ
る。また、アクセル系は車両の動力源を駆動させる系で
あり、駆動源（エンジン（ガソリン、ディーゼル）、電
気モータ等）に適した機構を有する。上記操作量と操作
力との関係が、操作量が多くなるに従ってその操作量の
増分に対する必要な操作力の増分が多くなるような非線
形関係となる機構は、例えば、請求項２に記載されるよ
うに、弾性係数の異なる複数の弾性体を直列に接続した
複合弾性体を有し、その複合弾性体が操作力に抗する反
発力を発生するようにして構成することができる。

【０００８】このような車両用走行制御装置では、手動
操作部の当該機構に操作力を加えてゆくと、弾性係数の
より小さい弾性体の変形が限界に達する毎に、操作力と
操作量との関係を表す特性が段階的に変化するようにな
る。上記複合弾性体は、例えば、弾性係数の異なる複数
のコイルスプリングを直列に接続することで構成するこ
とができる。

【０００９】また、同機構は、請求項３に記載されるよ
うに、弾性係数が連続的に変化する弾性体を有し、その
弾性体が操作力に抗する力を発生するように構成するこ
とができる。このような車両用走行制御装置では、手動
操作部の当該機構に操作力を加えてゆくと、操作力と操
作量との関係を表す特性が連続的に変化するようにな
る。

【００１０】上記弾性体は、捲線の線径を連続的に変化
させたコイルスプリングにて構成することができる。ま
た、上記課題を解決するために、本発明は、請求項４に
記載されるように、車両の制動系及びアクセル系の少な
くとも一方に設けられたアクチュエータを手動操作部の
操作量に応じた制御信号に基づいて駆動制御するように
した車両用走行制御装置において、手動操作部の操作量
が多くなるに従ってその操作量の増分に対するアクチュ
エータの駆動量の増分が多くなるような非線形特性にて
当該アクチュエータを駆動させるための制御信号を生成
する信号生成手段を有するように構成される。

【００１１】このような車両用走行制御装置では、手動
操作部の操作量が多くなればなるほど、その操作量の増
分に対するアクチュエータの駆動量の増分が多くなるの
で、手動操作部の操作量が小さいうちは、アクチュエー
タの駆動量はあまり多くならない。運転者が自らの意思
をもって手動操作部を多くの操作量にて操作した場合に
は、アクチュエータがより大きい駆動量にて駆動され
る。しかし、不用意に手動操作部に触れたとしても、僅
かな操作量では、アクチュエータの駆動量に与える影響
はより小さなものとなる。

【００１２】更に、上記課題を解決するため、本発明
は、請求項５に記載されるように、車両の制動系及びア
クセル系の少なくとも一方に設けられたアクチュエータ
を手動操作部の操作量に応じた制御信号に基づいて駆動
制御するようにした車両用走行制御装置において、手動
操作部の操作量が所定周波数以上にて変動する場合に、
手動操作部の操作量に対するアクチュエータの駆動量の
応答特性を鈍くするように制御信号を調整する信号調整
手段を備えるように構成される。

【００１３】このような車両用走行制御装置では、運転
者が手動操作部を操作中に車両の振動等によってその操
作量が所定周波数以上にて変動すると、信号調整手段
は、アクチュエータの駆動制御を行うべき制御信号を手
動操作部の操作量に対するアクチュエータの駆動量の応
答特性が鈍くなるように調整する。従って、手動操作部
の操作量の変動に基づいたアクチュエータの駆動量の変
動が緩和される。その結果、手動操作部の所定周波数以
上での変動の影響がアクチュエータの駆動制御に基づい
た車両の走行状態に表れ難くなる。

【００１４】上記制御信号の調整を行うための操作量の
変動の基準となる所定周波数は、時間的変動の頻繁さや
急峻さの基準を表しており、手動操作部に外乱として加
わる振動や走行特性を考慮して予め定められる。上記車
両用走行制御装置において、上記信号調整手段は、例え
ば、請求項６に記載されるように、手動操作部の操作量
を表す信号の所定周波数以上の成分を減衰させるローパ
スフィルタ手段と、該ローパスフィルタ手段にて処理さ
れた信号に基づいてアクチュエータを駆動するための制
御信号を調整する手段とを備えるように構成することが
できる。

【００１５】このような車両用走行制御装置では、手動
操作部の運転者の直接の操作による操作量に外乱等に起
因して変動する操作量が重畳され、全体の操作量を表す
信号に所定周波数以上の成分が含まれると、その成分が
ローパスフィルタ手段にて減衰される。そして、当該成
分が減衰された信号に基づいてアクチュエータを駆動す
るための制御信号が調整される。その結果、上記外乱等
に起因して変動する操作量がアクチュエータの駆動量に
与える影響が低減される。

【００１６】更にまた、上記課題を解決するため、本発
明は、請求項７に記載されるように、車両の制動系及び
アクセル系の少なくとも一方に設けられたアクチュエー
タを手動操作部の操作量に応じた制御信号に基づいて駆
動制御するようにした車両用走行制御装置において、手
動操作部の操作量の変動の急峻さを表す値が所定値以上
となったか否かを判定する操作変動判定手段と、該操作
変動判定手段が、操作量の変動の急峻さを表す値が所定
値以上となったことを判定したときに、アクチュエータ
の駆動量が上記手動操作部の操作量変動より緩やかに当
該変動後の操作量に対応する駆動量まで変化するように
制御信号を調整する信号調整手段とを備えるように構成
される。

【００１７】このような車両用走行制御装置では、例え
ば、運転者が手動操作部を誤って急激に操作した場合、
その操作量の変動の急峻さを表す値が所定値以上になる
と、信号調整手段が調整する制御信号により、アクチュ
エータの駆動量が当該操作量の変動より穏やかに変化す
るように当該変動後の操作量に対応する駆動量まで変化
する。従って、運転者の意に反した走行状態の急激な変
動が緩和される。

【００１８】上記車両用走行制御装置において、上記操
作変動判定手段は、例えば、請求項７に記載されるよう
に、手動操作部の操作量を表す信号を微分処理する微分
処理手段と、該微分処理手段にて得られた信号が所定値
以上であるか否かを判定する判定手段とを有するように
構成することができる。また、上記信号調整手段は、例
えば、請求項９に記載されるように、手動操作部の操作
量を表す信号を変動後の操作量に対応するものまでその
操作量変動より穏やかに徐々に変化させる信号処理手段
と、該信号処理手段にて処理された信号に基づいてアク
チュエータを駆動するための制御信号を調整する手段を
有するように構成することができる。

【００１９】上記各操作変動判定手段及び信号調整手段
によれば、手動操作部の操作量の変動に対するアクチュ
エータの駆動量の変動を電気的な処理によって容易に緩
和することができる。ところで、通常、車両の運転を行
う場合、加速と減速、前進と後退、急激な加速と緩慢な
加速、急激な減速と緩慢な減速等、異なる走行特性をい
ろいろな場面で使い分けている。更に、このような異な
る走行特性を種々の場面で使い分けるための運転操作
（制動操作、アクセル操作）が容易に行えるという観点
から、本発明は、請求項１０に記載されるように、上述
した車両用制動制御装置において、手動操作部は、中立
位置を有すると共に、その中立位置から２方向に移動可
能な操作体と、該操作体に対して操作力が付加されない
状態において当該操作体を該中立位置に保持する機構と
を備え、更に、操作体が中立位置にある場合にアクチュ
エータの駆動量をなくし、該操作体が中位位置から一方
向に操作された場合と中立位置から他方向に操作された
場合で、車両の走行特性が異なるような制御信号を生成
する信号生成手段を備えるように構成される。

【００２０】このような車両用走行制御装置では、ある
走行特性（例えば、加速）にて車両を運転するために、
操作体を一方向に操作すると、信号生成手段は、その走
行特性におけるその操作量に応じた制御信号を生成す
る。そして、その制御信号に基づいてアクチュエータの
駆動制御がなされる。その結果、車両はその走行特性に
従った走行状態となる。

【００２１】ここで、運転者が他の走行特性（例えば、
減速）にて運転を行うために、まず、操作体から手
（指）を離すと、操作体が中立位置に保持されるように
移動される。操作体が中立位置に保持された状態で、信
号生成手段は、アクチュエータの駆動量がなくなるよう
な制御信号を生成し、その制御信号に基づいてアクチュ
エータの駆動量がなくなる。そのその結果、車両は一時
的にその走行特性に従った走行制御が停止される。

【００２２】その後、運転者がその操作体を中立位置か
ら他方向に操作すると、信号生成手段は、当該他の走行
特性におけるその操作量に応じた制御信号を生成する。
そして、その制御信号に基づいてアクチュエータの駆動
制御がなされる。その結果、車両はその他の走行特性に
従った走行状態となる。上記のように、走行特性を切り
換える場合、操作体から手を離して操作力が操作体に付
加されなくなると、操作体が中立位置に保持されるよう
に移動し、運転者は、操作体を中立位置から更に他方向
に操作し易い状態になる。そして、１つの操作体で２つ
の走行特性での車両運転が可能となる。

【００２３】上記異なる走行特性は、加速と減速、前進
と後退、急激な加速と緩慢な加速、急激な減速と緩慢な
減速など、１つの操作体の操作で使い分けるべき特性と
して適したものが、実際に想定される車両運転の走行パ
ターン等から決めることができる。特に、幅の広い走行
特性の切換えができるという観点から、本発明は、請求
項１１に記載されるように、上記信号生成手段は、操作
体が中位位置から一方に操作された場合と中位位置から
他方向に操作された場合で、車両の走行特性が逆になる
ような制御信号を生成するように構成することができ
る。

【００２４】このような車両用走行制御装置では、操作
体の操作方向を変えることで、全く逆の走行特性での走
行状態が得られる。逆の走行特性とは、加速と減速、前
進と後退等のように、走行特性を表す情報の変化の方向
が逆であることを意味する。また、上記のように手動操
作部が該操作体に対して操作力が付加されない状態にお
いて当該操作体を該中立位置に保持する機構を備える場
合、その機構の経年劣化等により、操作体に操作力が付
加されない状態において操作体が中立位置と異なる位置
に保持されてしまう場合がある。このような場合には、
本来、アクチュエータの駆動量がなくなるような制御信
号が生成されるにもかかわらず、中立位置とその異なる
位置との差に対応した操作量に基づいた制御信号が発生
して、アクチュエータが駆動されてしまう。

【００２５】そのような事態を防止するという観点か
ら、本発明は、請求項１２に記載されるように、上記車
両用走行制御装置において、操作力が付加されていない
状態での操作体の位置にて常にアクチュエータの駆動量
がなくなるように制御信号を補正する中立位置補正手段
を有するように構成することができる。このような車両
用走行制御装置では、操作体を中立位置に保持する機構
の経年変化等により、操作体に操作力が付加されない状
態において操作体が中立位置と異なる位置に保持されて
しまっても、中立位置補正手段が、操作体の保持位置に
てアクチュエータの駆動量がなくなるように制御信号を
補正する。これにより、操作体に操作力が付加されてい
ない状態で常にアクチュエータの駆動量がなくなるよう
になる。

【００２６】また、運転操作中の運転手が手動操作部の
操作を容易にできるという観点から、本発明は、請求項
１３に記載されるように、上述した各車両用走行制御装
置において、上記手動操作部は、車両の操舵を行うため
のステアリングホイールに設けられるように構成するこ
とができる。このような車両用走行制御装置では、ステ
アリングホイールを握って車両の操舵運転を行う運転者
は、ステアリングホイールに設けられた手動操作部の操
作を即座に行うことができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態につ
いて図面に基づいて説明する。車両は、アクセルペダル
及びブレーキペダルを備えており、それぞれの踏み込み
操作によって、車両の走行及び制動がなされる。このよ
うな車両において、例えば、図１に示すように、ステア
リングホイール１０の通常の握り位置の近傍に走行制御
スイッチ１００が設けられている。この走行制御スイッ
チ１００は、後述するように、補助的なアクセル制御及
び制動制御に用いられる。ステアリングホイール１０に
おけるこの走行制御スイッチ１００の設置部分は、図１
のＡ−Ａ断面図である図２に示すように、くぼんでお
り、走行制御スイッチ１００の操作レバー１０１の先端
がステアリングホイール１０の外表面から突出しないよ
うになっている。このような構造により、ステアリング
ホイール１０を操作する運転者が誤って操作レバー１０
１を動かしてしまうことを防止している。

【００２８】この走行制御スイッチ１００は、図３に示
すように、操作レバー１０１が、終端位置（Ｂ）と
（Ｆ）の間で往復動可能となっている。そして、この操
作レバー１０１は、操作力が付加されない非操作状態に
おいて、中立位置（Ｎ）に保持されている。操作レバー
１０１を終端位置（Ｂ）方向に操作すると、その操作量
に応じた制動力が発生される。操作レバー１０１を反対
側の終端位置（Ｆ）方向に操作すると、その操作量に応
じたアクセル開度でのアクセル制御が行われるようにな
っている。

【００２９】走行制御スイッチ１００の内部は、例え
ば、図４に示すような構造となっている。即ち、操作レ
バー１０１の両側に複合スプリング（弾性体）１０２及
び１０３が設けられている。操作レバー１０１が終端位
置（Ｂ）方向に操作されると、その方向に位置する複合
スプリング１０２が圧縮され、操作レバー１０１の操作
量に応じた反発力が操作レバー１０１に作用する。ま
た、操作レバー１０１が終端位置（Ｆ）方向に操作され
ると、その方向に位置する複合スプリング１０３が圧縮
され、操作レバー１０１の操作量に応じた反発力が操作
レバー１０１に作用する。また、操作レバー１０１に操
作力が付加されていない状態では、双方の複合スプリン
グ１０２、１０３の作用によって操作レバー１０１が中
立位置（Ｎ）に保持される。

【００３０】各複合スプリング１０２及び１０３は、例
えば、異なるバネ定数（弾性係数）となる２つ（３つ以
上でもよい）のスプリングが直列接続された構造となっ
ている。このような構造により、当該複合スプリングが
圧縮されると、その圧縮量が多くなるに従って、バネ定
数の小さいスプリングの圧縮量に対するバネ定数の大き
いスプリングの圧縮量の比率が大きくなる。このため、
操作レバー１０１の操作量が多くなるに従って、その操
作量の増分に対する複合スプリングからの反発力の増
分、即ち、操作力の増分が大きくなる。操作レバー１０
１の操作量と操作力との関係が上記のような非線形関係
となるため、操作を行おうとする運転者の積極的な意思
なくして操作レバー１０１が多くの操作量にて操作され
ることはない。即ち、誤って操作レバー１０１が多くの
操作量にて操作されることが防止される。

【００３１】上記のような、各複合スプリング１０２及
び１０３の特性は、バネ定数が連続的に変化するような
スプリングにて実現することも可能である。このような
スプリングは、連続的に線径の変化するワイヤにて製作
することができる。上記操作レバー１０１は、図５に示
すように、可変抵抗器の摺動子１０１ａに連結されてお
り、操作レバー１０１の操作によってその摺動子１０１
ａが抵抗体１０４上を摺動するようになっている。そし
て、摺動子１０１ａに接続された端子Ｏ₁及び終端位置
（Ｆ）に近い抵抗体１０４の端子Ｏ₂を当該可変抵抗器
の出力端子（Ｏ₁、Ｏ₂）としている。この可変抵抗器
の抵抗体１０４の出力抵抗特性は、例えば、図６に示す
ように、終端位置（Ｂ）から逆の終端位置（Ｆ）に至る
まで、操作レバー１０１の位置（ストローク）に応じて
抵抗値が最大値Ｒ_Bから最小値Ｒ_Fに至るまで線形的に
（直線的に）変化するようになっている。なお、操作レ
バー１０１が中立位置（Ｎ）に保持されている状態で
は、その出力抵抗値はＲ_Nになる。

【００３２】走行制御装置の基本的な構成は、図７に示
すようになっている。図７において、上記のような抵抗
特性の可変抵抗器にて構成される走行制御スイッチ１０
０が制御ユニット２０に接続されている。制御ユニット
２０は、走行制御スイッチ１００の操作レバー１０１の
操作量に対応した抵抗値に対応する制御信号を車両制動
系におけるホイルシリンダ圧を調整するブレーキアクチ
ュエータ３０及びアクセル系におけるアクセル開度を調
整するアクセルアクチュエータ４０に供給している。具
体的には、例えば、図８に示すような加減速特性が得ら
れるように、走行制御スイッチ１００の操作量に応じた
抵抗値に基づいた制御信号がブレーキアクチュエータ３
０及びアクセルアクチュエータ４０に供給される。

【００３３】図８において、走行制御スイッチ１００の
操作レバー１０１が中立位置（Ｎ）から終端位置（Ｂ）
まで操作される間、その操作量（ストローク）に応じ
て、減速度がゼロから−Ｇ₁まで直線的に変化するよう
な制動制御（ブレーキアクチュエータ３０の駆動制御）
がなされる。また、操作レバー１０１が中立位置（Ｎ）
から逆方向の終端位置（Ｆ）まで操作される間、その操
作量（ストローク）に応じて、加速度がゼロからＧ₂ま
で直線的に変化するようなアクセル制御（アクセルアク
チュエータ４０の駆動制御）がなされる。上記のよう
な走行制御装置により、ステアリングホイール１０に設
けた走行制御スイッチ１００の操作レバー１０１の操作
によって、車両の加速、減速、停止を行うことが可能と
なる。そして、前述したように、操作レバー１０１の操
作量と操作力との関係が、操作量が多くなればなるほど
加速度的にその操作力が増加するような非線形関係とな
っているため、操作レバー１０１の大きな操作量での誤
操作が防止される。

【００３４】なお、上述した例では、走行制御スイッチ
１００の操作レバー１０１の操作量（ストローク）に基
づいた加減速特性は、図８に示すように、線形特性であ
ったが、例えば、図９に示すような非線形特性であって
もよい。このような非線形特性は、走行制御スイッチ１
００の可変抵抗器の出力特性にて実現することも、ま
た、制御ユニット２０の制御信号の出力特性にて実現す
ることも可能である。

【００３５】このように走行制御スイッチ１００の操作
レバー１０１の操作量に基づいた加減速特性が非線形特
性となる場合、操作量が多くなるに従って、その操作量
の増分に対する加減速の増分が大きくなる。即ち、その
操作量の増分に対する各アクチュエータ３０、４０の駆
動量の増分が大きくなるように、制御信号が調整され
る。このような特性によれば、運転者が不用意に操作レ
バー１０１に触れても、それに伴う操作量が小さいた
め、各アクチュエータ３０、４０の駆動量に与える影響
は小さい。車両を大きな加減速度にて走行制御する場合
には、運転者が自らの意思をもって操作レバー１０１を
大きく操作しなければならない。

【００３６】上記のような車両走行制御装置において
は、運転者は車両運転の最中に、ステアリングホイール
１０を握りながら、例えば、親指を走行制御スイッチ１
００の操作レバー１０１にあてがうことになる。このよ
うな状態で車両が走行する際、路面の凹凸等に起因した
振動がステアリングホイール１０を介して運転者の手に
伝わり、その手の振動が操作レバー１０１に伝達してし
まう。この操作レバー１０１が振動すると、各アクチュ
エータ３０、４０に供給されるべき制御信号が比較的高
い周波数で変動し、安定した走行状態が得られない。

【００３７】そこで、操作レバー１０１の振動にて車両
の安定性が損なわれることを防止するため、制御ユニッ
ト２０は、例えば、図１０に示すような手順で操作レバ
ー１０１の操作位置に係る信号を調整している。制御ユ
ニット２０は、所定のタイミング信号に同期して処理を
実行する。図１０において、走行制御スイッチ１００の
出力抵抗値に基づいた信号をアナログ−デジタル変換し
て、例えば、図６に示す特性に従った、操作位置（スト
ローク）データデータＰ_swadが取得される（Ｓ１）。そ
して、その操作位置データＰ_swadと調整後の操作位置デ
ータＰ_sw（初期値「０」）との偏差Ｅ_rr（Ｐ_swad−
Ｐ_sw）が演算される（Ｓ２）。この偏差Ｅ_rrが求まる
と、更に、この偏差の積分値ＩＥ _rrが演算される（Ｓ
３）。具体的には、前回（前タイミング）での偏差の積
分値ＩＥ_rro（初期値「０」）に当該演算された偏差Ｅ
_rrが加算される（ＩＥ_rr＝ＩＥ_rro＋Ｅ_rr）。そして、
この演算された積分値ＩＥ_rrが次回（次タイミング）使
用べき偏差の前回積分値ＩＥ_rroとして設定され（Ｓ
４）、更に、この演算された積分値ＩＥ_rrにフィルタ定
数Ｋ_fを乗ずることにより、調整済の操作位置データＰ
_swが演算される（Ｐ_sw＝ＩＥ_rr＊Ｋ_f）（Ｓ５）。

【００３８】なお、上記ステップＳ５における操作位置
データＰ_swを演算するために用いられるフィルタ定数Ｋ
_fは、同期信号によるサンプリング周波数とカットオフ
周波数に依存する。カットオフ周波数は、車両が走行す
る際に路面から拾う振動がステアリングホイール１０に
設けれた走行制御スイッチ１００の操作レバー１０１に
あてがわれる指に影響を及ぼす臨界的な周波数に基づい
て定められる。

【００３９】上記のようなＳ１からＳ５までの処理を繰
り返すことによって、図１１に示すような伝達関数を用
いて表されるローパスフィルタの機能が実現される。そ
の結果、サンプリング周波数、カットオフ周波数に依存
したフィルタ定数Ｋ_fで決まる特性に従って、走行制御
スイッチ１００の実際の操作位置に対応した操作位置デ
ータＰ_swadの比較的高い周波変動分が除去され、調整後
の操作位置データＰ_swが得られる。

【００４０】そして、制御ユニット２０は、このように
比較的高い周波変動成分が除去された操作位置データＰ
_swに基づいて、例えば、図８や図９に示す特性に従っ
て、各アクチュエータ３０、４０が駆動制御されるよう
に、各アクチュエータ３０、４０に対する制御信号が生
成される。このように、走行制御スイッチ１００の実際
の操作位置に対応した操作位置データＰ_swadの比較的高
い周波数成分がが除去された後の操作位置データＰ_swに
基づいてブレーキアクチュエータ３０及びアクセルアク
チュエータ４０が制御されるので、車両振動がステアリ
ングホイール１０に伝わっても、その影響が走行制御ス
イッチ１００の操作に基づいた走行制御に表れない。そ
の結果、車両の安定した走行状態が保たれる。

【００４１】上述したような構造の走行制御スイッチ１
００では、操作レバー１０１に操作力が付加されていな
いときには、操作レバー１０１が常に中立位置（Ｎ）に
保持されるような構造となっている。このような構造で
は、製造のばらつきや、機構部品の経年変化等により、
操作力が付加されない状態（無負荷状態）で操作レバー
１０１が保持される位置が、真の中立位置（Ｎ）（出力
抵抗値がＲ_Nとなる位置）からずれることがある。この
ような場合、運転者が操作レバー１０１から指を離して
も、走行制御スイッチ１００の出力に基づいた僅かなが
らの加減速度制御が行われてしまう。

【００４２】そこで、走行制御スイッチ１００の操作レ
バー１０１に操作力を付加しない状態では、走行制御ス
イッチ１００の出力に基づいた各アクチュエータができ
るだけ駆動されないようにするため、制御ユニット２０
は、例えば、図１２に示す手順に従った処理を実行す
る。図１２において、走行制御スイッチ１００の出力抵
抗値に基づいた信号をアナログ−デジタル変換して、例
えば、図６に示す特性に従った、操作位置（ストロー
ク）データデータＰ_swadが取得される（Ｓ１１）。そし
て、その取得された操作位置データＰ_swadとその前回
（前タイミング）取得された操作位置データＰ_sw _adoと
を比較する（Ｓ１２）。

【００４３】ここで、今回の操作位置データＰ_swadと前
回の操作位置データＰ_swadoとが等しい場合（Ｓ１２、
ＹＥＳ）は、走行制御スイッチ１００の操作がなされて
いないとして、更に、ステアリングホイール１０の舵角
（操作角）Ｓｔｅｅｒ（絶対値）が所定角度Ｋａｎｇよ
り大きいか否かが判定される（Ｓ１３）。この所定角度
は、運転者が走行制御スイッチ１００を操作し得ないよ
うな状況となるようなステアリングホイール１０の舵角
であって、例えば、９０°に設定される。

【００４４】ステアリングホイール１０の舵角Ｓｔｅｅ
ｒが所定角度Ｋａｎｇより大きい場合、即ち、走行制御
スイッチ１００が操作されていないと見込まれる場合、
操作レバー１０１に操作力が付加されていない状態で、
操作位置データの補正値Ｐ_sw _gが演算される（Ｓ１
４）。この演算は、例えば、Ｐ_swg＝（Ｐ_sw＋Ｐ_swgo）／２に従って行われる。上記式において、Ｐ_swは調整後の操
作位置データであり、Ｐ _swgoは前回（前タイミング）に
おける補正値である。即ち、この補正値Ｐ_swgは、前回
の補正値Ｐ_swsoと今回の中立位置（Ｎ）に対応した操作
位置（原点）データＰ_swの平均として演算される。そし
て、このように演算された補正値Ｐ_swgが次回の演算に
て用いられる前回の補正値Ｐ_swgoとして設定される（Ｓ
１５）。

【００４５】その後、調整後の操作位置データＰ_swは、
走行制御スイッチ１００の出力値に基づいた操作位置デ
ータＰ_swad（ステップＳ１にて取得）から補正値Ｐ_swg
を差し引いた値（Ｐ_sw＝Ｐ_swad−Ｐ_swg）演算される
（Ｓ１６）。そして、今回ステップＳ１にて取得された
操作位置データＰ_swadが次回（次タイミング）の演算で
用いられる前回の操作位置データＰ_swadoとして設定さ
れる。

【００４６】なお、今回取得した操作位置データＰ_swad
と前回取得した操作位置データＰ_sw _adoとが等しくない
場合（Ｓ１２、ＮＯ）または、ステアリングホイール１
０の舵角（操作角）Ｓｔｅｅｒが所定角度Ｋａｎｇ以下
である場合には、走行制御スイッチ１００の操作レバー
１０１が操作されている可能性があるので、特にステッ
プＳ１４及びＳ１５での補正値Ｐ_swgに関する演算処理
は行われない。

【００４７】上記のようにして演算される補正値Ｐ_swg
を用いて走行制御スイッチ１００の出力値に基づいた操
作位置データＰ_swadを補正するようにしたので、操作レ
バー１０１に操作力が付加されていない状態では、当該
操作レバー１０１の絶対的な位置がずれても、走行制御
スイッチ１００の出力値に基づいて各アクチュエータが
できるだけ駆動されないないようにすることができる。

【００４８】更に、上記走行制御スイッチ１００は、そ
の操作レバー１０１から指を離すと（操作力を除く
と）、常に、中立位置（Ｎ）に戻る構造になっている。
従って、走行制御スイッチ１００の操作レバー１０１の
操作に従った走行制御が行われている過程で、運転者が
操作レバー１０１から指を離すと、例えば、図１３
（ａ）の時刻ｔ₁に示されるように、操作位置データＰ
_swadが急激に変動してしまう。このような場合、その操
作位置データＰ_swadに基づいた加減速制御が急激に変動
することを防止するため、制御ユニット２０は、例え
ば、図１４に示す手順に従った処理を実行する。

【００４９】図１４において、走行制御スイッチ１００
の出力抵抗値に基づいた信号をアナログ−デジタル変換
して、例えば、図６に示す特性に従った、操作位置（ス
トローク）データデータＰ_swadが取得される（Ｓ２
１）。そして、操作位置データＰ _swadの微分値Ｄ_pswが
演算される（Ｓ２２）。この微分値Ｄ_pswは、前回（前
タイミング）の操作位置データＰ_swadoから今回ステッ
プＳ２１にて取得した操作位置データＰ_swadとの差（Ｄ
_psw＝Ｐ_swado−Ｐ_swad）として演算される。

【００５０】次いで、この微分値Ｄ_pswが所定の基準値
Ｋ_dより小さいか否かが判定される（Ｓ２３）。走行制
御スイッチ１００の操作レバー１０１を操作して車両の
走行制御を行っている場合には、図１３（ｂ）の時刻ｔ
₁以前に示すように、当該微分値Ｄ_pswは、上記基準値
Ｋ_dを超えることはない。このような状況では、微分値
Ｄ_pswが所定値Ｋ_dより小さいと判定される（Ｓ２３、
ＹＥＳ）。すると、過渡処理が実行さていることを表す
フラグＦ_dがセット（Ｆ_d＝１）されているか否かが判
定される（Ｓ２４）。このフラグＦ_dがセットされてい
ない場合、ステップＳ２１で取得された操作位置データ
Ｐ_swadが出力すべき操作位置データＰ_swとして設定され
る（Ｓ２５）。そして、今回取得された操作位置データ
Ｐ_swadが次回の処理にて用いられる前回の操作位置デー
タＰ_swadoとして設定される（Ｓ３１）。

【００５１】以後、走行制御スイッチ１００の操作レバ
ー１０１が急激に操作されて、対応する操作位置データ
Ｐ_swadの微分値Ｄ_pswが基準値Ｋ_dを超える状況が発生
するまで、上記と同様の処理（ステップＳ２１、Ｓ２
２、Ｓ２３、Ｓ２４、Ｓ２５、Ｓ３１）が繰り返し実行
される。ここで、運転者が走行制御スイッチ１００の操
作レバー１０１から指を離すと、操作レバー１０１は、
中立位置（Ｎ）に急激に戻される。このとき、例えば、
図１３（ｂ）の時刻ｔ₁で示すように、操作位置データ
Ｐ_swadが急激に変動し、その微分値Ｄ_pswが基準値Ｋ_d
を超える（Ｓ２３、ＮＯ）。すると、上記フラグＦ_dが
セットされ（Ｆ_d＝１）（Ｓ２６）、その後、ローパス
フィルター処理（ＬＰＦ）が実行される（Ｓ２７）。こ
のローパスフィルタ処理では、前述したように、図１２
に示す手順に従って、取得された操作位置データＰ_swad
（ｉｎ）から変化が緩和された状態の調整操作位置デー
タＰ_swfが演算される。

【００５２】そして、調整操作位置データＰ_swfが今回
取得された操作位置データＰ_swadに等しいか否かが判定
される（Ｓ２８）。これは、上記ローパスフィルタ処理
によって変化が緩和された調整操作位置データＰ_swfが
操作レバー１０１が急激に中立位置（Ｎ）に戻された後
の操作位置データＰ_swadに達したか否かを判定するもの
である。そして、調整操作位置データＰ_swfが、まだ、
ステップＳ２１で取得された操作位置データＰ_swadに達
していない場合には、その調整操作位置データＰ_swfを
出力すべき操作位置データＰ_swとして設定される（Ｓ３
０）。そして、上記と同様に、今回取得された操作位置
データＰ_swadが次回の処理にて用いられる前回の操作位
置データＰ_swadoとして設定され（Ｓ３１）た後に、操
作位置データＰ_swadの取得（Ｓ２１）、操作位置データ
Ｐ_swapの微分値Ｄ_psw.の演算（Ｓ２２）及び微分値Ｄ
_pswの大きさ判定（Ｓ２３）が行われる。

【００５３】運転者が操作レバー１０１から指を離した
後で、その操作レバー１０１の操作位置に対応した操作
位置データＰ_swadの変動が小さくなり、その微分値Ｄ
_pswが基準値値Ｋ_dより小さくなると、（Ｓ２３、ＹＥ
Ｓ）と、更に、フラグＦ_dがセットされているか否かが
判定される（Ｓ２４）。この時点では、既にフラグＦ_d
がセット（Ｆ_d＝１）されているので、上記ローパスフ
ィルタ処理等（Ｓ２７Ｓ、２８）が実行され、そのロー
パスフィルタ処理（Ｓ２７）にて得られた調整操作位置
データＰ_swfが出力すべき操作位置データＰ_swとして設
定される（Ｓ３０）。以後、操作位置データＰ_swadoの
設定（Ｓ３１）から上述した処理（Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ
２３、Ｓ２４、Ｓ２７、Ｓ２８、Ｓ３０）が繰り返し実
行される。

【００５４】その結果、走行制御スイッチ１００の出力
抵抗値に基づいた操作位置データＰ _swadは、例えば、図
１３（ａ）の時刻ｔ₁におけるように、急激に変化した
場合であっても、実際に出力される操作位置データＰ_sw
は、上記ローパスフィルタ処理の特性に従ってなだらか
に減少してゆく。従って、その操作位置データＰ_swに基
づいて生成される制御信号によって決まる目標減速度
は、例えば、図１３（ｃ）に示すように、時刻ｔ₁から
徐々に減少する。

【００５５】上記のような処理を実行している際に、ロ
ーパスフィルタ処理により得られた調整操作位置データ
Ｐ_swfが徐々に低下して、その値が、操作レバー１０１
が既に中立位置（Ｎ）に保持された状態で取得された操
作位置データＰ_swadに等しくなると（Ｓ２８、ＹＥ
Ｓ）、上記フラグＦ_dがリセットされる（Ｆ_d＝０）
（Ｓ２９）。そして、ローパスフィルタ処理にて得られ
た調整操作位置データＰ_swfが出力すべき操作位置デー
タＰ_swとしてセットされた以後は、操作レバー１０１の
急激な中立位置（Ｎ）の復帰する前と同様の処理（Ｓ２
１、Ｓ２２、Ｓ２３、Ｓ２４、Ｓ２５、Ｓ３１）の処理
が繰り返され、取得される操作位置データＰ_sw _adが出力
すべき操作位置データＰ_swとして設定される（Ｓ３
１）。

【００５６】上記のような処理によれば、走行制御スイ
ッチ１００を操作していた運転者がその操作レバー１０
１から指を離したために、操作レバー１０１が急激に中
立位置（Ｎ）に戻ったとしても、制御ユニット２０内で
各アクチュエータに対する制御信号を生成するために出
力される操作位置データＰ_swは、中立位置（Ｎ）に対応
する値まで徐々に減少する。そのため、車両も急激に減
速されることなく、徐々に減速され、その安定性が損な
われることはない。

【００５７】なお、上記例においては、車両振動に起因
した操作位置データの比較的高い周波数での変動を除去
するための処理（図１０参照）、操作レバー１０１の中
立位置（Ｎ）の変動にともなう補正（図１２参照）及び
操作レバー１０１の急激な操作に対する操作位置データ
の調整処理（図１４参照）は、別々に行われるように説
明した。しかし、それらのなかから２つ処理を任意に組
み合わせて行うこと、あるいは、それら３つの処理をす
べて行うことが可能である。

【００５８】上記例において、走行制御スイッチ１００
の操作レバー１０１のストロークと加減速度との関係を
表した図９に示す特性に従って各アクチュエータ３０、
４０に対する制御信号を生成する制御ユニット２０の機
能が請求項４記載の信号生成手段に対応する。図１０に
示す処理が請求項５記載の信号調整手段に対応する。ま
た、図１４に示すステップＳ２２、Ｓ２３での処理が請
求項７記載の操作変動判定手段に、図１４に示すステッ
プＳ２７、Ｓ２８、Ｓ３０での処理が請求項７記載の信
号調整手段に対応する。

【００５９】更に、走行制御スイッチ１００の操作レバ
ー１０１のストロークと加減速度との関係を示した図８
または図９に示す特性に従って各アクチュエータ３０、
４０に対する制御信号を生成する制御ユニット２０の機
能が請求項１０記載の信号生成手段に対応し、図１２に
示す処理が請求項１２記載の中立位置補正手段に対応す
る。

【００６０】なお、運転者の手による操作にて車両の走
行制御をなしうる走行制御スイッチとしては、種々の形
態が考え得る。例えば、図１５に示すように、制動操作
用のブレーキボタン１１０ａ，１１０ｂとアクセル操作
用のアクセルボタン１２０を別々にステアリングホイー
ル１０に設けることができる。アクセルボタン１２０の
設置位置は、通常の運転操作時に運転者がステアリング
ホイール１０を握ったときに、その親指でそのボタンを
押すことができるような位置に決められる。また、各ブ
レーキボタン１１０、１１０は、通常の運転操作時に運
転者がステアリングホイール１０を握った状態で、親指
を上方に延ばして各ボタンを押すことができるような位
置に決められる。

【００６１】この場合、各ボタンの操作圧力に応じた制
動力及びアクセル開度が得られるように、制御ユニット
は各アクチュエータを制御する。２つのブレーキボタン
１１０ａ，１１０ｂはどちらを操作しても制動がかけら
れるようになっている。また、例えば、図１６に示すよ
うに、制動操作用のブレーキボタン１１０ａ、１１０ｂ
を図１５に示す場合と同様の位置に設置し、アクセル操
作用の操作レバー１３０を右側のブレーキ操作ボタン１
１０ｂの上部に設置するようにしてもよい。この場合、
アクセル操作がレバー操作でできるようになるので、ア
クセル状態を保持するための操作が、図１５に示す例の
ようにアクセルボタン１２０を押し続ける操作より行い
易くなる。また、ブレーキ操作とアクセル操作が異なっ
ているため、運転者は、車両前方から視線をそらすこと
なくブレーキボタン１１０ａ、１１０ｂと操作レバー１
３０を指先で判断することができるようになる。

【００６２】

【発明の効果】以上、説明してきたように、各請求項記
載の本発明によれば、手動操作部の不用意な操作に対す
る車両走行状態に与える影響が少なくなり、あるいは、
車両振動などの外乱に起因した手動操作部の操作量変動
の車両走行状態に与える影響が少なくなる。その結果、
手動操作部を操作する運転者の意思に従った走行状態を
阻害され難くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態に係る車両走行制御装置
の走行制御スイッチの設置位置を示す図である。

【図２】図１に示す走行制御スイッチのステアリングホ
イールでの設置状態を示す断面図である。

【図３】走行制御スイッチの操作レバー位置を示す図で
ある。

【図４】走行制御スイッチの構造例を示す図である。

【図５】走行制御スイッチの操作レバーと摺動抵抗器と
の関係を示す図である。

【図６】操作レバーの操作量（ストローク）と走行制御
スイッチの出力抵抗値との関係を示す図である。

【図７】本発明の実施の一形態に係る車両用走行制御装
置の構成を示すブロック図である。

【図８】走行制御スイッチの操作レバーの操作量とその
操作量に基づいて制御される加減速度との関係を示す特
性図である。

【図９】走行制御スイッチの操作レバーの操作量とその
操作量に基づいて制御される加減速度との他の関係を示
す特性図である。

【図１０】制御ユニットでの処理の例を示すフローチャ
ートである。

【図１１】図１０に示す処理で実現されるローパスフィ
ルタを伝達関数で示したブロック図である。

【図１２】制御ユニットでの処理の他の例を示すフロー
チャートである。

【図１３】操作レバーの操作に基づいた操作位置データ
の状態、その変動を表す操作位置データの微分値及び操
作位置データに基づいて決定される目標減速度を示す特
性図である。

【図１４】制御ユニットでの処理の更に他の例を示すフ
ローチャートである。

【図１５】走行制御スイッチの他の設置例を示す図であ
る。

【図１６】走行制御スイッチの更に他の設置例を示す図
である。

【符号の説明】

１０ステアリングホイール２０制御ユニット３０ブレーキアクチュエータ４０アクセルアクチュエータ１００走行制御スイッチ１０１操作レバー１０２、１０３複合スプリング１０４摺動抵抗器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者澤田耕一愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者西山景一愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者後藤武志愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内Ｆターム(参考） 3G065 CA00 CA22 DA04 GA46 JA09 3G093 BA23 BA27 CB06 CB07 CB10 DA06 DB15 EA09 EB04 EC01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の制動系及びアクセル系の少なくとも
一方に設けられたアクチュエータを手動操作部の操作量
に応じた制御信号に基づいて駆動制御するようにした車
両用走行制御装置において、上記手動操作部は、操作量と操作力との関係が、操作量
が多くなるに従ってその操作量の増分に対する必要な操
作力の増分が多くなるような非線形関係となる機構を備
えた車両用走行制御装置。
【請求項２】請求項１記載の車両用走行制御装置におい
て、上記機構は、弾性係数の異なる複数の弾性体を直列に接
続した複合弾性体を有し、その複合弾性体が操作力に抗
する反発力を発生するようにした車両用走行制御装置。
【請求項３】請求項１記載の車両用走行制御装置におい
て、上記機構は、弾性係数が連続的に変化する弾性体を有
し、その弾性体が操作力に抗する力を発生するようにし
た車両用走行制御装置。
【請求項４】車両の制動系及びアクセル系の少なくとも
一方に設けられたアクチュエータを手動操作部の操作量
に応じた制御信号に基づいて駆動制御するようにした車
両用走行制御装置において、手動操作部の操作量が多くなるに従ってその操作量の増
分に対するアクチュエータの駆動量の増分が多くなるよ
うな非線形特性にて当該アクチュエータを駆動させるた
めの制御信号を生成する信号生成手段を有する車両用走
行制御装置。
【請求項５】車両の制動系及びアクセル系の少なくとも
一方に設けられたアクチュエータを手動操作部の操作量
に応じた制御信号に基づいて駆動制御するようにした車
両用走行制御装置において、手動操作部の操作量が所定周波数以上にて変動する場合
に、手動操作部の操作量に対するアクチュエータの駆動
量の応答特性を鈍くするように制御信号を調整する信号
調整手段を備えた車両用走行制御装置。
【請求項６】請求項５記載の車両用走行制御装置におい
て、上記信号調整手段は、手動操作部の操作量を表す信号の
所定周波数以上の成分を減衰させるローパスフィルタ手
段と、該ローパスフィルタ手段にて処理された信号に基づいて
アクチュエータを駆動するための制御信号を調整する手
段とを備えた車両用走行制御装置。
【請求項７】車両の制動系及びアクセル系の少なくとも
一方に設けられたアクチュエータを手動操作部の操作量
に応じた制御信号に基づいて駆動制御するようにした車
両用走行制御装置において、手動操作部の操作量の変動の急峻さを表す値が所定値以
上となったか否かを判定する操作変動判定手段と、該操作変動判定手段が、操作量の変動の急峻さを表す値
が所定値以上となったことを判定したときに、アクチュ
エータの駆動量が上記手動操作部の操作量変動より緩や
かに当該変動後の操作量に対応する駆動量まで変化する
ように制御信号を調整する信号調整手段とを備えた車両
用走行制御装置。
【請求項８】請求項７記載の車両用走行制御装置におい
て、上記操作変動判定手段は、手動操作部の操作量を表す信
号を微分処理する微分処理手段と、該微分処理手段にて得られた信号が所定値以上であるか
否かを判定する判定手段とを有する車両用走行制御装
置。
【請求項９】請求項７または８記載の車両用走行制御装
置において、上記信号調整手段は、手動操作部の操作量を表す信号を
変動後の操作量に対応するものまでその操作量変動より
穏やかに徐々に変化させる信号処理手段と、該信号処理手段にて処理された信号に基づいてアクチュ
エータを駆動するための制御信号を調整する手段を有す
る走行制御装置。
【請求項１０】請求項１、４、５及び７いずれか記載の
車両用制動制御装置において、手動操作部は、中立位置を有すると共に、その中立位置
から２方向に移動可能な操作体と、該操作体に対して操
作力が付加されない状態において当該操作体を該中立位
置に保持する機構とを備え、更に、操作体が中立位置にある場合にアクチュエータの
駆動量をなくし、該操作体が中位位置から一方向に操作
された場合と中立位置から他方向に操作された場合で、
車両の走行特性が異なるような制御信号を生成する信号
生成手段を備えた車両用走行制御装置。
【請求項１１】請求項１０記載の車両用走行制御装置に
おいて、信号生成手段は、操作体が中位位置から一方に操作され
た場合と中位位置から他方向に操作された場合で、車両
の走行特性が逆になるような制御信号を生成するように
した車両用走行制御装置。
【請求項１２】請求項１０または１１記載の車両用走行
制御装置において、操作力が付加されていない状態での操作体の位置にて常
にアクチュエータの駆動量がなくなるように制御信号を
補正する中立位置補正手段を有する車両用走行制御装
置。
【請求項１３】請求項１乃至１２記載の車両用走行制御
装置において、上記手動操作部は、車両の操舵を行うためのステアリン
グホイールに設けられた車両用走行制御装置。