JP2004175356A - 自動車の走行制御装置及び自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】
ブレーキペダルにフットレスト機能を付加した場合、フットレスト力は運転者の体格に依存するため、運転者は運転前にフットレスト力を運転者がマニュアルで設定する必要があった。また、曲路，悪路等でのＡＣＣ走行は、先行車がいない場合は直線路と同じ設定速度で走行するため、運転者がブレーキを踏むことにより速度を調整する必要があり運転者の負担が避けられなかった。
【解決手段】
個々の運転者に応じたフットレスト力を決定するための運転者の荷重推定手段、及び前記荷重推定手段により演算された荷重に応じ、前記フットレスト機能のフットレスト力を調整する。また、自車がコーナリング中か否かを検出する検出手段を備え、コーナの大きさに応じて自車の設定速度を変化させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車の走行制御装置およびその方法、およびそれを用いた自動車に関し、特に渋滞時などの緩加減速走行を含む車間距離制御オートクルーズに関連する。

自車両と前方車両（含む障害物など）との距離をレーダにより検出し、安全な車間距離になるようエンジン，モータ，変速機，ブレーキなどを自動制御する技術の開発が進んでいる。渋滞時の緩加減速走行を含む車間距離制御オートクルーズ（以下、「ＡＣＣ」：
Adaptive Cruise Controlとする）がその例である。

このＡＣＣ走行中は発進，加速，減速が自動化されるため運転者の負担が軽減され、より快適なドライビングが実現できる。また、今後は自動停止まで含めたＡＣＣが市場に出てくることが予想される。

しかしながら該ＡＣＣでは環境認識センサ，自動ブレーキアクチュエータ，コントローラなどの能力がまだ充分では無いため、その適用範囲は高速道路などに限定されている。歩行者の横断，信号，標識、急な飛び出しなどの事象が起こりうる一般道で該ＡＣＣ走行をした場合には自動減速，停止がなされない場合が多く、運転者が緊急にブレーキを踏まざるを得ない場合が存在する。

また、一般道に適用できるＡＣＣとして、現行の油圧ブレーキシステムを用いてブレーキペダルのみの操作により減速・停止及び発進・加速を行うシステムも考えられている。

上記２つのＡＣＣに対し、ブレーキペダルにフットレスト機能を付加したシステムが考えられている。このことにより運転者はブレーキペダルから足を離す必要が無いため危険回避の場合は急な減速が実現できる。

ブレーキペダルにフットレスト機能を付加した場合、フットレスト踏力は運転者の体格に依存し、個々人で大きく異なるため、運転者は運転前にフットレスト機能範囲を運転者が自ら設定する必要があった。

また、曲路，悪路等でのＡＣＣ走行は、先行車がいない場合は直線路と同じ設定速度を上限値として走行するため、運転者がブレーキを踏むことにより速度を調整する必要があり運転者の負担が避けられなかった。

上記課題はフットレスト機能を有するペダルの操作量または操作力に応じて自動車の駆動・制動力を制御する自動車の走行制御装置であって、運転者の荷重推定手段と、前記荷重推定手段により演算された荷重に応じて前記フットレスト機能のフットレスト力を調整する自動車の走行制御装置により解決できる。

好ましくは荷重推定手段は、ペダルに設けられた荷重検出手段、及び検出された荷重からフットレスト力を推定するフットレスト力計算手段を含む自動車の走行制御装置である。

また、好ましくは荷重推定手段は、ブレーキ装置に設けられたブレーキ油圧検出手段、及び検出されたブレーキ油圧からフットレスト力を推定するフットレスト力計算手段を含む自動車の走行制御装置である。

また、好ましくは荷重推定手段は、運転座席に設けられた着座荷重検出手段、及び検出された着座荷重からフットレスト力を推定するフットレスト力計算手段を含む自動車の走行制御装置である。

また、好ましくは荷重推定手段は、フロアに設けられた足荷重検出手段、及び検出された足荷重からフットレスト力を推定するフットレスト力計算手段を含む自動車の走行制御装置である。

また、好ましくは荷重推定手段は、ペダルまたはその近傍に設けられたペダル位置検出手段、及び検出されたペダル位置からフットレスト力を推定するフットレスト力計算手段を含む自動車の走行制御装置である。

また、好ましくは荷重推定手段は、運転者の体重を入力する体重入力手段、及び入力された体重からフットレスト荷重を推定するフットレスト力計算手段を含む自動車の走行制御装置である。

また、好ましくは、さらにマニュアルのフットレスト力補正手段を設けた自動車の走行制御装置である。

上記課題はフットレスト機能を有するペダルの操作量または操作力に応じて自動車の駆動・制動力が制御され、運転者の荷重推定手段と、前記荷重推定手段により演算された荷重に応じて前記フットレスト機能のフットレスト力が調整される自動車により解決できる。

上記課題は道路状況検出手段と、前記道路状況検出手段により検出された走行環境に応じて自車の走行を自動的に制御する自動車の走行制御装置であって、自車がコーナリング中か否かを検出する検出手段をさらに備え、コーナの大きさに応じて自車の設定速度を変化させる自動車の走行制御装置により解決できる。

上記課題は道路状況検出手段を備え、前記道路状況検出手段により検出された走行環境に応じて自車の走行を自動的に制御する自動車の走行制御装置であって、自車がコーナリング中か否かを検出する検出手段をさらに備え、コーナの大きさに応じて自車の設定加速度を変化させる自動車の走行制御装置により解決できる。

上記課題は道路状況検出手段を備え、前記道路状況検出手段により検出された走行環境に応じて自車の走行を自動的に制御する自動車の走行制御装置であって、自車が悪路走行中か否かを検出する検出手段をさらに備え、悪路の度合いに応じて自車の設定速度を変化させる自動車の走行制御装置により解決できる。

上記課題はペダルの操作量または操作力に応じて自動車の駆動・制動力を制御し、また道路状況検出手段を備え、前記道路状況検出手段により検出された走行環境に応じて自車の走行を自動的に制御する自動車の走行制御装置であって、前方に車両が存在した場合は前方車両の加速度及び、または速度に応じて制御する自動車の走行制御装置により解決できる。

上記課題はペダルの操作量または操作力に応じて自動車の駆動・制動力を制御し、また道路状況検出手段を備え、前記道路状況検出手段により検出された走行環境に応じて自車の走行を自動的に制御する自動車の走行制御装置であって、前方に車両が存在した場合は運転者がブレーキ操作した時の車速を維持するよう制御する自動車の走行制御装置により解決できる。

上記課題はペダルの操作量または操作力に応じて自動車の駆動・制動力を制御し、また道路状況検出手段を備え、前記道路状況検出手段により検出された走行環境に応じて自車の走行を自動的に制御する自動車の走行制御装置であって、自車の右折方向指示器がＯＮ、かつ任意の車速以下の場合は運転者のアクセル操作で車両が加速するよう制御する自動車の走行制御装置により解決できる。

上記課題は道路状況検出手段を備え、前記道路状況検出手段により検出された走行環境に応じて自車の走行を自動的に制御する自動車の走行制御装置であって、自車が悪路走行中か否かを検出する検出手段をさらに備え、悪路の度合いに応じて自車の設定加速度を変化させる自動車の走行制御装置により解決できる。

上記課題は道路状況検出手段を備え、前記道路状況検出手段により検出された走行環境に応じて自車の走行が自動的に制御され、自車がコーナリング中か否かを検出する検出手段をさらに備え、コーナの大きさに応じて自車の設定速度、及び、または設定加速度が変化する自動車により解決できる。

上記課題は道路状況検出手段を備え、前記道路状況検出手段により検出された走行環境に応じて自車の走行が自動的に制御され、自車が悪路走行中か否かを検出する検出手段をさらに備え、悪路の度合いに応じて自車の設定速度、及び、または設定加速度が変化する自動車により解決できる。

上記課題はペダルの操作量または操作力に応じて自動車の駆動・制動力を制御し、また道路状況検出手段を備え、前記道路状況検出手段により検出された走行環境に応じて自車の走行が自動的に制御され、前方に車両が存在した場合は前方車両の加速度及び、または速度に応じて制御する自動車により解決できる。

上記課題はペダルの操作量または操作力に応じて自動車の駆動・制動力を制御し、また道路状況検出手段を備え、前記道路状況検出手段により検出された走行環境に応じて自車の走行が自動的に制御され、前方に車両が存在した場合、運転者がブレーキ操作した時の車速を維持するよう制御する自動車により解決できる。

上記課題はペダルの操作量または操作力に応じて自動車の駆動・制動力を制御し、また道路状況検出手段を備え、前記道路状況検出手段により検出された走行環境に応じて自車の走行が自動的に制御され、自車の右折方向指示器がＯＮ、かつ任意の車速以下の場合は運転者のアクセル操作で車両が加速するよう制御する自動車により解決できる。

本発明によれば、フットレスト力を運転者の体格により自動的に設定することができるため運転者の負担軽減につながりより使い勝手が良く実用性の高いＡＣＣを提供することができる。

また、曲路，悪路等でのＡＣＣ走行でも設定速度を左右動，ヨーモーメントなどの情報量の大きさにより自動的に調整するためより安全な走行制御装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

図１は本発明の一実施形態をなす自動車の構成ブロック図である。

自動車１には、ブレーキ操作機構２と、エンジン３，モータ４を含む変速機５，ブレーキ装置６ａ〜６ｄおよびタイヤ７ａ〜７ｄから成る制動駆動システム８と、入力情報（後述）に対して前記制動駆動システム８を制御する制御システム９が搭載されている。

まず、前記ブレーキ操作機構２について説明する。自動車１のボディ１２にはソレノイド型フットレスト装置２４が取り付けられている。ソレノイド型フットレスト装置２４はコイル１９，固定子１７，ブレーキペダルアーム１４に接続または一体化された可動子
１８，可動子の案内溝２０により構成されている。ここで、コイル１９に通電すると電磁力が発生し可動子１８は固定子１７に吸引される。可動子１８はブレーキペダルアームと接続または一体化されているため運転者がブレーキペダル１３を踏んだ場合の移動を規制する。コイル１９の通電量を適当に取ることにより運転者がブレーキペダル１３に自然に足を載せてもブレーキが踏み込まれないようにブレーキペダル１３の動きを規制する、いわゆるフットレストとしての機能を持たせることができる。

つぎに、前記制動駆動システム８を制御する前記制御システム９について説明する。

前記制御システム９は、前記エンジン３，前記変速機５，前記ブレーキ装置６を制御する制御ユニット（図示しない）および前記制動駆動システム８の全体を管理する制御ユニット（図示しない）を有し、それぞれがネットワークで通信されている。

また、前記制御システム９には、ブレーキペダル操作力センサ２１の情報，走行モード設定スイッチ２５，駆動力（加速度）設定スイッチ２６，アクセルペダル操作量センサ情報α，右前輪回転センサ情報Ｎｆｒ，左前輪回転センサ情報Ｎｆｌ，右後輪回転センサ情報Ｎｒｒ，左後輪回転センサ情報Ｎｒｌ，エンジン回転数情報Ｎｅ，モータ回転数情報
Ｎｍ、図示しないレーダシステムなどから得られる前方車両との車間距離Ｓおよび前方車両との相対速度Ｖｒ，運転者自ら目標速度を設定可能な速度設定スイッチ２８、同じくフットレスト力補正スイッチ２９などが入力される。

この入力された信号に基づき、前記エンジン３，前記変速機５および前記ブレーキ装置６が制御され車両の加速，減速，発進，停止および定速走行が実行される。この時フットレスト力はブレーキペダル操作力センサ２１からの情報に基づき制御システム９により推定されソレノイド型フットレスト装置２４のコイル１９の通電量に反映される。フットレスト装置２４の作動は走行モード設定スイッチ２５のフットレストボタンによりＯＮ−
ＯＦＦできる。

図２は本発明の一実施形態をなす自動車の構成ブロック図である。図１に対し、フットレスト力補正スイッチ２９の代わりに体重入力スイッチ３０が設けられている。これにより体重を入力することによりフットレスト力が補正でき、あるいは直接設定することもできる。また、フットレスト力補正スイッチ２９と共存しても支障無い。

図３は本発明の一実施形態をなす荷重推定手段である。本実施形態の場合、フットレスト力はブレーキペダル操作力センサ２１からの情報により制御システム９で計算され、ソレノイド型フットレスト装置２４に反映される。

図４は本発明の一実施形態をなす荷重推定手段である。本実施形態の場合、フットレスト力はフロア３５内部に埋め込まれた荷重センサ４１からの情報により制御システム９で計算され、ソレノイド型フットレスト装置２４に反映される。

図５は本発明の一実施形態をなす荷重推定手段である。本実施形態の場合、フットレスト力は運転座席３３とフロア３５との間の支柱３４に埋め込まれた荷重センサ４２からの情報により制御システム９で計算され、ソレノイド型フットレスト装置２４に反映される。

図６は本発明の一実施形態をなす荷重推定手段である。本実施形態の場合、フットレスト力は運転座席３３内部に埋め込まれた荷重センサ４３からの情報により制御システム９で計算され、ソレノイド型フットレスト装置２４に反映される。

図７は本発明の一実施形態をなす荷重推定手段である。本実施形態の場合、フットレスト力はプッシュロッド１５の位置を検出する位置センサ４６からの情報により制御システム９で計算され、ソレノイド型フットレスト装置２４に反映される。

図８は本発明の一実施形態をなす荷重推定手段である。本実施形態の場合、フットレスト力はブレーキ油圧ライン３１内部に設置された油圧センサ４７からの情報により制御システム９で計算され、ソレノイド型フットレスト装置２４に反映される。

なお、図３〜図８で示した荷重センサ，位置センサからの情報は共存しても支障無い。

図９は本発明の一実施形態をなすフットレスト力推定までのフローチャートである。スタート後、処理５１により運転者のフットレスト力を計算するための荷重あるいは位置センサにより荷重あるいは位置を測定する。つぎに、取り込んだ荷重あるいは位置センサ信号から処理５２によりフットレスト力を推定する。つぎに、推定したフットレスト力を元に、処理５３によりソレノイド型フットレスト装置の電流を制御する。つぎに、もし補正する必要があれば処理５４により運転者が手動で補正を実施する。このようなフローによりフットレスト力を設定することができる。

図１０は本発明の一実施形態をなす自動車の構成ブロック図である。

制御システム９には、図１，図２で説明した内容の他に、車両安定性検知センサ３１からの情報で、コーナリング中か否かを判断する手段である左右動Ｆｙ，ヨーモーメント
Ｙｍ，ローリングモーメントＲ、また悪路走行中か否かを判断する手段である上下動Ｆｚ，ピッチングモーメントＰｔ、また、操舵センサ６１からの情報でコーナリング中か否かを判断する手段であるステアリング角度Ｓａ，車輪角度Ｔａが入力される。

ＡＣＣモードで走行中に、例えば悪路，カーブなどの曲路にさしかかった場合は上記センサからの情報を処理し、設定速度に反映することによりアクセル，ブレーキなどのアクチュエータが直ちに制御され自車速度が適正化されるため、安全に走行することができる。なお、上記センサからの情報はできれば複数種類あることが好ましいが少なくとも一種類、例えば左右動のみ、ヨーモーメントのみでも充分効果を発揮できる。

また、特にペダルの操作量あるいは操作力に応じ自車の駆動・制動力を制御する機能を備えた自動車の走行制御装置では、前方に車両が存在した場合は前方車両の加速度、及び、または速度に応じて制御するようにすれば、自車は前方車両に追突することは無い。

同じく上記の場合、運転者がブレーキ操作をした時の車速を維持するように制御すればより安全である。

また、上記自動車において、右折方向指示器がＯＮにし右折する場合は、車速が低すぎるとかえって危険である。その場合、アクセル操作により車両が加速するように制御すれば問題無い。

図１１は本発明の一実施形態である設定速度変更のフローチャートである。本実施形態では左右動Ｆｙとステアリング角度Ｓａの場合について説明する。スタート後、処理７１によりＡＣＣモードかどうかを判定する。ＡＣＣモードでない場合は処理７４により現状維持とする。ＡＣＣモードである場合は処理７２によりその時の左右動Ｆｙと速度Ｖ，ステアリング角度Ｓａの関数ｆ１から得られた値の大小を判定する。ここで左右動Ｆｙの方が小さいか、または同じ場合は処理７５に進み現状維持とする。左右動Ｆｙの方が大きい場合は処理７３により設定速度を左右動Ｆｙ，ステアリング角度Ｓａの関数ｆ２にて設定する。なお、関数ｆ１，ｆ２はメーカ、個人の嗜好，安全性に対する考え方の相違により無数のバリエーションが考えられ、本実施形態に限定されない。

図１２に本発明の一実施形態であるコーナリング走行時のタイムチャートを示す。

自車は設定速度Ｖ１でＡＣＣ走行中である。時刻Ｔ１でステアリング角度が増加し、カーブに突入し、それと同時に一般的に横Ｇと言われる左右動も増加する。時刻Ｔ２で左右動がある値を超えた時に設定車速はＶ１からＶ２に遷移し、自車は減速を開始する。この時、自車の減速と同時に左右動も減少し始める。左右動がある値以下になった時刻Ｔ３で設定速度はＶ２からＶ３に遷移し、自車速度もそれに伴い増加する。この時左右動は増加していないため時刻Ｔ４で設定速度はＶ３からＶ４に遷移する。同様に時刻Ｔ５で設定速度はＶ４からＶ５に遷移し、ステアリング操作が完了した時刻Ｔ６に設定速度はＶ５からＶ１に戻る。このような制御によりコーナリング中でも安全にＡＣＣ走行ができる。このような制御手法はコーナリング時のみならず、悪路走行時でも上下動やピッチングモーメントの情報の処理により同様に安全にＡＣＣ走行ができる。

なお、本発明の範囲内であれば上記実施の形態の一部同士を組み合わせた構成としても良い。また、本実施形態ではフットレスト装置としてソレノイド型の例を挙げたが、制限止め型でも制限止め力をフレキシブルに制御することによりソレノイド型と同様の効果が得られる。

本発明の一実施形態をなす自動車の構成ブロック図を示す。 本発明の一実施形態をなす自動車の構成ブロック図を示す。 本発明の一実施形態をなす荷重推定手段を示す。 本発明の一実施形態をなす荷重推定手段を示す。 本発明の一実施形態をなす荷重推定手段を示す。 本発明の一実施形態をなす荷重推定手段を示す。 本発明の一実施形態をなす荷重推定手段を示す。 本発明の一実施形態をなす荷重推定手段を示す。 本発明の一実施形態をなすフットレスト力推定までのフローチャートを示す。 本発明の一実施形態をなす自動車の構成ブロック図を示す。 本発明の一実施形態である設定速度変更のフローチャートを示す。 本発明の一実施形態であるコーナリング走行時のタイムチャートを示す。

符号の説明

１１…ブレーキペダルブラケット、１３…ブレーキペダル、１４…ブレーキペダルアーム、１５…プッシュロッド、１６…ブレーキブースタ、３２…ブレーキマスタシリンダ。

Claims (12)

1. 道路状況検出手段を備え、前記道路状況検出手段により検出された走行環境に応じて自車の走行を自動的に制御する自動車の走行制御装置であって、自車がコーナリング中か否かを検出する検出手段をさらに備え、コーナの大きさに応じて自車の設定速度を変化させる自動車の走行制御装置。
2. 道路状況検出手段を備え、前記道路状況検出手段により検出された走行環境に応じて自車の走行を自動的に制御する自動車の走行制御装置であって、自車がコーナリング中か否かを検出する検出手段をさらに備え、コーナの大きさに応じて自車の設定加速度を変化させる自動車の走行制御装置。
3. 道路状況検出手段を備え、前記道路状況検出手段により検出された走行環境に応じて自車の走行を自動的に制御する自動車の走行制御装置であって、自車が悪路走行中か否かを検出する検出手段をさらに備え、悪路の度合いに応じて自車の設定速度を変化させることを特徴とする自動車の走行制御装置。
4. 道路状況検出手段を備え、前記道路状況検出手段により検出された走行環境に応じて自車の走行を自動的に制御する自動車の走行制御装置であって、自車が悪路走行中か否かを検出する検出手段をさらに備え、悪路の度合いに応じて自車の設定加速度を変化させる自動車の走行制御装置。
5. ペダルの操作量または操作力に応じて自動車の駆動・制動力を制御し、また道路状況検出手段を備え、前記道路状況検出手段により検出された走行環境に応じて自車の走行を自動的に制御する自動車の走行制御装置であって、前方に車両が存在した場合は前方車両の加速度及び、または速度に応じて制御する自動車の走行制御装置。
6. ペダルの操作量または操作力に応じて自動車の駆動・制動力を制御し、また道路状況検出手段を備え、前記道路状況検出手段により検出された走行環境に応じて自車の走行を自動的に制御する自動車の走行制御装置であって、前方に車両が存在した場合は運転者がブレーキ操作した時の車速を維持するよう制御する自動車の走行制御装置。
7. ペダルの操作量または操作力に応じて自動車の駆動・制動力を制御し、また道路状況検出手段を備え、前記道路状況検出手段により検出された走行環境に応じて自車の走行を自動的に制御する自動車の走行制御装置であって、自車の右折方向指示器がＯＮ、かつ任意の車速以下の場合は運転者のアクセル操作で車両が加速するよう制御する自動車の走行制御装置。
8. 道路状況検出手段を備え、前記道路状況検出手段により検出された走行環境に応じて自車の走行が自動的に制御され、自車がコーナリング中か否かを検出する検出手段をさらに備え、コーナの大きさに応じて自車の設定速度、及び、または設定加速度が変化する自動車。
9. 道路状況検出手段を備え、前記道路状況検出手段により検出された走行環境に応じて自車の走行が自動的に制御され、自車が悪路走行中か否かを検出する検出手段をさらに備え、悪路の度合いに応じて自車の設定速度、及び、または設定加速度が変化する自動車。
10. ペダルの操作量または操作力に応じて自動車の駆動・制動力を制御し、また道路状況検出手段を備え、前記道路状況検出手段により検出された走行環境に応じて自車の走行が自動的に制御され、前方に車両が存在した場合は前方車両の加速度及び、または速度に応じて制御する自動車。
11. ペダルの操作量または操作力に応じて自動車の駆動・制動力を制御し、また道路状況検出手段を備え、前記道路状況検出手段により検出された走行環境に応じて自車の走行が自動的に制御され、前方に車両が存在した場合、運転者がブレーキ操作した時の車速を維持するよう制御する自動車。
12. ペダルの操作量または操作力に応じて自動車の駆動・制動力を制御し、また道路状況検出手段を備え、前記道路状況検出手段により検出された走行環境に応じて自車の走行が自動的に制御され、自車の右折方向指示器がＯＮ、かつ任意の車速以下の場合は運転者のアクセル操作で車両が加速するよう制御する自動車。
    

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