JP2008087562A - 車両用駆動力制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】前方車両との位置関係に基づいて、運転者による駆動力を発生させるための駆動力操作に対する車両の発生する駆動力の特性を変更する技術において、運転者の駆動力要求に対してより応えることの可能な車両用駆動力制御装置を提供する。
【解決手段】前方車両との位置関係に基づいて運転者による駆動力を発生させるための駆動力操作に対する車両が発生する駆動力の特性を変更する制御を行なう車両用駆動力制御装置であって、自車速が前方車両の車速よりも大きいとき(S3−Y)には、自車速が前方車両の車速よりも大きくないとき(S3−N)に比べて、前記駆動力操作に対して車両が発生する駆動力を小さくする(S5)。
【選択図】 図1

Description

本発明は、車両用駆動力制御装置に関し、特に、前方車両との位置関係に基づいて運転者による駆動力を発生させるための駆動力操作に対する車両が発生する駆動力の特性を変更する制御を行なう車両用駆動力制御装置に関する。
前方車両との位置関係に基づいて、運転者のアクセル操作に対する車両の発生する駆動力の特性(例えば電子スロットル特性)を変更する技術が知られている。
特開平11−151953号公報(特許文献1)には、以下の技術が開示されている。平均車間距離と車間距離標準偏差より、車両の発進停止頻度を推定する。この発進停止頻度>第1所定値の場合は相対車速の標準偏差に基づいて、発進停止頻度>第2所定値の場合は車間距離の標準偏差に基づいて、運転者の追従走行意思を推定する。さらに運転者のアクセルペダル開度とその時間変化率より運転者の加速意思、減速意思を推定する。これらの意思を調停し、電子スロットル特性を補正する。なお、加速時のスロットル補正は運転者の追従意思大、もしくは車間距離が短い場合は相対車速を考慮して設定する。
特開平9−42002号公報(特許文献2)には、以下の技術が開示されている。アクセルペダル開度−スロットル開度特性(電子スロットル特性)を走行環境に合わせて変える。現在走行中の路面が渋滞道路か高速道かを判断する重み係数を、車間距離の移動平均値より算出する。この算出した重み係数に基づいて、電子スロットル特性を変える。またさらに、道路勾配やコーナーRに応じて電子スロットル特性を変える。
特開平11−151953号公報 特開平9−42002号公報
前方車両との位置関係に基づいて、運転者による駆動力を発生させるための駆動力操作(アクセル操作等)に対する車両の発生する駆動力の特性(例えば電子スロットル特性)を変更する技術において、運転者の駆動力要求に対してより応えることが望まれている。
例えば、上記の従来技術では、電子スロットル特性を決めるに際して、車速や車間距離等の移動平均値や移動標準偏差値という過去の情報を使用している。例えば、渋滞路のような車間距離が小さい状況では、通常の場合には、大きな駆動力は必要とされないが、運転者のアクセル操作が遅れた場合などには、運転者は車間距離を詰めようとして、通常時(アクセル操作が遅れなかった場合)に比べてより大きくアクセルを踏み駆動力を要求する。しかし、従来のように、過去の情報に基づいて電子スロットル特性を決めていると、上記のような場合、駆動力が出難い方向に電子スロットル特性が変更されているため、運転者の思う駆動力が得られず、運転者の期待に応えることができない場合があった。このように、過去の情報に基づいて電子スロットル特性が決定されると、現在の状況に応じて運転者が望む駆動力が得られない場合があった。
本発明の目的は、前方車両との位置関係に基づいて、運転者による駆動力を発生させるための駆動力操作に対する車両の発生する駆動力の特性を変更する技術において、運転者の駆動力要求に対してより応えることの可能な車両用駆動力制御装置を提供することである。
本発明の車両用駆動力制御装置は、前方車両との位置関係に基づいて運転者による駆動力を発生させるための駆動力操作に対する車両が発生する駆動力の特性を変更する制御を行なう車両用駆動力制御装置であって、自車速が前方車両の車速よりも大きいときには、自車速が前方車両の車速よりも大きくないときに比べて、前記駆動力操作に対して車両が発生する駆動力を小さくすることを特徴としている。
本発明の車両用駆動力制御装置は、前方車両との位置関係に基づいて運転者による駆動力を発生させるための駆動力操作に対する車両が発生する駆動力の特性を変更する車両用駆動力制御装置であって、自車速が前方車両の車速よりも小さいときには、自車速が前方車両の車速よりも小さくないときに比べて、前記駆動力操作に対して車両が発生する駆動力を大きくすることを特徴としている。
本発明の車両用駆動力制御装置において、自車速が前方車両の車速よりも大きい状態から自車速が前方車両の車速よりも小さい状態になったときに、前記駆動力操作に対して車両が発生する駆動力を、自車速が前方車両の車速よりも大きい状態のときに比べて大きくするように変更することを特徴としている。
本発明の車両用駆動力制御装置において、自車速と前方車両の相対車速が予め設定された所定値以上であるときに、前記前方車両との位置関係に基づいて前記駆動力操作に対する車両が発生する駆動力の特性を変更する制御が行なわれない通常時の特性に復帰させる
ことを特徴としている。
本発明の車両用駆動力制御装置において、前記駆動力操作が予め設定された所定値以上であるときに、前記前方車両との位置関係に基づいて前記駆動力操作に対する車両が発生する駆動力の特性を変更する制御が行なわれない通常時の特性に復帰させることを特徴としている。
本発明の車両用駆動力制御装置において、前記前方車両が自車の前方位置から移動したことが検出されたときに、前記前方車両との位置関係に基づいて前記駆動力操作に対する車両が発生する駆動力の特性を変更する制御が行なわれない通常時の特性に復帰させることを特徴としている。
本発明の車両用駆動力制御装置は、前方車両との位置関係に基づいて運転者による駆動力を発生させるための駆動力操作に対する車両が発生する駆動力の特性を変更する制御を行なう車両用駆動力制御装置であって、自車両と前方車両との間の相対車速及び車間距離の少なくともいずれか一方に基づいて、前記前方車両との位置関係に基づいて前記駆動力操作に対する車両が発生する駆動力の特性を変更する制御が行なわれることを特徴としている。
本発明の車両用駆動力制御装置において、前記相対車速及び前記車間距離がそれぞれ予め設定された所定値よりも小さいときには、前記前方車両との位置関係に基づいて前記駆動力操作に対する車両が発生する駆動力の特性を変更する制御が行なわれない通常時の特性よりも駆動力が出難い側に前記駆動力操作に対する車両が発生する駆動力の特性が変更され、前記相対車速及び前記車間距離がそれぞれ予め設定された所定値よりも大きいときには、前記前方車両との位置関係に基づいて前記駆動力操作に対する車両が発生する駆動力の特性を変更する制御が行なわれない通常時の特性よりも駆動力が出易い側に前記駆動力操作に対する車両が発生する駆動力の特性が変更されることを特徴としている。
本発明の車両用駆動力制御装置において、前記相対車速及び前記車間距離の少なくともいずれか一方に加えて、前記自車両と前記前方車両の相対加速度、前記自車両の加速度、及び前記前方車両の加速度の少なくともいずれか一つに基づいて、前記前方車両との位置関係に基づいて前記駆動力操作に対する車両が発生する駆動力の特性を変更する制御が行なわれることを特徴としている。
本発明の車両用駆動力制御装置において、前記前方車両が自車の前方位置から移動したことが検出されたときに、前記前方車両との位置関係に基づいて前記駆動力操作に対する車両が発生する駆動力の特性を変更する制御が行なわれない通常時の特性に復帰させることを特徴としている。
本発明の車両用駆動力制御装置は、前方車両との位置関係に基づいて運転者による駆動力を発生させるための駆動力操作に対する車両が発生する駆動力の特性を変更する制御を行なう車両用駆動力制御装置であって、運転者の追従運転特性を推定し、前記推定の結果に基づいて、前記駆動力操作に対して車両が発生する駆動力を相対的に小さくする特性に変更するか否かを決定することを特徴としている。
本発明の車両用駆動力制御装置において、前記運転者の追従運転特性は、前方車両と自車両との間の衝突時間、相対車速、車間時間及び車間距離の少なくともいずれか一つに基づいて決定されることを特徴としている。
本発明の車両用駆動力制御装置において、前記前方車両が自車の前方位置から移動したことが検出されたとき、運転者の加速要求が検出されたとき、及び運転者の加速要求の可能性が検出されたときの少なくともいずれか一つのときに、前記前方車両との位置関係に基づいて前記駆動力操作に対する車両が発生する駆動力の特性を変更する制御が行なわれない通常時の特性に復帰させることを特徴としている。
本発明の車両用駆動力制御装置は、前方車両との位置関係に基づいて運転者による駆動力を発生させるための駆動力操作に対する車両が発生する駆動力の特性を変更する制御を行なう車両用駆動力制御装置であって、前方車両と自車両との間の相対車速及び車間距離の少なくともいずれか一方に基づいて、前記駆動力操作に対して車両が発生する駆動力の変化率を制限することを特徴としている。
本発明の車両用駆動力制御装置は、前方車両との位置関係に基づいて運転者による駆動力を発生させるための駆動力操作に対する車両が発生する駆動力の特性を変更する車両用駆動力制御装置であって、前記前方車両との位置関係に基づいて前記駆動力操作に対して車両が発生する駆動力を相対的に小さくするように制御する手段と、前記駆動力操作に対して車両が発生する駆動力を相対的に小さくするように制御された状態で、前記駆動力操作が行われたときの車両の応答性を考慮して前記制御の量を制限する手段とを備えている。
本発明の車両用駆動力制御装置は、前方車両との位置関係に基づいて運転者による駆動力を発生させるための駆動力操作に対する車両が発生する駆動力の特性を変更する制御を行なう車両用駆動力制御装置であって、前記前方車両との位置関係に基づいて前記駆動力操作に対して車両が発生する駆動力の増加率を制限する手段と、前記車両が発生する駆動力の大きさが予め設定された所定値以下である場合には、前記駆動力の増加率の制限を相対的に緩やかにする手段とを備えている。
本発明の車両用駆動力制御装置において、前記駆動力操作の操作量に基づいて、運転者の追従意思を判断する手段と、前記運転者の追従意思に基づいて、前記駆動力操作に対して車両が発生する駆動力の大きさを制御することを特徴としている。
本発明の車両用駆動力制御装置によれば、前方車両との位置関係に基づいて、運転者による駆動力を発生させるための駆動力操作に対する車両の発生する駆動力の特性を変更する技術において、運転者の駆動力要求に対してより応えることが可能となる。
以下、本発明の車両用駆動力制御装置の一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。
(第1実施形態)
図1から図6を参照して、第1実施形態について説明する。
本実施形態の構成としては、以下に詳述するように、車間距離センサや画像センサなどにより前方車両との車間距離や相対車速を計測する手段と、アクセルペダル開度センサと電子式スロットル弁、有段変速機、無段変速機、HV、MMT(自動変速モード付きマニュアルトランスミッション)等の自動変速機など車両の駆動力特性を変更可能な手段と、アクセル操作を検出する手段とが前提となる。
図2において、符号10は自動変速機、40はエンジンである。自動変速機10は、電磁弁121a、121b、121cへの通電/非通電により油圧が制御されて6段変速が可能である。図2では、3つの電磁弁121a、121b、121cが図示されるが、電磁弁の数は3に限定されない。電磁弁121a、121b、121cは、制御回路130からの信号によって駆動される。
アクセルペダル開度センサ114は、アクセルペダル112の開度を検出する。エンジン回転数センサ116は、エンジン40の回転数を検出する。車速センサ122は、車速に比例する自動変速機10の出力軸120cの回転数を検出する。シフトポジションセンサ123は、シフトポジションを検出する。パターンセレクトスイッチ117は、変速パターンを指示する際に使用される。加速度センサ90は、車両の減速度(減速加速度)を検出する。レーダー102は、車両前部に搭載されたレーザーレーダーセンサ又はミリ波レーダーセンサなどのセンサであり、前方の車両との車間距離を計測する。
ナビゲーションシステム装置95は、自車両を所定の目的地に誘導することを基本的な機能としており、演算処理装置と、車両の走行に必要な情報(地図、直線路、カーブ、登降坂、高速道路など)が記憶された情報記憶媒体と、自立航法により自車両の現在位置や道路状況を検出し、地磁気センサやジャイロコンパス、ステアリングセンサを含む第1情報検出装置と、電波航法により自車両の現在位置、道路状況などを検出するためのもので、GPSアンテナやGPS受信機などを含む第2情報検出装置等を備えている。
制御回路130は、アクセルペダル開度センサ114、エンジン回転数センサ116、車速センサ122、シフトポジションセンサ123、加速度センサ90、レーダー102の各検出結果を示す信号を入力し、また、パターンセレクトスイッチ117のスイッチング状態を示す信号を入力する。
制御回路130は、周知のマイクロコンピュータによって構成され、CPU131、RAM132、ROM133、入力ポート134、出力ポート135、及びコモンバス136を備えている。入力ポート134には、上述の各センサ114、116、122、123、90からの信号、上述のスイッチ117からの信号、レーダー102からの信号、ナビゲーションシステム装置95からの信号が入力される。出力ポート135には、電磁弁駆動部138a、138b、138cが接続されている。
ROM133には、予め図1のフローチャートに示す動作(制御ステップ)が格納されているとともに、自動変速機10のギヤ段を変速するための変速マップ及び変速制御の動作(図示せず)が格納されている。制御回路130は、入力した各種制御条件に基づいて、自動変速機10の変速を行う。
図1及び図2を参照して、本実施形態の動作を説明する。以下の動作は、主として、制御回路130により行われる。
従来の駆動力補償の技術では、状況に応じて時々刻々と変わる運転者の駆動力要求に応じて十分に応える制御ができない場合があった。以下例を用いて具体的に説明する。
例えば時速20km/h程度で走行する渋滞路のような前方車両との車間距離が小さい状況では、駆動力があまり必要とされないため、アクセルペダル操作量は少なくてよい。このため、運転者には、微妙なアクセル操作が必要となるが、長い間これが続くと運転者は疲れる。これを回避するために、車間距離情報に基づいて電子スロットル特性を変更する制御では、駆動力が出難い方向に電子スロットル特性を変更してドライバビリティを向上させることが考えられている。
しかしながら、例えば渋滞路を走行していても運転者の駆動力要求は状況に応じて様々に変化する。例えば渋滞路走行中に運転者がよそ見をしてアクセル操作が遅れた場合、運転者は車間距離を詰めようとするため、大きな駆動力が必要となる。このことから、例えば渋滞路を走行している場合であっても、現在の状況に応じて、電子スロットル特性を変える必要がある。
本実施形態では、上記要請に対応するために、自車速>前車車速の場合には、駆動力が出難い側に電子スロットル特性を変更し、自車速<前車車速の場合には通常の状態に電子スロットル特性を変更することとしている。これにより、常に、現在の運転者の駆動力要求レベルに対応した駆動力補償制御を実現することができ、ドライバビリティを向上させることが可能となる。
本実施形態では、上記のように、自車速と前車車速の関係に基づいて、運転者の駆動力要求により適した駆動力補償を実現することとしている。図3を参照して、本実施形態において、運転者の駆動力要求を推定するに際して、自車速と前車車速の関係を用いている理由について説明する。
追従走行時に運転者は主に相対車速を見て車両を制御する(第3回交通安全研究所研究発表論文集,追従走行時のドライバ挙動参照)。本発明者らでも、運転者の特性を評価した結果、運転者は車間距離の時間変化率、即ち相対車速に最も依存する結果が得られている。図3に示すように、相対車速が大きいときにはアクセルペダルを大きく踏み込むのに対して、相対車速が小さいときにはあまり踏み込まない。このときの車間距離の差は2,3mであり、相対車速の影響が最も高い。以上のことから追従走行時に、相対車速に基づいて電子スロットル特性を変更すれば、運転者のより要求する駆動力を発生させることが可能となる。以下に詳細に説明する。
[ステップS1]
ステップS1では、車両前方に制御の対象となる車両があるか否かが判定される。例えば、レーダー102のような車間距離センサや画像センサ(図示せず)による情報に基づいて、ステップS1の判定が行なわれることができる。前車との車間距離<予め設定された所定値の関係が成立したときに、車両前方に制御の対象となる車両があると判定されることができる。ステップS1の判定の結果、車両前方に制御の対象となる車両があると判定された場合にはステップS2に進み、そうでない場合には、本制御フローはリターンされる。
[ステップS2]
ステップS2では、相対車速が算出される。例えば、レーダー102のような車間距離センサや画像センサ(図示せず)により求められた車間距離の時間変化率により算出されることができる。または、ミリ波レーダーなどのドップラー効果を用いて直接相対車速を算出することができる。ステップS2の次にステップS3に進む。
[ステップS3]
ステップS3では、自車速が前車車速よりも高いか否かが判定される。即ち、自車が前車に近づいているか否かが判定される。例えば、自車速は、変速機の出力軸の回転数より算出し、前車車速は上記ステップS2で算出された相対車速と自車速より算出することができる。自車速が前車車速よりも高いと判定された場合には、ステップS4に進み、そうでない場合にはステップS6に進む。なお、ステップS3では、自車速が前車車速よりも高いか否かが判定されるとして説明したが、これに代えて、相対車速が予め設定された設定値未満であるか否かが判定されることができる。
[ステップS4]
ステップS4では、アクセルがOFFである(アクセル開度が全閉である)か否かが判定される。アクセルペダル開度センサ114の検出値に基づいて、ステップS4の判定を行なうことができる。
アクセルがONの状態で電子スロットル特性が変更されると、運転者が前車を追越しようとしているのに駆動力を下げて、結果として運転者の要求と反した制御となる可能性がある。本実施形態では、これを回避するために、電子スロットル特性を駆動力が出難い方向に変更するのは、アクセルがOFFであるときのみとすべく、ステップS4の判定を行なうこととしている。
ステップS4の判定の結果、アクセルがOFFであると判定された場合には、ステップS5に進み、そうでない場合にはステップS6に進む。
[ステップS5]
ステップS5では、駆動力が出難い方向に電子スロットル特性が変更される。例えば、電子スロットル特性は、図4に示すように、通常時の特性201から符号202で示す特性に変更されることができる。ステップS5の次にステップS3に進む。
[ステップS6]
ステップS6では、相対車速が予め設定された所定値よりも大きいか否かが判定される。ここで、相対車速は、前車車速から自車速を引いた値である。即ち、ステップS6において、肯定的に判定される場合とは、自車に対して前車が離れていく状態に対応する。
ここで、上記所定値とは、一定値(例えば2m/s)とすることができる。または、上記所定値は、一定値に代えて、図5に示すように、相対加速度によって決定されるマップ値とすることができる。運転者は相対加速度をある程度認識することができ、相対加速度に基づいて上記所定値を変えることが運転者の感覚に合うためである。この場合、図5に示すように、相対加速度が大きくなるほど、上記所定値は小さな値に設定されることができる。
あるいは、上記所定値は、図6に示すように、路面勾配によって決定されるマップ値とすることができる。この場合、図6に示すように、路面勾配が大きくなるほど、上記所定値を小さな値とすることができる。登り勾配の場合には、より大きな駆動力が必要とされ、運転者はアクセルをより大きく踏み込むため、こういう場合には相対車速が小さくても、早く上記通常時の電子スロットル特性201に復帰させた方が好ましいため、上記所定値を低い値としている。
ステップS6の判定の結果、相対車速が上記所定値よりも大きいと判定された場合には、ステップS7に進み、そうでない場合にはステップS3が行なわれる。
[ステップS7]
ステップS7では、電子スロットル特性を上記通常時の特性201に復帰させる。上記ステップS5で変更された特性202から、運転者に分からないように徐々に通常時の特性201に戻される。例えば、ステップS7の開始時からタイマー(図示せず)により計時が開始され、予め設定された時間後に通常時の特性201になるように徐々に電子スロットル特性が戻るように制御される。
上記のように、本実施形態によれば、自車速>前車車速の場合であって、かつアクセルがOFFである場合に、通常時の特性201に比べて駆動力が出難い方向の特性202に電子スロットル特性が変更され、一方、自車速<前車車速の場合に、通常時の特性201に電子スロットル特性が戻されることから、常に、現在の運転者の駆動力要求レベルに対応した制御を実現することが可能となる。これにより、ドライバビリティの向上が図られる。
(第1実施形態の第1変形例)
上記第1実施形態のステップS6では、上記通常特性201への復帰条件として、相対車速を使ったが、これに代えて以下のように変形させることができる。アクセルペダル開度が大きいときには、運転者はその分、駆動力を要求しているので、上記通常特性201への復帰条件として、相対車速とアクセルペダル開度を組合わせることができる。
例えば、上記ステップS6の内容を、アクセルペダル開度が予め設定された所定値よりも大きいか、又は、相対車速が予め設定された所定値よりも大きいかという内容にする。アクセルペダル開度が予め設定された所定値よりも大きいか、又は、相対車速が予め設定された所定値よりも大きい場合には、ステップS6は肯定的に判定されて、上記通常特性201に復帰させる。
また、上記例に代えて、アクセルペダル開度に応じて、相対車速のしきい値である上記所定値が変更されることができる。この場合、例えば、アクセルペダル開度が0%であるときの上記所定値は2.0m/sであり、同開度が40%であるときの上記所定値は1.0m/sであり、同開度が80%であるときの上記所定値は0.0m/sであることができる。
(第1実施形態の第2変形例)
上記第1実施形態では、電子スロットル特性を、上記通常特性201と、駆動力が出難い側に抑えた特性202の2種類のうちのいずれかに切り換える構成としたが、これに代えて、連続で可変するものとすることができる。例えば、アクセルがOFFであるときに駆動力が出難い側の特性に変更した後(上記ステップS4、ステップS5)、アクセルがONとされたときに、上記ステップS6、ステップS7に代えて、図7に示すように、相対車速に応じて電子スロットル特性を連続的に変更することができる。但し、この場合、相対車速が変化しても、電子スロットル特性を駆動力が出難い側には戻さないようにすることができる。アクセルがONとされているときに駆動力が下がると、運転者が違和感を感じることがあるためである。さらに、この場合、相対車速の変化に応じた電子スロットル特性の変化量には、制限を設けて急激に変わらないようにすることができる。
(第1実施形態の第3変形例)
前車が右左折や車線変更等したことにより前方に前車がいなくなった場合には、上記通常特性201に復帰させればよいが、場合によっては、前方に前車がいなくなったことを正確に検出できないことがある。例えば、道路に凹凸があり自車両がはねて自車両に角度がついた場合には、自車両に搭載されたセンサの検出範囲から前車が外れて、前車がいなくなったと誤認識することがある。このような場合に備えて、本変形例では、例えば前車がいなくなったと判定されてから、すぐに上記通常特性201に復帰させるのではなく、前車がいなくなったと判定されたから予め設定された時間が経過した後に上記通常特性201に復帰させることができる。
(第2実施形態)
次に、図8を参照して、第2実施形態について説明する。
第2実施形態において、上記第1実施形態と共通する部分についての説明は省略する。
運転者は、前方に車両がいる場合、車間距離や車間距離の変化率(=相対車速)を見て適度な車間距離を保持しながら走行する。適度な車間距離を保持するためには、車間距離や相対車速の正確な認知と、車両の応答特性の正確な把握と、微妙なアクセルペダル操作が必要である。
しかし、これら全てを運転者に要求すると、運転負担が増加し、運転者は非常に疲れてしまう。そこで、第2実施形態では、適度な車間距離が保持し易いように、現在の相対車速と車間距離に応じて電子スロットル特性を常時変化させる。具体的には、車間距離小かつ相対車速≪0の場合には、駆動力が出難い側に電子スロットル特性に変更し、一方、車間距離大または相対車速≫0の場合には、駆動力が出易い側に電子スロットル特性を変更する。これにより、運転者は、適度な車間距離を保持し易くなり、運転負荷が大幅に軽減する。
図9は、第2実施形態のタイムチャートである。図9において、符号321は従来技術におけるアクセルペダル開度、符号322は本実施形態におけるアクセルペダル開度、符号323は通常特性のスロットル開度、符号324は従来技術におけるスロットル開度、符号325は本実施形態におけるスロットル開度、符号326は従来技術における相対車速、符号327は本実施形態における相対車速、符号328は従来技術における車間距離、符号329は本実施形態における車間距離をそれぞれ示している。なお、本例では、自車速及び前車車速が概ね80km/h程度である状態を想定している。
図9に示すように、従来技術においては、運転者は、相対車速326が0よりも大きくなってきたことや、車間距離328が大きくなってきたことを認識して、アクセルペダルを踏む。それでも前車が自車両に対して離れていくときには、アクセルペダルの踏み増しをする。この場合、運転者は、相対車速326や車間距離328を正確に見極めることは難しく、また、車両の応答遅れの影響を受けることもあることから、必要以上にアクセルペダルを踏み増ししてしまうことがあった。これにより、相対車速326は負の値になり、車間距離328も小さくなり、運転者はアクセルペダルを戻す。この場合、アクセルペダルの戻し量の見極めも難しいことから、アクセルペダルを戻し過ぎてしまい、再度アクセルペダルを踏む必要が出てしまっていた。
これに対して、本実施形態では、車間距離329が大きい場合、又は相対車速327≫0の場合には、スロットル開度325及び通常特性のスロットル開度323に示されるように、電子スロットル特性が通常特性に比べて駆動力が出易い側(UP側)に変更される。これにより、運転者がアクセルを踏んだときにすぐに前車が自車両に対して離れるのを抑えることができる。これにより、車間距離329及び相対車速327がすぐに小さく抑えられる。
この場合、電子スロットル特性が駆動力が出易い側に変更されているので、アクセルペダルを踏んだときにすぐに十分に加速し、前車が自車両に対して離れることが抑えられていることを認識することができる。このため、アクセルペダルを踏み増すことがあまり必要とされず、従来のような踏み増し量の見極めの難しさからアクセルを踏み過ぎるという問題が抑制される。
車間距離329が小さくかつ相対車速327≪0の場合には、電子スロットル特性が通常特性に比べて駆動力が出難い側(DOWN側)に変更される。これにより、アクセルペダル開度322が同じであっても駆動力が低下するため、従来のようにアクセルペダルを大きく戻すことが不要となる。このように本実施形態によれば、現在の車間距離329と相対車速327に基づいて電子スロットル特性が変更されるため、運転者は適度な車間距離を保持し易くなり、運転負荷が大幅に低減される。
図8を参照して、第2実施形態の動作について説明する。
ステップS11では、上記図1のステップS1と同様に、自車両の前方に制御の対象となる車両があるか否かが判定される。ステップS11の判定の結果、肯定的に判定された場合には、ステップS12に進み、そうでない場合にはステップS15に進む。ステップS12では、同ステップS2と同様の方法で、車間距離329及び相対車速327が算出される。
[ステップS13]
次に、ステップS13では、電子スロットル特性の補正量が算出される。電子スロットル特性は、例えば図10に示すように、現在の車間時間(車間距離/自車速)と予め設定された車間時間の目標値(目標車間時間)の偏差(現在車間時間/目標車間時間−1)と相対車速より算出することができる。目標車間距離は、予め設定された一定の値であることができる。目標車間距離は、上記一定の値に代えて、例えば図11に示すように、前車車速から決定されるマップ値とすることができる。
さらに、上記に代えて、運転者の最適と感じている車間時間を学習し、その学習された車間時間を目標車間距離として設定することができる。また、図12に示すように、現在の衝突時間(車間距離/相対車速)に基づいて、電子スロットル特性の補正量が求められることができる。または、車間距離に基づいて、電子スロットル特性の補正量が求められることができる。
[ステップS14]
次に、ステップS14では、上記ステップS13にて算出された電子スロットル特性の補正量に基づいて、例えば図13に示すように、電子スロットル特性が補正される。通常時(非補正時)の電子スロットル特性332に対して、上記ステップS13にて算出された電子スロットル特性の補正量330が上乗せされることにより、電子スロットル特性の補正が行なわれる。符号335は、補正後の電子スロットル特性を示している。
なお、この場合、上記ステップS13にて算出された電子スロットル特性の補正量330が通常時の電子スロットル特性332にそのまま上乗せされると、車間距離が大きいときに少しアクセルペダルを踏んだだけで大きな駆動力が出たり、車間距離が小さいときアクセルペダルを踏み込んでも十分な駆動力が出なかったりして、運転者は違和感を感じる可能性がある。これを回避すべく電子スロットル特性の補正量に対してガード(上限ガード333、下限ガード334)を設けることができる。補正後の電子スロットル特性335がガード333、334を越えないように最終的な電子スロットル特性331が設定されることができる。ステップS14の次にステップS1に戻る。
[ステップS15]
ステップS15では、電子スロットル特性を通常時の電子スロットル特性に復帰させる制御が行われる。この場合、すぐに通常時の電子スロットル特性に戻してもよいし、タイマーにより時間をかけて徐々に通常時の電子スロットル特性に戻してもよい。
また、車間距離センサによっては、コーナー走行時に前車をロストし、ステップS11が否定的に判定されてステップS15に進むことが考えられるが、この場合、実際には前方に車両がいる場合がある。そこで、ナビゲーションシステムによる情報に基づいて、前方にコーナーがある場合や自車両がコーナー走行時にはステップS11が否定的に判定された直後にすぐに通常時の電子スロットル特性に戻すのではなく、時間をかけて徐々に通常時の電子スロットル特性に戻すことができる。
この場合、上記に代えて、前方にコーナーがある場合やコーナー走行時にはステップS11が否定的に判定されても、補正された電子スロットル特性をそのまま保持させるように構成することができる。一方、ナビゲーションシステムによる情報に基づいて、自車両が直線路を走行している時には、ステップS11が否定的に判定された直後にすぐに通常時の電子スロットル特性に戻すことができる。
(第2実施形態の第1変形例)
上記第2実施形態では、駆動力補償量を、電子スロットル特性の補正量として説明したが、これに代えて、駆動力の補正量やトルク補正量を用いて、変速比やモーターアシスト量で制御することができる。本変形例は、他の実施形態にも適用可能である。
(第2実施形態の第2変形例)
上記電子スロットル特性の補正量は、上記第2実施形態のステップS3で説明した相対車速や車間距離に加えて、更に、路面勾配、コーナー走行抵抗、コーナーの曲がり度合い(コーナー半径など)、コーナーまでの距離、変速比が考慮された上で決定されることができる。例えば、路面勾配が考慮される場合には、図14に示すように、路面勾配に応じて決定された補正係数がマップ値として求められ、その補正係数を、上記ステップS3で説明した電子スロットル特性の補正量に掛けた値が、最終的な電子スロットル特性の補正量とされることができる(最終的な電子スロットル特性の補正量=電子スロットル特性の補正量×路面勾配による補正係数)。
(上記第2実施形態の第3変形例)
上記第2実施形態では、ステップS3において、車間距離と相対車速に基づいて電子スロットル特性の補正量が求められたが、さらに、相対加速度、自車加速度、前車加速度を用いることができる。例えば、図10に示した電子スロットル特性の補正量のマップ値に対して、図15に示す相対加速度により決定される修正値を考慮した値を最終的な電子スロットル特性の補正量とすることができる(最終的な電子スロットル特性の補正量=電子スロットル特性の補正量+相対加速度による電子スロットル特性補正量)。
(上記第2実施形態の第4変形例)
上記第2実施形態では、前車がいる場合に電子スロットル特性を変更する構成としたが、この構成によれば、運転者が前車を追越したい場合に駆動力が出難い方向に電子スロットル特性を補正してしまう可能性がある。これを回避するために、運転者が現在、追従走行指向にあるか否かを推定し、追従走行指向であると推定された場合のみ、上記第2実施形態の制御を行なうこととすることができる。追従走行指向の推定技術は、例えば特開平11-151953号公報に記載されている。また、アクセルペダル開度が予め設定された値(例えばロードロード+10%の開度)以上であれば、前車を追越し操作中であると判断して、上記第2実施形態の制御を中止することができる。
(第3実施形態)
次に、図16を参照して、第3実施形態について説明する。
第3実施形態において、上記実施形態と共通する部分についての説明は省略する。
第3実施形態では、車間距離情報に基づいて、電子スロットル特性の特性を変更する制御において、衝突時間<予め設定された所定値の関係が成立した場合のみ、又は、衝突時間<予め設定された所定値の関係が予め設定された所定回数成立した場合のみ、電子スロットル特性を変更することができる。これにより、運転者の技量やクセに応じた電子スロットル特性とすることができる。
一般に、渋滞走行時や前車を追従している時は、運転操作し易いように駆動力が出難い方向に電子スロットル特性を変更する。しかし、運転の技量やクセは様々であり、運転技量の高い運転者は、アクセル操作に対する駆動力特性を把握していることが多い。そのため、渋滞走行時や追従時に駆動力が出難い側に電子スロットル特性を変更すると、運転者は、この位のアクセル操作量でよいと考えているアクセル操作量では、駆動力が不足し、アクセル操作量の修正が必要となるため、運転者の意思からずれた制御となる。
また、相対車速に関しては、運転技量の高い運転者の場合は、相対車速のばらつきが小となり、運転技量の低い運転者の場合は、相対車速のばらつきが大となる。そのため、相対車速のばらつきで運転者の追従意思を判定すると運転技量が高いほど追従意思が大と判断され、より駆動力が出難い方向に電子スロットル特性が変更されるため、運転者の意思とずれた制御となる。
そこで、本実施形態では、運転者の追従操作の巧さ(追従運転特性)を衝突時間に基づいて判定する。アクセル操作時に駆動力が出過ぎると衝突時間が小となるため、衝突時間に基づいて、運転者の駆動力要求量と車両の応答が一致しているか否かが判定できる。本実施形態では、衝突時間が予め設定された所定値以下である場合、又は、所定値以下であることが予め設定された所定回数成立し場合に、運転のサポートが必要であると判断し、電子スロットル特性を駆動力が出難い側に変更する。
これにより、運転者のアクセルペダル操作量(踏み込み量)に応じた、前車との車間距離を適度に保つ駆動力が得られ、運転者の指向と一致した制御を実現することができる。
図16を参照して、第3実施形態の動作について説明する。
ステップS21及びステップS22は、図8の上記ステップS11及びステップS12と同様である。ステップS21の判定の結果、否定的に判定された場合には、ステップS26に進む。
[ステップS23]
ステップS23では、衝突時間が算出される。上記ステップS22にて得られた車間距離及び相対車速に基づいて下記式より算出される。
衝突時間=車間距離/相対車速
[ステップS24]
次に、ステップS24では、上記ステップS23にて算出された衝突時間が予め設定された所定値以下であるか否かが判定される。上記所定値は、一定値であることができる。これに代えて、上記所定値は、自車速によって決定されるマップ値であることができる。
ステップS24の判定の結果、衝突時間が上記所定値よりも小さいと判定された場合には、ステップS25に進み、そうでない場合にはステップS26に進む。
[ステップS25]
ステップS25では、電子スロットル特性が変更される。ステップS25では、駆動力が出難い側に電子スロットル特性が変更される。例えば、図17の符号351に示す通常特性から符号352で示す変更後特性に電子スロットル特性が変更される。
変更後特性352は、例えば、スノーモードの電子スロットル特性と同じであることができる。これに代えて、変更後特性352は、例えば、渋滞走行用の電子スロットル特性と同じであることができる。または、上記に代えて、変更後特性352は、図18を用いて求められることができる。
図18における衝突時間としては、過去複数回の制御フローのステップS23にて算出された衝突時間のメジアン値や平均値が用いられる。図18のマップ値として求められた補正係数と、通常特性351の積を、変更後特性352とすることができる。ステップS25の次にステップS21に戻る。
[ステップS26]
ステップS26では、電子スロットル特性を通常特性に復帰させる制御が行われる。この制御は、図8のステップS15と同様の方法で行なうことができる。
(第3実施形態の第1変形例)
上記第3実施形態のステップS24では、衝突時間<予め設定された所定値の関係が成立しているか否かに基づいて運転者の追従操作の巧さ(追従運転特性)を判断したが、これに代えて、衝突時間<予め設定された所定値の関係が所定回数成立したか否かに基づいて運転者の追従操作の巧さを判断してもよい。
(第3実施形態の第2変形例)
上記第3実施形態のステップS24の判定では、衝突時間と所定値の比較が行なわれたが、これに代えて、以下の判定に置き換えることができる。この場合、以下に示すように、統計量を使って判断することができる。
・相対車速と車間時間より決まるマップ値など、相対車速、車間距離、車速より決まる条件で判断することができる。
・平均衝突時間<予め設定された所定値
・車間時間の標準偏差<平均車間時間より決まるマップ値
・相対車速の標準偏差<平均車間時間より決まるマップ値
(第3実施形態の第3変形例)
上記第3実施形態では、前方に前車がないという条件(ステップS21−N)で通常特性に復帰させたが(ステップS26)、これに代えて、運転者の加速要求や加速要求の可能性がある場合に通常特性に復帰させることができる(ステップS26)。この場合、運転者の加速要求は、例えばアクセルペダル開度>予め設定された所定値や、アクセルペダル開度の時間変化率>予め設定された所定値より判断することができる。運転者の加速要求可能性は、例えば相対車速>予め設定された所定値で判断することができる。
(第4実施形態)
図19を参照して第4実施形態について説明する。
第4実施形態において上記実施形態と共通する部分についての説明は省略する。
第4実施形態では、車間距離情報に基づいて電子スロットル特性を変更する制御において、現在の相対車速と車間距離に基づいて、電子スロットル特性の変化率を制限する。これにより、アクセルペダルをラフに操作しても適度な車間距離が保持できるため、運転者の運転負荷が低減する。
図19を参照して、第4実施形態の動作について説明する。
ステップS31、ステップS32は、上記第3実施形態のステップS21、ステップS22と同様に、前方に車両があるか否かが判定され(ステップS31)、前車がある場合に(ステップS31−Y)、車間距離及び相対車速が算出される(ステップS32)。
[ステップS33]
次に、ステップS33では、電子スロットルの変化制限値(deg/s)が算出される。ここで、電子スロットルの変化制限値は、電子スロットル開度の上昇レートの制限値である。子スロットルの変化制限値は、例えば図20に示すように、現在の車間時間(車間距離/自車速)と目標車間時間の偏差(現在車間時間/目標車間時間−1)と相対車速より算出する。
目標車間時間は、予め設定された一定値であることができる。目標車間時間は、上記に代えて、図21に示すように、前車車速から決まるマップ値とすることができる。また、運転者が最適と感じている車間時間を学習し、この値を目標車間時間として使用することができる。
電子スロットルの変化制限値は、上記に代えて、図22に示すように、衝突時間(車間距離/相対車速)より決めてもよいし、車間距離より決めてもよい。また、アクセルペダル開度を考慮してもよい。例えば、図20より算出した値と図23より算出した値の積を電子スロットルの変化制限値とすることができる。
[ステップS34]
次に、ステップS34では、電子スロットル開度の変化量を制限する。上記ステップS33にて算出された電子スロットルの変化制限値に基づいて電子スロットル開度を変更する。例えば、アクセルペダル開度から決まる電子スロットル開度を電子スロットル開度目標値とした場合、下記のように制限する。
電子スロットル開度目標値−電子スロットル開度前回値>電子スロットルの変化制限値の関係が成立したときに、以下のようにする。
電子スロットル開度=電子スロットル開度前回値+電子スロットルの変化制限値
[ステップS35]
次に、ステップS35では、電子スロットルの変化量制限を解除する。電子スロットルの変化量制限を解除し、通常特性に復帰させる。通常特性への復帰の方法については、上記実施形態で述べた方法が採用されることができる。
図24を参照して、第4実施形態の作用効果について説明する。
図24において、符号361は本実施形態におけるアクセルペダル開度、362は従来技術におけるアクセルペダル開度、363は従来技術におけるスロットル開度、364は本実施形態におけるスロットル開度、365は本実施形態における相対車速、366は従来技術における相対車速、367は本実施形態における車間距離、368は従来技術における車間距離をそれぞれ示している。
追従走行時に前車に接近した場合にはアクセルをOFFとし、必要に応じてブレーキ操作を行なう。その後、前車との車間距離が開くに連れてアクセルペダルを踏み込んでいく。このため、運転者がアクセルを踏み込むときは車間距離が最も狭いタイミング近傍である。このときに、アクセルペダルを少し踏みすぎると再び前車に接近しアクセルペダルを戻さなくてはならないため慎重なアクセルペダル操作が必要である(従来技術におけるアクセルペダル開度362参照)。
しかし、これを運転者に要求すると、運転負荷が増加し、運転者は疲れてしまう。そこで、本実施形態では、適度な車間距離が保持し易いように、現在の相対車速365と車間距離367に応じて電子スロットルの変化率を制限する。具体的には、車間距離367が小かつ相対車速≪0の場合は電子スロットルが開き難い側に制限し(本実施形態のスロットル開度364参照)、相対車速≫0あるいは車間距離367が大の場合は、上記制限を解除する。これにより、運転者は、適度な車間距離が保持し易くなり、運転負荷が軽減する。
(第4実施形態の第1変形例)
電子スロットルの補正量に、路面勾配、横G、コーナー走行抵抗、コーナーR、コーナーまでの距離、又は変速比を考慮することができる。例えば、路面勾配を考慮する場合は、図25に示した路面勾配による電子スロットル開度変化制限補正係数を電子スロットルの変化制限値に掛けて補正した値(最終電子スロットル変化制限値=電子スロットルの変化制限値×電子スロットル開度変化制限補正係数)に基づいて制御することができる。
(第4実施形態の第2変形例)
上記第4実施形態では、車間距離と相対車速より電子スロットル特性を決めたが、車間距離と相対車速に加えて、相対加速度、自車加速度、前車加速度を考慮することができる。例えば、下式に示すように、図20に示したマップ値に、図26に示した相対加速度により決まる電子スロットル開度変化制限補正量を考慮したものを最終的な補正量とすることができる。
最終的な電子スロットル補正量=図20のマップ値+図26の電子スロットル開度変化制限補正量
(第4実施形態の第3変形例)
上記第4実施形態では、前車がいる場合に電子スロットル特性を切り替える構成としたが、この構成では、運転者が前車を追越しをしたい場合に、車両の駆動力を低減する側に制御してしまう可能性がある。これを回避すべく、運転者が現在追従指向にあるか否かを判断し、追従指向の場合のみ第4実施形態の制御を行うことができる。追従指向にあるか否かの判断方法は、例えば特開平11−151953号公報に記載された方法を用いることができる。または、アクセルペダル開度が予め設定された所定値以上(例えばロードロード+10%開度)であれば追越し操作にあると判断して、第4実施形態の制御を中止することができる。
(第5実施形態)
次に、図27を参照して第5実施形態について説明する。
第5実施形態において、上記実施形態と共通する部分についての説明は省略する。
第5実施形態では、車間距離情報に基づいて電子スロットル特性を変更する制御において、現在の相対車速と車間距離とアクセルペダル開度に基づいて電子スロットル特性を変更する。自車両が前車に接近したときには、駆動力が出難い側に電子スロットル特性を変更するが、アクセルペダルを踏み込んだときにはすぐに車両が応答し加速するような電子スロットル特性とする。これにより、アクセルペダルを微調整しなくても適度な車間距離を保持することができ、アクセルペダル踏み込み時にはすぐに車両が加速するため、運転者の運転負荷の低減と違和感の低減を両立することができる。
上記第2実施形態では、適度な車間距離が保持し易いように現在の相対車速と車間距離に応じて、電子スロットル特性を常時変化する。このとき、図28に示すように、現在の相対車速と車間距離に基づいて減速度を生じさせるべく、通常時(制御無し時)の電子スロットル特性381から電子スロットル特性382に変更させたとする。
確かに、通常時の電子スロットル特性381に比べて、減速度を出すには、追従時の電子スロットル特性382の方が良い。しかし、この追従時の電子スロットル特性382ではアクセルONからある程度アクセルペダルを踏み込まないとスロットルが開かず車両が応答しないため、運転者の加速要求に応えられない。現在のアクセル開度が符号TAであるとすると、符号TCの範囲はアクセル操作をしても車両が加速しない。
そこで、本実施形態では、図29に示すように、現在のアクセル開度TAを考慮した電子スロットル特性383とする。即ち、本実施形態では、現在の相対車速と車間距離に基づいて設定された上記電子スロットル特性382と同じ傾きを持ち、現在のアクセル開度TAからアクセルペダルを踏み込んだときに直ぐにスロットルが開くような下限ガードを持つ特性383に変更することとする。下限ガードを持つ特性383は、上記電子スロットル特性382をそのまま図29において左側にスライドさせる。この場合、上記電子スロットル特性382において、横軸(スロットル開度が0度であることを示す線)から離れており、かつアクセル開度が最も小さい箇所に対応する点を、現在のアクセル開度TAと概ね一致させるようにする。
これにより、現在のアクセル開度TAからアクセルをONした後に直ぐに車両が応答し、運転者の加速要求に応えられるため、運転者の運転負荷の低減と違和感の低減を両立することができる。
図27を参照して、第5実施形態の動作について説明する。
ステップS41、ステップS42は、上記第4実施形態のステップS31、ステップS32と同様に、前方に車両があるか否かが判定され、車間距離及び相対車速が算出される。
[ステップS43]
ステップS43では、電子スロットル開度補正量が算出される。電子スロットル開度補正量は、例えば図30に示すように、現在の車間時間(車間距離/自車速)と目標車間時間の偏差(現在の車間時間/目標車間時間−1)と相対車速より算出される。
目標車間時間は、予め設定された一定値であることができる。目標車間時間は、上記に代えて、図31に示すように、前車車速から決まるマップ値とすることができる。また、運転者の最適と感じている車間時間を学習し、その値を目標車間時間とすることができる。
電子スロットル開度補正量は、上記に代えて、図32に示すように、衝突時間(車間距離/相対車速)より決めることができる。電子スロットル開度補正量は、上記に代えて、車間距離に基づいて決定することができる。
但し、図33に示すように、現在のアクセルペダル開度と、通常時の電子スロットル特性より決まるガード値で下限ガードする。図33の例では、−3degが下限ガードとなる。これにより、現在のアクセルペダル開度に応じて下限ガードがかかるのでアクセルペダルを踏みこんだ瞬間、スロットルが開き運転者の加速意思に応じて車両が加速する。ステップS43の次に、ステップS44が行なわれる。
[ステップS44]
ステップS44では、電子スロットル開度変化制限値が算出される。電子スロットル開度変化制限値は、電子スロットル開度の閉じ側の変化率を制限する値である。電子スロットル開度変化制限値は、予め設定された一定値(例えば一律に−0.3deg/s)にすることができる。
電子スロットル開度変化制限値は、上記に代えて、運転者が加速を要求するときに電子スロットルを閉じる制御が入らないように、図34に示すように、相対加速度や前車加速度に応じて可変とすることができる。あるいは、運転者は相対車速が離反側となるかその近傍で加速するので、電子スロットル開度変化制限値は、相対車速に応じて可変とすることができる。これにより、目標車間距離以下で運転者がアクセルをONしてもスロットルが開き、運転者の加速意思に応じて車両は加速する(図35参照)。ステップS44の次にステップS45が行なわれる。
[ステップS45]
ステップS45では、電子スロットル開度が上記ステップS43で求めた電子スロットル開度補正量と上記ステップS44で求めた電子スロットル開度変化制限値に基づいて変更される。電子スロットル開度補正量は下式より算出される。
(1)電子スロットル開度補正量−電子スロットル開度補正量前回値<電子スロットル変化制限値の関係が成立したとき。
電子スロットル開度補正量=電子スロットル開度補正量前回値+電子スロットル変化制限値
(2)電子スロットル開度補正量−電子スロットル開度補正量前回値<電子スロットル変化制限値の関係が不成立のとき。
電子スロットル開度補正量=電子スロットル開度補正量
次に、例えばアクセルペダル開度から決まる電子スロットル開度を電子スロットル開度目標値とした場合、下式より電子スロットル開度を算出し、その開度となるように電子スロットルを制御する。
電子スロットル開度=電子スロットル開度目標値+電子スロットル開度補正量
ステップS45の次にステップS41に戻る。
[ステップS46]
ステップS46では、電子スロットル特性を通常特性に復帰させる。その復帰方法については上述した通りである。
図35を参照して、第5実施形態の作用効果について説明する。
図35において、符号391はアクセルペダル開度、符号392は車間距離、符号393は相対車速、符号394は本実施形態におけるスロットル開度補正量(電子スロットル開度補正量)、符号395は従来技術におけるスロットル開度補正量、符号396は制御無し時のスロットル開度、符号397は上記第2実施形態におけるスロットル開度、符号398は本実施形態におけるスロットル開度を示している。
制御無し時のスロットル開度396は、通常時のスロットル開度特性381によって定められたものである。上記第2実施形態におけるスロットル開度397は、上記第2実施形態におけるスロットル開度特性382によって定められたものであり、制御無し時のスロットル開度396からスロットル開度補正量395だけ補正されたものである。
現在の相対車速と車間距離に基づいて設定された上記電子スロットル特性382では、時刻t1でアクセル開度TA(図28)からアクセルペダルを踏んでも、符号TC(図28)の範囲ではスロットル開度397はゼロのままであり、同範囲TCを過ぎた時刻t2からスロットル開度397が開き始める。
これに対して、本実施形態では、上記スロットル開度特性383に補正されるため、時刻t1で現在のアクセル開度TAからアクセルが踏まれると直ぐにスロットル開度398が上昇する。これにより、車両が加速するため、相対車速393がゼロに近づき、車間距離392が小さくなる。本実施形態におけるスロットル開度398は、上記スロットル開度特性383によって定められたものであり、制御無し時のスロットル開度396からスロットル開度補正量394だけ補正されたものである。
(第5実施形態の変形例)
電子スロットル補正量は、路面勾配、横G、コーナー走行抵抗、コーナーR、コーナーまでの距離、変速比を考慮して補正することができる。また、上記第5実施形態では、車間距離と相対車速により電子スロットル特性を決めたが、更に、相対加速度、自車加速度、前車加速度に基づいて電子スロットル特性を決めることができる。
(第6実施形態)
図36を参照して、第6実施形態について説明する。
第6実施形態において、上記実施形態と共通する部分についての説明は省略する。
車間距離情報に基づいて、電子スロットル特性を変更する制御において、下記制御を実施する。
(1)相対車速と車間距離に基づいて電子スロットル開度の変化率を制限するが、スロットル開度が予め設定された所定値以下である場合には、電子スロットル開度の変化率を制限しない。
(2)相対車速とアクセルペダル開度より運転者の追従意思を判断し、追従意思が小さい場合には電子スロットル特性を通常特性に復帰させる。
上記によれば、車両がすぐに応答し、車間距離と運転者のアクセルペダル操作に応じた駆動力が得られ、運転者に合った制御が可能となる。
図37を参照して、第6実施形態の作用効果について説明する。
車間距離と相対車速に基づいてアクセル開度に対するスロットル開度特性を制御するものにおいて、車間距離が小さい又は相対車速が接近側に大きい場合、スロットル開度の時間あたりの開度増加率を制限する。但し、スロットル開度が予め設定された所定値以下である場合には、開度増加率を制限しない(図37の符号A参照)。
これにより、前車への急な接近が回避され、適度な車間距離が保持し易くなり、運転負荷が軽減する。また、スロットル開度の時間あたりの開度増加率を制限すると車両が加速を始めるのが遅く、運転者は加速感が無くもたつくと感じていたが、アクセルがONされるとすぐに加速するため(図37の符号B参照)、運転者の違和感の低減と車間距離の保持し易さを両立することができる。
図36を参照して、第6実施形態の動作について説明する。
ステップS51、ステップS52は、上記第5実施形態のステップS41、ステップS42と同様に、前方に車両があるか否かが判定され、車間距離及び相対車速が算出される。
[ステップS53]
次に、ステップS53では、電子スロットル開度変化制限値が算出される。電子スロットル開度変化制限値は、電子スロットル開度の上昇レートの制限値である。電子スロットル開度変化制限値は、例えば図38に示すように、現在の車間時間(車間距離/自車速)と目標車間時間の偏差(現在の車間時間/目標車間時間−1)と相対車速より算出されることができる。
目標車間時間は、予め設定された一定値であることができる。目標車間時間は、上記に代えて、図39に示すように、前車車速から決まるマップ値であることができる。また、上記に代えて、運転者が最適と感じている車間時間を学習し、その値を目標車間時間として使用することができる。あるいは、図40に示すように、衝突時間(車間距離/相対車速)より決めてもよいし、または、車間距離より決めてもよい。また、アクセルペダル開度を考慮することができる。例えば、図38より求められた値と、図41より算出された値の積が電子スロットル開度変化制限値とされることができる。ステップS53の次に、ステップS54が行なわれる。
[ステップS54]
ステップS54では、スロットル開度が予め設定された所定値よりも大きいか否かが判定される。上記所定値は、一定値(例えば1%)であることができる。相対車速が離反側にある場合には、運転者は前車に追従しようと加速度を要求するので、上記所定値は、相対車速により決まる値であることができる(図42)。上記所定値は、上記相対車速に加えて、相対加速度や路面勾配に基づいて決められることができる。あるいは、車速により走行抵抗が変わるため、上記所定値は、車速に応じて変えることができる。また、上記所定値は、車速と相対車速に基いて変えることができる(図43)。
また、運転者の加速意思はアクセルペダル開度に表れることから、アクセルペダル開度に応じて上記所定値を変更することができる。あるいは、上記所定値は、アクセルペダル開度と相対車速、若しくは、アクセルペダル開度と相対車速と車速に応じて変更することができる。ステップS54の判定の結果、スロットル開度が上記所定値よりも大きいと判定された場合には、ステップS55に進み、そうでない場合にはステップS51に進む。
[ステップS55]
ステップS55では、電子スロットル開度の変化量が制限される。上記ステップS53で算出された電子スロットル開度変化制限値に基づいて、電子スロットル開度が変更される。例えば、アクセルペダル開度から決まる電子スロットル開度を電子スロットル開度目標値とした場合、下記のように制限される。
電子スロットル開度目標値−電子スロットル開度前回値>電子スロットル開度変化制限値,の関係が成立した場合、電子スロットル開度=電子スロットル開度前回値+電子スロットル開度変化制限値とされる。ステップS55の次にステップS51に進む。
[ステップS56]
ステップS56では、電子スロットル開度の変化量の制限が解除され、通常特性に復帰させる。なお、その復帰方法については、上記実施形態と同様の方法を採用することができる。
図37を参照して、第6実施形態の作用効果についてより詳細に説明する。
図37において、符号401はアクセルペダル開度、符号402は制御無し時のスロットル開度、符号403は本実施形態におけるスロットル開度、符号404は従来技術におけるスロットル開度、符号405は本実施形態における車両加速度、符号406は従来技術における車両加速度、符号407は車間距離をそれぞれ示している。
車間距離と相対車速に応じた電子スロットル特性の変更制御が行われない場合には、アクセルペダル開度401に対するスロットル開度は、符号402に示す通りである。車間距離が小さい又は相対車速が接近側に大きい場合に、車間距離と相対車速に応じた電子スロットル特性の変更制御が行われた場合には、スロットル開度の時間あたりの開度増加率が制限されて、アクセルペダル開度401に対するスロットル開度は、符号404に示す通りである。この場合、本実施形態では、スロットル開度が予め設定された所定値以下である場合には、スロットル開度の時間あたりの開度増加率が制限されずに(図37符号A参照)アクセルペダル開度401に対するスロットル開度は、符号403に示す通りである。
スロットル開度404では、スロットル開度が低い場合には、アクセルがONされても車両が加速を始めるのが遅く、運転者は加速感が無くもたつくと感じていたが、スロットル開度403では、スロットル開度が低い場合であってもアクセルがONされると車両が速やかに加速をし始める。符号Bに示すように、スロットル開度が低い場合であってもアクセルがONされると、車両の加速度が迅速に正側になるので、運転者がすぐに加速感を認識できるようになる。
(第6実施形態の第1変形例)
図44を参照して、第6実施形態の第1変形例について説明する。
車間距離と相対車速に応じてアクセルペダル開度に対するスロットル開度特性を制御する技術において、前車あり(車間距離<予め設定された所定値)、前車に接近(相対車速が接近側)かつ運転者の減速要求あり(アクセルOFF)の場合、アクセルペダル踏み込み量に対するスロットル開度特性を通常時の特性よりも閉じ側とする。但し、アクセルペダル開度>相対車速より決まる所定値(あるいは相対車速と車速より決まる所定値)の関係が成立する場合には、通常特性に復帰させる。
これにより、運転者が追従指向の場合はアクセルペダル踏み込み量に対し、スロットルが通常時より閉じ側になるため、前車への急な接近が回避できる。さらに、前車を追越すときや前車に追従するときに、運転者による車両の発進・加速動作が遅れてしまい、すぐに車間距離を詰めたい場合等、運転者が駆動力を要求する場合には、通常の特性に戻り必要な駆動力が発生するため、車間距離の保持し易さと違和感の低減の両立を図ることができる。
本変形例は、上記第1実施形態を一部変形させたものである。ステップS61〜ステップS65及びステップS67は、上記第1実施形態と共通している。
[ステップS66]
ステップS66では、アクセルペダル開度が予め設定された所定値よりも大きいか否かが判定される。ここで、上記所定値は、相対車速によって決まるマップ値であることができる(図45)。
車速が高くなると走行抵抗が増大するため、アクセルペダル開度とスロットル特性を通常よりも閉じ側にすると、高車速になるほど加速度が正となるまでよりアクセルペダルを踏み込まなくてはならない。これは運転者にもたつくと感じさせることになることから、上記所定値は、上記に代えて、車速と相対車速によって決定されるマップ値であることができる(図46)。上記所定値は、上記に代えて、車速と相対車速に加えて相対加速度や路面勾配を考慮して決定することができる。ステップS66の判定の結果、アクセルペダル開度が上記所定値よりも大きいと判定された場合には、ステップS67に進み、そうでない場合には再度ステップS66が実行される。
[ステップS67]
ステップS67では、電子スロットル特性を通常特性に復帰させる。その復帰方法については、上記実施形態と同様であることができる。
本発明の車両用駆動力制御装置の第1実施形態の動作を示すフローチャートである。 本発明の車両用駆動力制御装置の第1実施形態の概略構成図である。 追従走行時の運転者のアクセルペダル操作と車両応答を説明するための図である。 本発明の車両用駆動力制御装置の第1実施形態における電子スロットル特性を示す図である。 本発明の車両用駆動力制御装置の第1実施形態における電子スロットル特性復帰相対車速を示す図である。 本発明の車両用駆動力制御装置の第1実施形態における電子スロットル特性復帰相対車速の他の例を示す図である。 本発明の車両用駆動力制御装置の第1実施形態の変形例における電子スロットル特性を示す図である。 本発明の車両用駆動力制御装置の第2実施形態の動作を示すフローチャートである。 本発明の車両用駆動力制御装置の第2実施形態のタイムチャートである。 本発明の車両用駆動力制御装置の第2実施形態における電子スロットル補正量を示す図である。 本発明の車両用駆動力制御装置の第2実施形態における目標車間時間を示す図である。 本発明の車両用駆動力制御装置の第2実施形態における電子スロットル補正量の他の例を示す図である。 本発明の車両用駆動力制御装置の第2実施形態における電子スロットル特性を示す図である。 本発明の車両用駆動力制御装置の第2実施形態の第1変形例における路面勾配による補正係数を示す図である。 本発明の車両用駆動力制御装置の第2実施形態の第1変形例における相対加速度による補正量を示す図である。 本発明の車両用駆動力制御装置の第3実施形態の動作を示すフローチャートである。 本発明の車両用駆動力制御装置の第3実施形態の電子スロットル特性を示す図である。 本発明の車両用駆動力制御装置の第3実施形態における加速度による電子スロットル特性補正量を示す図である。 本発明の車両用駆動力制御装置の第4実施形態の動作を示すフローチャートである。 本発明の車両用駆動力制御装置の第4実施形態における電子スロットル開度変化制限値を示す図である。 本発明の車両用駆動力制御装置の第4実施形態における目標車間時間を示す図である。 本発明の車両用駆動力制御装置の第4実施形態における電子スロットル補正量を示す図である。 本発明の車両用駆動力制御装置の第4実施形態における電子スロットル開度変化制限補正係数を示す図である。 本発明の車両用駆動力制御装置の第4実施形態におけるタイムチャートである。 本発明の車両用駆動力制御装置の第4実施形態の第1変形例における路面勾配による補正係数を示す図である。 本発明の車両用駆動力制御装置の第4実施形態の第1変形例における加速度による電子スロットル特性補正量を示す図である。 本発明の車両用駆動力制御装置の第5実施形態の動作を示すフローチャートである。 本発明の車両用駆動力制御装置の第5実施形態における課題を説明するための図である。 本発明の車両用駆動力制御装置の第5実施形態の電子スロットル特性を示す図である。 本発明の車両用駆動力制御装置の第5実施形態における電子スロットル補正量を示す図である。 本発明の車両用駆動力制御装置の第5実施形態における目標車間時間を示す図である。 本発明の車両用駆動力制御装置の第5実施形態における電子スロットル補正量を示す図である。 本発明の車両用駆動力制御装置の第5実施形態における電子スロットル特性下限ガードを説明するための図である。 本発明の車両用駆動力制御装置の第5実施形態における加速度による電子スロットル特性補正量を示す図である。 本発明の車両用駆動力制御装置の第5実施形態におけるタイムチャートである。 本発明の車両用駆動力制御装置の第6実施形態の動作を示すフローチャートである。 本発明の車両用駆動力制御装置の第6実施形態におけるタイムチャートである。 本発明の車両用駆動力制御装置の第6実施形態における電子スロットル開度変化制限値を示す図である。 本発明の車両用駆動力制御装置の第6実施形態における目標車間時間を示す図である。 本発明の車両用駆動力制御装置の第6実施形態における電子スロットル補正量を示す図である。 本発明の車両用駆動力制御装置の第6実施形態における電子スロットル開度変化制限補正係数を示す図である。 本発明の車両用駆動力制御装置の第6実施形態におけるスロットル開度ガード値を示す図である。 本発明の車両用駆動力制御装置の第6実施形態におけるスロットル開度ガード値の他の例を示す図である。 本発明の車両用駆動力制御装置の第6実施形態の第1変形例におけるフローチャートである。 本発明の車両用駆動力制御装置の第6実施形態の第1変形例における電子スロットル特性復帰ペダル開度を示す図である。 本発明の車両用駆動力制御装置の第6実施形態の第1変形例における電子スロットル特性復帰ペダル開度の他の例を示す図である。
符号の説明
10 自動変速機
40 エンジン
43 電子スロットル
90 加速度センサ
95 ナビゲーションシステム装置
112 アクセルペダル
114 アクセルペダル開度センサ
116 エンジン回転数センサ
122 車速センサ
123 シフトポジションセンサ
130 制御回路
131 CPU
133 ROM
201 通常時の電子スロットル特性
202 通常時以外の電子スロットル特性
321 従来技術におけるアクセルペダル開度
322 本実施形態におけるアクセルペダル開度
323 通常特性のスロットル開度
324 従来技術におけるスロットル開度
325 本実施形態におけるスロットル開度
326 従来技術における相対車速
327 本実施形態における相対車速
328 従来技術における車間距離
329 本実施形態における車間距離
330 電子スロットル特性の補正量
331 最終的な電子スロットル特性
332 通常時の電子スロットル特性
333 上限ガード
334 下限ガード
335 補正後の電子スロットル特性
351 通常特性
352 変更後特性
361 本実施形態におけるアクセルペダル開度
362 従来技術におけるアクセルペダル開度
363 従来技術におけるスロットル開度
364 本実施形態におけるスロットル開度
365 本実施形態における相対車速
366 従来技術における相対車速
367 本実施形態における車間距離
368 従来技術における車間距離
381 通常時の電子スロットル特性
382 追従時の電子スロットル特性
383 現在のアクセル開度を考慮した電子スロットル特性(下限ガードを持つ特性)
391 アクセルペダル開度
392 車間距離
393 相対車速
394 本実施形態におけるスロットル開度補正量(電子スロットル開度補正量)
395 従来技術におけるスロットル開度補正量
396 制御無し時のスロットル開度
397 第2実施形態におけるスロットル開度
398 本実施形態におけるスロットル開度
401 アクセルペダル開度
402 制御無し時のスロットル開度
403 本実施形態におけるスロットル開度
404 従来技術におけるスロットル開度
405 本実施形態における車両加速度
406 従来技術における車両加速度
407 車間距離
TA 現在のアクセル開度

Claims (17)

  1. 前方車両との位置関係に基づいて運転者による駆動力を発生させるための駆動力操作に対する車両が発生する駆動力の特性を変更する制御を行なう車両用駆動力制御装置であって、
    自車速が前方車両の車速よりも大きいときには、自車速が前方車両の車速よりも大きくないときに比べて、前記駆動力操作に対して車両が発生する駆動力を小さくする
    ことを特徴とする車両用駆動力制御装置。
  2. 前方車両との位置関係に基づいて運転者による駆動力を発生させるための駆動力操作に対する車両が発生する駆動力の特性を変更する車両用駆動力制御装置であって、
    自車速が前方車両の車速よりも小さいときには、自車速が前方車両の車速よりも小さくないときに比べて、前記駆動力操作に対して車両が発生する駆動力を大きくする
    ことを特徴とする車両用駆動力制御装置。
  3. 請求項1記載の車両用駆動力制御装置において、
    自車速が前方車両の車速よりも大きい状態から自車速が前方車両の車速よりも小さい状態になったときに、前記駆動力操作に対して車両が発生する駆動力を、自車速が前方車両の車速よりも大きい状態のときに比べて大きくするように変更する
    ことを特徴とする車両用駆動力制御装置。
  4. 請求項3記載の車両用駆動力制御装置において、
    自車速と前方車両の相対車速が予め設定された所定値以上であるときに、前記前方車両との位置関係に基づいて前記駆動力操作に対する車両が発生する駆動力の特性を変更する制御が行なわれない通常時の特性に復帰させる
    ことを特徴とする車両用駆動力制御装置。
  5. 請求項1から4のいずれか1項に記載の車両用駆動力制御装置において、
    前記駆動力操作が予め設定された所定値以上であるときに、前記前方車両との位置関係に基づいて前記駆動力操作に対する車両が発生する駆動力の特性を変更する制御が行なわれない通常時の特性に復帰させる
    ことを特徴とする車両用駆動力制御装置。
  6. 請求項1から5のいずれか1項に記載の車両用駆動力制御装置において、
    前記前方車両が自車の前方位置から移動したことが検出されたときに、前記前方車両との位置関係に基づいて前記駆動力操作に対する車両が発生する駆動力の特性を変更する制御が行なわれない通常時の特性に復帰させる
    ことを特徴とする車両用駆動力制御装置。
  7. 前方車両との位置関係に基づいて運転者による駆動力を発生させるための駆動力操作に対する車両が発生する駆動力の特性を変更する制御を行なう車両用駆動力制御装置であって、
    自車両と前方車両との間の相対車速及び車間距離の少なくともいずれか一方に基づいて、前記前方車両との位置関係に基づいて前記駆動力操作に対する車両が発生する駆動力の特性を変更する制御が行なわれる
    ことを特徴とする車両用駆動力制御装置。
  8. 請求項7記載の車両用駆動力制御装置において、
    前記相対車速及び前記車間距離がそれぞれ予め設定された所定値よりも小さいときには、前記前方車両との位置関係に基づいて前記駆動力操作に対する車両が発生する駆動力の特性を変更する制御が行なわれない通常時の特性よりも駆動力が出難い側に前記駆動力操作に対する車両が発生する駆動力の特性が変更され、
    前記相対車速及び前記車間距離がそれぞれ予め設定された所定値よりも大きいときには、前記前方車両との位置関係に基づいて前記駆動力操作に対する車両が発生する駆動力の特性を変更する制御が行なわれない通常時の特性よりも駆動力が出易い側に前記駆動力操作に対する車両が発生する駆動力の特性が変更される
    ことを特徴とする車両用駆動力制御装置。
  9. 請求項7記載の車両用駆動力制御装置において、
    前記相対車速及び前記車間距離の少なくともいずれか一方に加えて、前記自車両と前記前方車両の相対加速度、前記自車両の加速度、及び前記前方車両の加速度の少なくともいずれか一つに基づいて、前記前方車両との位置関係に基づいて前記駆動力操作に対する車両が発生する駆動力の特性を変更する制御が行なわれる
    ことを特徴とする車両用駆動力制御装置。
  10. 請求項7から9のいずれか1つに記載の車両用駆動力制御装置において、
    前記前方車両が自車の前方位置から移動したことが検出されたときに、前記前方車両との位置関係に基づいて前記駆動力操作に対する車両が発生する駆動力の特性を変更する制御が行なわれない通常時の特性に復帰させる
    ことを特徴とする車両用駆動力制御装置。
  11. 前方車両との位置関係に基づいて運転者による駆動力を発生させるための駆動力操作に対する車両が発生する駆動力の特性を変更する制御を行なう車両用駆動力制御装置であって、
    運転者の追従運転特性を推定し、前記推定の結果に基づいて、前記駆動力操作に対して車両が発生する駆動力を相対的に小さくする特性に変更するか否かを決定する
    ことを特徴とする車両用駆動力制御装置。
  12. 請求項11記載の車両用駆動力制御装置において、
    前記運転者の追従運転特性は、前方車両と自車両との間の衝突時間、相対車速、車間時間及び車間距離の少なくともいずれか一つに基づいて決定される
    ことを特徴とする車両用駆動力制御装置。
  13. 請求項11または12に記載の車両用駆動力制御装置において、
    前記前方車両が自車の前方位置から移動したことが検出されたとき、運転者の加速要求が検出されたとき、及び運転者の加速要求の可能性が検出されたときの少なくともいずれか一つのときに、前記前方車両との位置関係に基づいて前記駆動力操作に対する車両が発生する駆動力の特性を変更する制御が行なわれない通常時の特性に復帰させる
    ことを特徴とする車両用駆動力制御装置。
  14. 前方車両との位置関係に基づいて運転者による駆動力を発生させるための駆動力操作に対する車両が発生する駆動力の特性を変更する制御を行なう車両用駆動力制御装置であって、
    前方車両と自車両との間の相対車速及び車間距離の少なくともいずれか一方に基づいて、前記駆動力操作に対して車両が発生する駆動力の変化率を制限する
    ことを特徴とする車両用駆動力制御装置。
  15. 前方車両との位置関係に基づいて運転者による駆動力を発生させるための駆動力操作に対する車両が発生する駆動力の特性を変更する車両用駆動力制御装置であって、
    前記前方車両との位置関係に基づいて前記駆動力操作に対して車両が発生する駆動力を相対的に小さくするように制御する手段と、
    前記駆動力操作に対して車両が発生する駆動力を相対的に小さくするように制御された状態で、前記駆動力操作が行われたときの車両の応答性を考慮して前記制御の量を制限する手段と
    を備えたことを特徴とする車両用駆動力制御装置。
  16. 前方車両との位置関係に基づいて運転者による駆動力を発生させるための駆動力操作に対する車両が発生する駆動力の特性を変更する制御を行なう車両用駆動力制御装置であって、
    前記前方車両との位置関係に基づいて前記駆動力操作に対して車両が発生する駆動力の増加率を制限する手段と、
    前記車両が発生する駆動力の大きさが予め設定された所定値以下である場合には、前記駆動力の増加率の制限を相対的に緩やかにする手段と
    を備えたことを特徴とする車両用駆動力制御装置。
  17. 請求項16記載の車両用駆動力制御装置において、
    前記駆動力操作の操作量に基づいて、運転者の追従意思を判断する手段と、
    前記運転者の追従意思に基づいて、前記駆動力操作に対して車両が発生する駆動力の大きさを制御する
    ことを特徴とする車両用駆動力制御装置。
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