JP2017087834A - 車両制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】カーブにおいて車両を安定して走行させる。【解決手段】車両制御装置100は、カーブ走行目標車速よりも車両Mの速度が速い場合に車両Mを減速させる減速制御、及び、ウインカが作動状態であり車両Mの速度が予め定められた速度よりも遅い場合に車両Mを加速させる加速制御を行う車速制御部14を備える。車速制御部14は、カーブ走行目標車速よりも車両Mの速度が速い場合、且つ、ウインカが作動状態であり車両Mの速度が予め定められた速度よりも遅い場合には、減速制御を行う。【選択図】図1
Description
本発明は、車両制御装置に関する。
従来、予め設定された設定速度で車両を走行させるクルーズ制御を行う車両制御装置がある。この車両制御装置は、クルーズ制御を行っているときに、ウインカレバーが操作されてウインカが作動すると、車両の速度を速くする加速制御を行う。また、車両制御装置は、カーブの半径に基づいてカーブ走行目標車速を算出し、車両の速度がカーブ走行目標車速よりも速い場合に車両を減速させる減速制御を行う。このような車両制御装置が、例えば、特許文献1,2に記載されている。
車両制御装置において、クルーズ制御を行っているときに加速制御を行う条件と、カーブにおいて車両の速度を減速させる減速制御を行う条件とが同時に成立する場合がある。この場合、加速制御を行ったときには、カーブであるにもかかわらず車両が加速されてしまう。
そこで、本発明の一側面は、カーブにおいて車両を安定して走行させることができる車両制御装置を提供することを目的とする。
本発明の一側面に係る車両制御装置は、車両の走行車線のカーブ半径を取得するカーブ半径取得部と、カーブ半径取得部で取得されたカーブ半径に基づいて、車両がカーブを通過するときのカーブ走行目標車速を算出する目標車速算出部と、ウインカが作動状態であるか否かを検出するウインカ操作検出部と、カーブ走行目標車速よりも車両の速度が速い場合に車両を減速させる減速制御、及び、ウインカが作動状態であり車両の速度が予め定められた速度よりも遅い場合に車両を加速させる加速制御を行う車速制御部と、を備え、車速制御部は、カーブ走行目標車速よりも車両の速度が速い場合、且つ、ウインカが作動状態であり車両の速度が予め定められた速度よりも遅い場合には、減速制御を行う。
この車両制御装置では、カーブ走行目標車速よりも車両の速度が速い場合、且つ、ウインカが作動状態であり車両の速度が予め定められた速度よりも遅い場合には、減速制御を行う。すわなち、車両制御装置は、加速制御を行う条件と、減速制御とを行う条件とが同時に成立した場合には、減速制御を行う。これにより、カーブであるにもかかわらず車両が加速されてしまうことが無い。従って、車両制御装置は、カーブにおいて車両を安定して走行させることができる。
本発明の一側面によれば、カーブにおいて車両を安定して走行させることができる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
図1は、本実施形態に係る車両制御装置100を示すブロック図である。図1に示す車両制御装置100は、乗用車等の車両Mに搭載されている。図1に示すように、車両制御装置100は、車速センサ1、ウインカスイッチ2、GPS受信部3、ナビゲーションシステム4、レーダ5、ECU[Electronic Control Unit]6、及びアクチュエータ7を備えている。
車速センサ1は、車両Mの速度を検出する検出器である。車速センサ1としては、例えば、車両Mの車輪又は車輪と一体に回転するドライブシャフト等に対して設けられ、車輪の回転速度を検出する車輪速センサが用いられる。車速センサ1は、検出した車速情報をECU6に送信する。
ウインカスイッチ2は、例えば、車両Mのウインカレバーに対して設けられ、ドライバによるウインカレバーの操作を検出する。ウインカスイッチ2は、ドライバによるウインカレバーの操作が右のウインカの操作であるか左のウインカの操作であるかを検出する。ウインカスイッチ2は、検出したウインカ情報をECU6へ送信する。
GPS受信部3は、3個以上のGPS衛星から信号を受信することにより、車両Mの位置(例えば車両Mの緯度及び経度)を測定する。GPS受信部3は、測定した車両Mの位置情報をECU6へ送信する。
ナビゲーションシステム4は、車両Mのドライバによって設定された目的地まで、車両Mのドライバに対して案内を行う装置である。ナビゲーションシステム4は、地図情報を記憶する地図記憶部41を備えている。ナビゲーションシステム4は、GPS受信部3が測定した車両Mの位置情報と地図記憶部41が記憶する地図情報とに基づいて、車両Mの走行するルートを算出する。ナビゲーションシステム4は、例えば、車両Mの位置から目的地に至るまでの目標ルートを演算し、表示部の表示及び音出力部からの音声出力等によりドライバに対して目標ルートの報知を行う。
ここで、地図記憶部41が記憶する地図情報には、目的地までの案内を行うための道路等の情報に加え、道路のカーブ半径、及び道路のカント(車線幅方向における勾配)を含んでいる。
レーダ5は、車両Mの周囲を走行する周辺車両を検出する。具体的には、レーダ5は、電波(例えばミリ波)を利用して車両Mの周囲の周辺車両を検出する。レーダ5は、電波を車両Mの周囲に送信し、周辺車両で反射された電波を受信することで周辺車両を検出する。レーダ5は、検出結果をECU6へ送信する。
アクチュエータ7は、車両Mの走行制御を実行する装置である。アクチュエータ7は、エンジンアクチュエータ、及びブレーキアクチュエータを少なくとも含む。エンジンアクチュエータは、ECU6からの制御信号に応じてエンジンに対する空気の供給量を変更(例えばスロットル開度を変更)することで、車両の駆動力を制御する。なお、エンジンアクチュエータは、車両がハイブリッド車又は電気自動車である場合には、動力源としてのモータの駆動力を制御する。
ブレーキアクチュエータは、ECU6からの制御信号に応じてブレーキシステムを制御し、車両の車輪へ付与する制動力を制御する。ブレーキシステムとしては、例えば、液圧ブレーキシステムを用いることができる。なお、ブレーキアクチュエータは、車両が回生ブレーキシステムを備えている場合、液圧ブレーキシステム及び回生ブレーキシステムの両方を制御してもよい。
次に、ECU6について説明する。ECU6は、CPU[Central Processing Unit]、ROM[Read Only Memory]、RAM[Random Access Memory]等を有する電子制御ユニットである。ECU6は、ROMに記憶されているプログラムをRAMにロードし、CPUで実行することで、各種の制御を実行する。ECU6は、複数の電子制御ユニットから構成されていてもよい。
ECU6は、機能的には、カーブ半径取得部11、目標車速算出部12、ウインカ操作検出部13、及び車速制御部14を有している。
カーブ半径取得部11は、図2に示すように、車両Mの走行車線L1において、車両Mの前方のカーブRのカーブ半径を取得する。カーブ半径取得部11は、GPS受信部3で取得された位置情報、及び地図記憶部41に記憶された地図情報に基づいて、車両Mの前方のカーブ半径を取得する。
目標車速算出部12は、カーブ半径取得部11で取得されたカーブ半径に基づいて、車両Mがカーブを通過するときのカーブ走行目標車速を算出する。カーブ走行目標車速は、例えば、車両MがカーブRを走行するときに車線を逸脱することなく走行可能な速度である。
ここで、ECU6で行われるカーブ走行目標車速を算出する処理の一例について、図3及び図4を用いて説明する。なお、図3に示す処理は、車両Mのドライバによってカーブ走行制御の実行指示がされた場合にECU6によって実行される。ECU6は、フローチャートの処理がエンドに至った場合、再びスタートから処理を繰り返す。ECU6は、車両Mのドライバによってカーブ走行制御の実行が取り消された場合に、図3に示す処理を終了する。
図3に示すように、カーブ半径取得部11は、カーブ半径を取得する(S11)。ここでのカーブ半径は、車両Mの現在の位置から所定距離以内に存在するカーブRのカーブ半径とする。車両Mの現在位置から所定距離以内にカーブRが存在しない場合、ECU6は、再びスタートから処理を繰り返す。
目標車速算出部12は、カーブRを通過するときに車両Mに加わる横Gを取得する。具体的には、目標車速算出部12は、図4に示すマップに基づいて、カーブ半径取得部11で取得されたカーブ半径に対応する横Gを取得する。図4に示すマップは、予め定められている。このマップは、カーブ半径が大きくなるにしたがって、横Gの値が小さくなっている。図4に示すマップは、図示しない記憶部等に記憶されている。
目標車速算出部12は、カーブ半径及び横Gを用いて、車両Mの前方のカーブRを走行するときのカーブ走行目標車速を算出する。具体的には、目標車速算出部12は、次の式(1)に基づいてカーブ走行目標車速を算出する。
カーブ走行目標車速[km/h]=
√{(横G+カント[%]/100)×重力加速度[m/s2]×カーブ半径[m]}×3.6
・・・(1)
ここで、目標車速算出部12は、カントを地図記憶部41から取得する。
カーブ走行目標車速[km/h]=
√{(横G+カント[%]/100)×重力加速度[m/s2]×カーブ半径[m]}×3.6
・・・(1)
ここで、目標車速算出部12は、カントを地図記憶部41から取得する。
また、目標車速算出部12は、算出したカーブ走行目標車速で車両MがカーブRを走行できるように、車両Mの速度を制御するための加速度であるカーブ用加速度を算出する。具体的には、目標車速算出部12は、算出したカーブ走行目標車速が、車両Mの現在の速度よりも遅いか否かを判定する(S14)。目標車速算出部12は、車両Mの現在の速度を車速センサ1の車速情報より取得する。
カーブ走行目標車速が車両Mの現在の速度よりも遅い場合(S14:YES)、目標車速算出部12は、カーブ用加速度として車両Mを減速させるための加速度(減速要求)を算出する(S15)。一方、カーブ走行目標車速が車両Mの現在の速度よりも遅くない場合(S14:NO)、目標車速算出部12は、カーブ用加速度として車両Mを加速させるための加速度(加速要求)を算出する(S16)。例えば、カーブ用加速度に基づいた車両Mの速度の制御は、カーブ走行目標車速及びカーブ用加速度に応じて例えば図2に示すカーブRの手前の地点Kに車両Mが至ったときに開始される。
ウインカ操作検出部13は、ウインカスイッチ2によって検出されたウインカ情報に基づいて、車両Mに設けられたウインカが作動状態であるか否かを検出する。また、ウインカ操作検出部13は、ウインカ情報に基づいて、ドライバのウインカレバーの操作が右のウインカの操作であるか左のウインカの操作であるかを検出する。
車速制御部14は、アクチュエータ7に制御信号を送信することで車両Mの速度を制御する。具体的には、車速制御部14は、カーブ走行目標車速よりも車両Mの速度が速い場合に車両Mを減速させる減速制御、及び、ウインカが作動状態であり車両Mの速度がクルーズ用車速(予め定められた速度)よりも遅い場合に車両Mを加速させる加速制御を行う。なお、車速制御部14は、カーブ走行目標車速よりも車両Mの速度が速い場合、且つ、ウインカが作動状態であり車両Mの速度がクルーズ用車速よりも遅い場合には、減速制御を行う。
より詳細には、車速制御部14は、クルーズ制御部21、カーブ走行制御部22、及び制御選択部23を有している。クルーズ制御部21は、車両Mのドライバによってクルーズ制御の実行開始の指示がされた場合に、クルーズ制御が実行されるように、アクチュエータ7に制御信号を送信することで車両Mの速度を制御する。
クルーズ制御部21は、クルーズ制御として、クルーズ用車速で車両Mが走行するように、車両Mの速度を制御する。クルーズ用車速は、予め定められた車速である。また、クルーズ用車速は、ドライバによって変更されてもよい。なお、クルーズ制御部21は、車速センサ1で取得された車両Mの速度と、クルーズ用車速とを比較することによってクルーズ制御を行う。具体的には、クルーズ制御部21は、クルーズ用車速で車両Mが走行するようにクルーズ用加速度を算出する。
また、図2に示すように、車両Mの前方に先行車両Aが存在する場合、クルーズ制御部21は、クルーズ制御として、先行車両Aの速度がクルーズ用車速よりも遅いときに先行車両Aと同じ速度で走行するように車両Mの速度を制御する。なお、クルーズ制御部21は、レーダ5による先行車両Aの検出結果を用いて、先行車両Aと同じ速度(すなわち先行車両Aと車両Mとの車間距離が同じ状態)で走行するように車両Mの速度を制御する。具体的には、クルーズ制御部21は、先行車両Aと同じ速度で走行するようにクルーズ用加速度を算出する。
また、クルーズ制御部21は、車両Mの速度がクルーズ用車速よりも遅い場合、且つ、ウインカレバーが操作された場合、クルーズ用車速で車両Mが走行するように、車両Mの速度を制御する。ウインカレバーが操作された場合とは、図2に示すように走行車線L1から追い越し車線L2へ車線変更するようにウインカレバーが操作された場合(右のウインカの操作がされた場合)である。すなわち、クルーズ制御部21は、車両Mの速度がクルーズ用車速よりも遅い場合、且つ、ウインカレバーが操作された場合、車両Mを加速させる制御(加速制御)を行う。具体的には、クルーズ制御部21は、車両Mの速度がクルーズ用車速よりも遅い場合、且つ、ウインカレバーが操作された場合、クルーズ用車速まで車両Mが加速するように、ウインカ連動用加速度を算出する。なお、クルーズ制御部21は、ウインカ操作検出部13の検出結果に基づいて、走行車線L1から追い越し車線L2へ車線変更するようにウインカレバーが操作されたことを判定する。
カーブ走行制御部22は、車両Mのドライバによってカーブ走行制御の実行開始の指示がされた場合に、カーブ走行制御が実行されるように、アクチュエータ7に制御信号を送信することで車両Mの速度を制御する。カーブ走行制御部22は、カーブ走行制御として、車両Mの前方のカーブRの半径に応じて車両Mの速度を制御する。具体的には、カーブ走行制御部22は、目標車速算出部12で算出されたカーブ走行目標車速及びカーブ用加速度に基づいて、車両MがカーブRをカーブ走行目標車速で走行するように車両Mの速度を制御する。
カーブ走行制御部22は、カーブ走行目標車速よりも車両Mの速度が速い場合、カーブ用加速度に基づいて車両Mを減速させる制御(減速制御)を行う。カーブ走行制御部22は、車両Mの速度がカーブ走行目標車速以下である場合、カーブ用加速度に基づいて車両Mを加速させる制御を行う。
カーブ用加速度に基づいた車両Mの速度の制御は、例えば図2に示すカーブRの手前の地点Kに車両Mが至ったときに開始される。なお、地点Kの位置は、カーブ走行目標車速及びカーブ用加速度の少なくとも何れか一方に応じて変更されてもよい。
制御選択部23は、車両Mのドライバによってクルーズ制御及びカーブ走行制御のいずれか一方の実行の指示がされている場合、実行の指示が行われたクルーズ制御部21又はカーブ走行制御部22によって車両Mの速度を制御させる。
一方、制御選択部23は、車両Mのドライバによってクルーズ制御及びカーブ走行制御の両方の実行の指示がされている場合、カーブ走行目標車速よりも車両Mの速度が速く、且つ、ウインカが作動状態であり車両Mの速度がクルーズ用車速よりも遅いときに、減速制御が実行されるようにアクチュエータ7に制御信号を送信する。具体的には、制御選択部23は、車両Mのドライバによってクルーズ制御及びカーブ走行制御の両方の実行の指示がされている場合、以下の処理に基づいて車両Mの速度を制御する。
車両Mのドライバによってクルーズ制御及びカーブ走行制御の両方の実行の指示がされている場合に、制御選択部23によって行われる処理の流れについて図5のフローチャートを用いて説明する。なお、図5に示す処理は、車両Mのドライバによってクルーズ制御及びカーブ走行制御の実行指示がされた場合にECU6によって実行される。ECU6は、フローチャートの処理がエンドに至った場合、再びスタートから処理を繰り返す。ECU6は、車両Mのドライバによってクルーズ制御及びカーブ走行制御の少なくともいずれか一方の実行が取り消された場合に、図5に示す処理を終了する。また、制御選択部23が図5に示す処理を行っている間も、目標車速算出部12及びクルーズ制御部21は、上述した加速度等を算出している。クルーズ制御及びカーブ走行制御の両方の実行の指示がされている場合、クルーズ制御部21及びカーブ走行制御部22は、アクチュエータ7に対する制御信号の送信は行わない。アクチュエータ7に対する制御信号の送信は、制御選択部23が行う。
まず制御選択部23は、クルーズ用車速が車両Mの現在の速度よりも速いか否か判定する(S21)。なお、制御選択部23は、車両Mの現在の速度として、車速センサ1で取得された車両Mの速度を用いる。
クルーズ用車速が車両Mの現在の速度よりも速い場合(S21:YES)、制御選択部23は、ウインカ操作検出部13の検出結果に基づいて、走行車線L1から追い越し車線L2へ車線変更するように右のウインカが作動中(ウインカON)であるか否かを判定する(S22)。右のウインカが作動中である場合(S22:YES)、制御選択部23は、目標車速算出部12で算出されたカーブ走行目標車速が、車両Mの現在の速度よりも遅いか否かを判定する(S23)。
カーブ走行目標車速が車両Mの現在の速度よりも遅くない場合(S23:NO)、制御選択部23は、車両Mの速度を制御するために用いる加速度として、クルーズ制御部21で算出されたウインカ連動用加速度を選択する。そして、制御選択部23は、選択したウインカ連動用加速度に基づいて、クルーズ用車速まで車両Mが加速されるように、アクチュエータ7に制御信号を送信する(S24)。
カーブ走行目標車速が車両Mの現在の速度よりも遅い場合(S23:YES)、すなわち、車両Mの車速がカーブ走行目標車速よりも速い場合、制御選択部23は、車両Mの速度を制御するために用いる加速度として、目標車速算出部12で算出されたカーブ用加速度を選択する。ここで選択されるカーブ用加速度は、図3を用いて算出方法を説明したように、車両Mを減速させる加速度である。そして、制御選択部23は、選択したカーブ用加速度に基づいて、カーブ走行目標車速まで車両Mが減速されるように、アクチュエータ7に制御信号を送信する(S25)。すなわち、車速制御部14は、カーブ走行目標車速よりも車両Mの速度が速い場合、且つ、ウインカが作動状態であり車両Mの速度がクルーズ用車速よりも遅い場合には、クルーズ制御(加速制御)では無くカーブ走行制御(減速制御)を優先して実行する。
クルーズ用車速が車両Mの現在の速度よりも速くない場合(S21:NO)、又は右のウインカが作動中でない場合(S22:NO)、制御選択部23は、カーブ走行目標車速が、車両Mの現在の速度よりも遅いか否かを判定する(S26)。カーブ走行目標車速が車両Mの現在の速度よりも遅くない場合(S26:NO)、制御選択部23は、車両Mの速度を制御するために用いる加速度として、クルーズ制御部21で算出されたクルーズ用加速度を選択する。そして、制御選択部23は、選択したクルーズ用加速度に基づいて、クルーズ用車速まで車両Mが減速されるように、アクチュエータ7に制御信号を送信する(S27)。
カーブ走行目標車速が車両Mの現在の速度よりも遅い場合(S26:YES)、制御選択部23は、S25の処理を行う。
本実施形態は以上のように構成され、この車両制御装置100では、カーブ走行目標車速よりも車両Mの速度が速い場合、且つ、ウインカが作動状態であり車両の速度がクルーズ用車速よりも遅い場合には、カーブ用加速度に基づく減速制御を行う(S25の処理)。すわなち、車両制御装置100は、ウインカ連動用加速度に基づく加速制御を行う条件と、カーブ用加速度に基づく減速制御とを行う条件とが同時に成立した場合には、カーブ用加速度に基づく減速制御を行う。これにより、カーブであるにもかかわらず車両Mが加速されてしまうことが無い。従って、車両制御装置100は、カーブにおいて車両Mを安定して走行させることができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、カーブ半径取得部11は、地図記憶部41からカーブ半径を取得したが、車両Mの外部に設けられた情報センタ等から無線通信を行うことによってカーブ半径を取得してもよい。また、車両制御装置100は、車両Mが実際に道路を走行した際にカーブ半径を検出し、検出したカーブ半径を記憶していてもよい。この場合、カーブ半径取得部11は、実際に走行することによって記憶されたカーブ半径を取得してもよい。また、カーブ半径取得部11は、カーブ半径に代えて、カーブ曲率を取得してもよい。
車両制御装置100は、レーダ5に代えて、光を利用して車両Mの周囲の周辺車両を検出するライダーを備えていてもよい。
11…カーブ半径取得部、12…目標車速算出部、13…ウインカ操作検出部、14…車速制御部、100…車両制御装置、M…車両、R…カーブ。
Claims (1)
- 車両の走行車線のカーブ半径を取得するカーブ半径取得部と、
前記カーブ半径取得部で取得された前記カーブ半径に基づいて、前記車両がカーブを通過するときのカーブ走行目標車速を算出する目標車速算出部と、
ウインカが作動状態であるか否かを検出するウインカ操作検出部と、
前記カーブ走行目標車速よりも前記車両の速度が速い場合に前記車両を減速させる減速制御、及び、前記ウインカが作動状態であり前記車両の速度が予め定められた速度よりも遅い場合に前記車両を加速させる加速制御を行う車速制御部と、
を備え、
前記車速制御部は、前記カーブ走行目標車速よりも前記車両の速度が速い場合、且つ、前記ウインカが作動状態であり車両の速度が予め定められた速度よりも遅い場合には、前記減速制御を行う、車両制御装置。
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