JP3059627B2 - 主として自動車用クルーズコントロール装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として自動車が、主
として高速道路を、クルーズコントロール装置（以後ク
ルーズと略記する）を利用して、前車に追従走行する際
の、運転者の操作を容易にする手段を提供しようとする
ものである。

【０００２】更に、マニアル走行時より燃費が良く、フ
イーリング上の違和感も無い為、是を法定速度維持装置
として利用すれば、暴走行為が防止出来、省燃費や安全
にも役立つ。

【０００３】

【従来の技術】現在一般に実用化されているクルーズ
は、先頭車としてマイペースで定速走行をする場合を対
象として居り、後続車として追従走行をする場合には使
いずらい。すなわち、追従走行を行うには先ずマニアル
操縦で適正な車間距離を設定し、車速を前車に合わせて
クルーズのセットボタンを押すわけであるが、前車と完
全に等速になったかどうかは良く分からないので、暫く
走って車間距離が狂ってきたのを見て修正しなければな
らない。

【０００４】この際車間距離の修正と、車速の微修正と
両方行なう必要がある、そしてこの修正作業が、複雑、
且つ困難なのである。

【０００５】先ず車間距離が減少した場合について考え
れば、先ずクルーズを保留にして、アクセルペダルを戻
させ、それに依って速度を落とし、車間距離が適正値迄
増大するのを待って復帰ボタンを押し、元のセット速度
への復帰を図る。此の際、車速はセット速度より正常制
御巾を越えて下がっている為、クルーズはアクセルの全
開を指示し、自動変速機はキックダウンして急加速を行
なう。そして加速が完了して速度が安定した段階で、今
度はクルーズを解除し速度が微減した時点でクルーズを
新規セットする。という複雑な手順が必要になる。しか
もスピードメーターの指針はこの様な微減速を測定する
分解能を持っていない為、微減速は感に頼って行うた
め、この微減速が丁度適量であると言う保証は無く、再
度調整が必要になって来る。この様な手順を嫌っていき
なりクルーズを解除して車間距離の増加を計れば、前の
セット値をベースとして利用出来なくなり、調速精度は
振出しに戻ってしまう。

【０００６】一方、車間距離が開き過ぎた場合は、マニ
アルでアクセルペダルを踏み込んで車間距離を目標値に
戻した後、アクセルを放せば、クルーズは上節と逆に全
閉指令を出しているので、全閉減速が始まり、これが通
常の平衡状態に戻った後、クルーズの増速ボタンを少し
づつ押して、制御目標速度の微増を図る事に成る。

【０００７】以上の様な操作は不可能ではないが、非現
実的であり、従って高速道路の走行密度が上がり、マイ
ペース走行の機会が少なくなった今日、クルーズは自動
車用ハイテク機器の急増に逆行して、高級車の一部のバ
リエーションを除き、新車のカタログから姿を消してし
まった。

【０００８】上記非現実的の原因は２つ有り、第１は、
マニアル操作で追従運転を行う場合は、常時車速の修正
を行う事が出来るが、クルーズで追尾走行を行う場合
は、一回の修正で、少なくともマニアル時の数十倍の時
間は走って貰わなくては困る。その為には数十分の一の
微速を感知する必要がある。しかし人間の様なアナログ
系にはその様な分解能は無く、追従用プログラムを持つ
デジタル計算機に依存しなければ不可能なのである。第
２は上記車間距離の修正と速度の微修正とは関連してい
る為、これも１つの操作入力を受けて、自動的にシーケ
ンシャルに消化して貰う必要がある。

【０００９】この抜本的対策として、レーダー等で直接
車間距離を測定し、自動制御を行う手段は原理的には公
知であるが、下記の様に単独使用は未だ困難である。

【００１０】自車側から電波やレーザー光等を発射する
方式のアクティブレーダーでは、揺れいる自車からパル
スを発射して、百数十ｍ前方の自車線上の前車のみに当
てて、その反射だけを識別受信する事は、技術的に非常
に困難である。又、レーザーもレーダー用電波も人体に
有害である。更に、自動車は走行密度が高い為、装着車
が増加すれば他車からの直接波を浴びる機会が多く、こ
れに依る誤作動の対策も困難であり、自動車ではアクテ
ィブレーダーは事実上不可能である。

【００１１】一方、光源は外光に頼って、画像処理を介
して距離計測を行うパッシブレーダーは、上記の問題点
が無い為、本発明システムの一部として使用する事が出
来るが、雪、霧、見通しの悪いカーブ等、人間の目の機
能を持ってしても、認識が相当困難な悪天候等迄カバー
する事は、現時点では事実上不可能であり、単独では成
立し得ない。

【００１２】現用の、速度を目標とするクルーズでは、
走行抵抗の変化等で、速度が設定値からずれた場合、速
度は自動的に回復するが、その間に狂った時間は回復さ
れない為、刻々の速度の誤差の振幅や、その回復時間の
積み重ねが、目的地への到着時間の誤差と成って現れ
る。又、内燃機関は、出力を絞るのは早いが、上げるに
は遅れがある事からも、マニアル走行時以上にせわしく
アクセルペダルを開閉させている場合が多く、燃費の劣
化を招く。

【００１３】又、この事は、自動変速機付車で、マニア
ル走行の場合はトップギアで走行可能な登坂路でも、ク
ルーズ走行下ではしばしば不要のキックダウンを起こ
し、フィーリングを害する。

【００１４】自動変速機付車は、登坂路で丁度変速点付
近で走行した場合、マニアル走行でも頻繁にシフトダウ
ン、アップが発生する場合がある。マニアルの場合は、
多少速度を変えて是を防ぐが、クルーズではセットを変
えるのは面倒であるし、セット速度を変えれば追従走行
も出来なくなる。

【００１５】現行のクルーズでは、一度停車すると、折
角調節した元の値を呼び戻す事が出来ず不便である。こ
れは、停車中や低速走行中、元の高速セット値を記憶し
ていると、不用意な操作で復活暴走しては危険であると
言う単純な発想から来ている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】クルーズは上述の様に
不便さが嫌われて、高級車の中の更に高級仕様に、飾り
として装着されるだけで、大衆車、商用車からは全く見
放されてしまった。

【００１７】本発明は、先頭車の場合は勿論、後続車の
場合にも、継続性の有る操作法で、容易に追従走行を可
能とするクルーズを提供し、運転者の疲労を軽減させ、
安全性、快適性、燃費の向上を図ると共に、暴走行為の
抑制にも有効な手段を提供しようとするものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明のクルーズは、第
一、第二、第三の３種のシステムに分かれて居り、単
独、又は、全ての組合せで実用可能であるが、主として
第一のシステムがベースとなる。

【００１９】第一のシステムは、外部の情報を得ず、車
内のペースメーカーに依り作動する。この為間欠的なマ
ニアル修正操作は必要である。しかし入力は運転者が容
易に認識し得る車間距離の修正のみで、しかもディメン
ジョンは直接距離で行い、インクリメンタル、且つプロ
ポーショナルである為、容易で実用性がある。

【００２０】第二のシステムは、道路に、間欠的に設置
されたマーカー信号を受信して、自車内のペースメーカ
ーの同期信号として利用する方式で、前車も是を使用し
て居れば、全く修正は不要と成る。勿論マーカーの無い
場所では、自動的に第一のシステムがバックアップす
る。

【００２１】第三のシステムは、レーダー等を使用して
前車との車間距離を測定して、追尾走行を行うもので、
単独では原理的に公知であるが、上記の如く天候等利用
困難な場面が存在する為、第一のシステムの自動バック
アップに依って実用化を計るものである。

【００２２】先ず、デジタル位置サーボ装置を用いた第
一のシステムについて、更に詳細手段を述べれば、先
ず、運転者が従来と同様に前車に追従し、車間距離が走
行環境に対し適正で、かつ車間距離の変化が殆どゼロに
なったと判断した時点で、初期パルスレート設定手段と
してクルーズのセットボタンを押せば、サーボ指示装置
であるペースメーカーは、その時点の車速に対応するパ
ルスレートを記憶し、以後そのレートで、指示パルスを
発信する。これを、前車の時間と走行距離の関係を仮想
したペースメーカーとし、これと、フィードバックパル
ス供給手段である自車の車輪からのフィードバックパル
スとを、和差計算機に掛けてたまりパルス数を算出し、
公知のデジタル位置サーボモーターと同様の構成で、た
まりパルス数を偏差値としてＰ．Ｉ．Ｄ．を介して、サ
ーボモーター、ステップモーター等を駆動し、アクセル
ペダルを自動操作して、変位追従型自動制御を行う。
Ｐ．Ｉ．Ｄは、その全部又は一部を、ファジー行列式計
算や、ルックアップテーブルで置き換える事も出来る。

【００２３】その後、ペースメーカーの仮想値と前車の
実走行距離との差が、車間距離の狂いとして明らかにな
った時点で、運転者は、車間距離、すなわち前車に対す
る自車の相対位置の変更を指示する手段として、２相イ
ンクリメンタルエンコーダーを手動回転し、これをリバ
ーシブルカウンターでカウントし、、上記たまりパルス
に加減算させる事に依り、車間距離を修正する。

【００２４】同時に、本発明のペース微調整手段は、上
記で修正した車間距離は、前回の修正時点から平均的に
狂ってきたものと考えて、車間距離の修正値を走行距離
で割った値だけ、ペースメーカーのレートを変更する事
に依り、仮想値を前車の実値に合わせていく。但し実施
例に述べる様に標準外の操作条件下では必要な対応を図
る。

【００２５】又、前述の自動変速の頻繁な変速の発生に
際しては、クルーズ側から要求して変速点の方を変更さ
せる。マニアル走行の場合、シフトダウンの位置は、ま
だ若干加速余力の残った位置に設定するが、クルーズの
場合は加速余力は僅かで良い為、マニアル時より下げる
事が可能である。一方、クルーズは、自動変速機のトル
クチェンジ動作中に、過激なアクセル操作をする事はな
い為、変速機側はクルーズ使用中との情報を貰う事に依
って、より変速ショックの少ない定数を選ぶことが出来
る。

【００２６】第二のシステムでは、主として高速道路
に、一定間隔に、進行方向に直角に道路を横切るよう
に、主としてビーム状電波、路面埋め込みループ、赤外
線、超音波等に依る、グランドマーカーを設ける。

【００２７】車上ではこれを受信し、クルーズのセット
前は、タイヤの有効半径の誤差に対しスピードメーター
の表示を訂正する。

【００２８】第二システムを使用して走行中の車は後面
に青色サイン灯を点灯させる。セット可能速度は、主と
して時速５ｋｍ飛びとする。上記サイン点灯車に追尾
し、車間距離がほぼ安定した段階で、例えば、自車のス
ピードメーターが時速９８ｋｍで有るとすれば、第二シ
ステムとしては、前車が時速１００ｋｍにセットして、
走行しているものと判断し、ペースメーカーが時速１０
０ｋｍにセットされ、「１００ｋｍクルーズ、スタンバ
イ」の表示が出る。その後、セットボタンを押せば自動
走行に入る。上記後面灯に前車のクルーズのセット速度
情報を変調記入して追尾車に通報し、同期を計る場合も
ある。

【００２９】グランドマーカーの信号には、路面凍結時
等の摩擦係数等の情報を変調記入して、それを車側に受
信記憶し、車内に表示し、その車の性能に応じた安全速
度が表示され、一種免許の運転者の場合はインターロッ
クが掛かる場合もあり、直接、地上から制限速度の修正
を指示し、其を上回る速度で走行中の車両は、自動的に
ハザードランプを点灯させて、周囲の車両に警告した
り、クルーズに自動割り込みを掛ける場合もある。

【００３０】上記第二システムの誤差については、第一
に時間の誤差であるが、水晶発信器の精度は最低でも１
０のマイナス６乗、即ち、１０００ｋｍ走行して１ｍ以
下であるから実害は無い。第２に、両車のグランドマー
カーの車両進行方向の検知位置のばらつきと、溜まりパ
ルスであるが、これらの和は１０ｍ程度に抑える事が出
来、しかも、走行距離に依って、累積増大する事はな
い。

【００３１】一方、追従走行時、前車がブレーキを使用
して停車する場合には、車間距離は最低２秒間走行距離
で足りると言われているが、前車が衝突で停車した場合
に、玉突きを起こさない為には、日本の高速道路の時速
１００ｋｍでは１００ｍ以上必要で、疲労の少ないリラ
ックスした運転をするには１５０ｍ程度必要である。従
って、前節の制御誤差は、乗員に違和感を与える事はな
い。

【００３２】グランドマーカーの代わりに、衛星、及び
／又は、加速度等の車内情報に依るナビゲーションシス
テムを使用する場合もある。此の際、道中のクルーズの
セット値、各地点の通過時間等を記録し、次回走行前に
表にして呼び出しスクロールしてチエックし、その内の
一点の予定時間を指示する事に依り、全行程の時刻表を
自動的にシフトさせて作成し、これに沿ってペースメー
カーを自動セットさせると共に、追尾走行の為、途中で
計画通りの走行が出来なかった場合は、現時点、およ
び、今後の各地点迄の、推定到着時間を表示すると共
に、可能な場合は、遅れを回復する様に、セット値の自
動修正を行う。スクロール時は、画面の上下端に、始点
と終点のデーターを表示し、中間値のみスクロールする
様にする。

【００３３】第三のシステムは、前述の如く、実用性の
有る手段はパッシブレーダーであり、原理はオートフォ
ーカスカメラ用等で公知であるが、本件の場合は、更に
１５０ｍ程度の長距離を計測する必要がある為、フロン
トウインドの左右両隅等車巾一杯に受像器を設ける必要
があり、これも公知であり、主としてこの方法を利用す
る。複数の車線や曲線路を同型同色車が走る場面もあり
得る為、各社の確実な識別はナンバープレートだけであ
るから、此のシステムを使用する際は、主として平坦直
線路で、オートフォーカスで前車の画像を捕らえ、自車
の速度から、現在マニアル走行で運転者が確保している
であろう車間距離を想定して予備ズームを行い、更にオ
ートズームで、前車を画面一杯に拡大して、フロントガ
ラスの下部等に映写して運転者に確認させ、更に駐車場
の管理用等に実用化されている、自動ナンバープレート
読み取り装置に依って、画面の中のナンバープレートの
部分を自動的に認知し、枠で囲んで、プレート部分が正
しく切り出せた事を運転者に提示し、ナンバーを読み取
って表示し、以後、此のナンバープレートを追尾する。

【００３４】上記第三システムの作動中は、前述の様に
第一システムも待機させ、レーダーの性能に疑問が生じ
た場合は、自動的にその際のデーターを引き継いで、第
一システムで走行させ、レーダー情報が回復した際、デ
ーターに以前との連続性が認められれば、自動的に復帰
させる。例えば、画像信号から高周波が消えた場合は、
豪雨、霧等の天候不良と判断する。車間距離が不連続に
変化した場合は、先ず故障、検知ミスと考える。但し、
車間距離が減少し、ナンバープレートが変わった場合
は、割り込みであるから、直ちに後面のクルーズ灯を消
して、車間距離の調整を図る。セット中のナンバープレ
ートが横に移動した場合、車速と車間距離から割り出し
た遅れ時間後に、自車のハンドルが、同方向に切られた
場合は、曲線進入であるから、そのまま追尾するが、待
ってもハンドルが切られない場合は、前車の車線変更と
判断し、真っ直ぐ前方の車に再セットする。

【００３５】本発明システムでは、更に、自動発進モー
ドを設ける事が出来る。此の場合、従来と異なり、停車
前のクルーズのセット値は停車後も消される事なく記憶
されており、クルーズはセット状態で待機状態となって
いる。この際、アクセルペダルは、従来のクルーズとは
逆の、上限規制モードとなっている。即ち、マニアルの
ペダル開度はクルーズの自動開度の上限を定める。従っ
て、クルーズはセットされていても、アクセルを踏まな
ければ発進しない。自動変速機付車の場合、最も違和感
のない発進は、発進時点からクルーズの目標速度時のエ
ンジン回転数を維持させる定回転発進である。それに依
って第一のシステムで先頭車として発進する場合には、
アクセルを只全開すれば、設定速度迄エンジン回転一定
で自動加速を行う。設定速度に到達後、一度アクセルを
戻せば、従来方式に戻す場合もあり、クルーズのセット
中は戻さない場合もあり、２個のアクセルペダルを設け
る場合もある。前車がいて進路が詰まっている場合に
は、静かに踏み込めば、自動側はマニアル操作のアクセ
ル開度を越える事は出来ない。進路が開ければその時点
で全開すれば良い。ペースメーカーに発進用ペースを設
けたり、発進時のみ速度制御としたり、Ｐ．Ｉ．Ｄ．だ
けで発進させる場合もある。

【００３６】第三のシステムでは、信号待ち等で、後続
車として停車中、前車が発進し、一定距離以上離れない
内にセットボタンを押せば、各時点の車速に応じた適正
車間距離を取って、自動追尾発進をさせる事も出来る。
危険防止の為、上記のタイミング以外ではボタンを押し
ても発進しない。ボタンの代わりに、上記の様にマニア
ルでアクセルを踏み込めば、それを上限として自動追尾
発進を行わせる場合もある。

【００３７】

【作用】以上の様に構成されたクルーズは、運転者に取
って容易に認知し得る、車間距離の狂いを、直接プロポ
ーショナルに入力する事に依り、容易に追尾走行が出来
る。更に、前述の様に短期的な速度変動を許しても、長
期的な位置精度に影響しない為、燃費も向上し、不要な
キックダウンも起こさず、大きい速度変動巾を認めて燃
費の向上を計ったり、ゆらぎの導入も可能である。

【００３８】第二のシステムでは、地上からの位置情報
を得ることにより、運転者による修正操作を省くことも
できる。

【００３９】第三のシステムは、上記第一、第二システ
ムのバックアップに依り、渋滞見張り番から、自動発進
加速まで、一貫した自動運転を可能とする。

【００４０】

【実施例】実施例について図面を参照して説明すると、
図１はシステムのブロック図で、１はコンピューター装
置、２は過去の走行データーを保管する不揮発メモリー
で、３は主として非駆動輪の回転に応じて発信するパル
サーで、４はスピードメーターで、上記パルサーからの
ホイールパルス５に依り電子的に駆動され、レシオはコ
ンピューター１より常時指示される。ホイールパルス５
は、スピードメーターと並列にコンピューター１にも供
給される。６は前述の精度を有する水晶発信器を持つク
ロック装置、７は、前述の第二のシステムに使用する、
主として高速道路沿いに設置されたグランドマーカー発
信機、８はビーム状電波、９は受信機で、この信号でタ
イムリーなタイヤの有効半径を計測した場合は、４のス
ピードメーターの表示にも反映される。１０、１１は、
第三のシステムに使用する防滴型ＣＣＤカメラで、車の
左右端に前向きに設置される。１２はクルーズのセット
用ボタンで、１３はクルーズの作動を一時保留し、マニ
アル操作に戻すボタンで、ブレーキペダルの踏み込みに
依っても直列に作動する。１４は保留から復帰させるボ
タン、１５はクルーズの作動を解除終了させるボタン
で、ペースメーカーの積算値もクリアーされる。１６は
前述の省燃費モードを選択するスイッチである。

【００４１】１７は自動変速機に連なるインプット／ア
ウトプットインターフェースで、前述の様にクルーズ側
からは、セット時にはそれに合った変速特性を要求し、
変速機側からは、変速段数、エンジン回転数等、フィー
リングの優れた制御に必要なデーターを貰う。ローカル
エリアネットワーク式の場合は１７は子機となる。

【００４２】１８は前述の２相インクリメンタルエンコ
ーダーで、１９は第一のシステムの走行中の主操作ダイ
アルで、後述の様に車間距離の修正値を入力する事に依
り、連動して適正な速度の微調も行わせる。２０、２１
はオプションダイアルで、車間距離や速度を単独で調節
したい場合に使用する。

【００４３】２２は前述のアナログ式Ｐ．Ｉ．Ｄ．で、
２３は２２に溜まりパルス値を入力するＤ／Ａコンバー
ター、２４はコンピューター１へデーターを帰す為のＡ
／Ｄである。１はＤ／Ａ２５、２６、２７を介して、２
２のＰとＩとＤの３要素のゲインの調節を行う。１から
２３への入力は過渡状態では仮想目標を設定する場合も
有り、これと２５、２６、２７と合わせて４つの自由度
使ってフィーリングと燃費の向上を図る。

【００４４】２９は電磁クラッチ３０を介してアクセル
ペダルを操作するステップモーター、２８はそのドライ
バー、３１はクルーズの全ての主として電子系の故障に
対応する、緊急救済ボタンで、他のシステム用と連動
で、クラッチ３０を切る。その他主ブレーキ、サイドブ
レーキの操作とも連動させる場合もある。デジタル回路
の故障は突然発生する場合が多く、正常時に高性能だけ
に影響も大きい。従って一般ユーザー用も、動力部を持
つ自動機器には、故障時の軟着陸を図る緊急ボタンが必
要である。自動車も、パワーステアリング、パワーブレ
ーキ等を抱えており、緊急時にキースイッチを切る事が
安全とは限らなし、キースイッチの目的も切替えスイッ
チで有って、咄嵯に操作する様には出来ていないからで
ある。

【００４５】３２は前述のナビゲーションシステムで、
３３は衛星電波受信用アンテナ、３４はジャイロ等のナ
ビゲーション用車内計測機器で、衛星ではカバー出来な
い分解能が必要な場合、ビルの谷間等の電波の届かない
場所で使用する。３５はそのディスプレーで、テンキー
等インプット機能も持つ。

【００４６】図２はペースメーカー周りのブロック図
で、図中３，５，６以外は図１のコンピューター装置の
一部を示し、３６から４６迄はそれぞれ独立したマイク
ロコンピューター、カウンター用集積回路等である。図
２のパルサー３のシャフトは１ｋｍ当たり６３７回転
し、５に１回転当たり３２パルス、１Ｋｍ当たり２０３
８４パルスを出力する。クルーズをセットする前は、こ
れをカウンター３６で１秒ゲートで常時カウントし、レ
ジスター３７に入れる。この値をＷとし、Ｗを８で割っ
た商を、初期係数としてレジスター３８にＫａとして書
き込み、同じ値をレジスター４７にＫｂとして書き込
む。クルーズのセットボタンが押されると、３７、３８
間が切り離され、Ｋａ、Ｋｂの値が固定され、クロック
６よりセット後の秒単位の時間Ｔが、レジスター３９に
入り、ペース計算器４０でＫａとＴとの積Ｃが算出され
る。一方、パルス５は、セット後は分周器４１にも導か
れ、８分の１に分周し、カウントした値Ｓが積算距離レ
ジスター４２に入れられる。ＣとＳの差Ｄは和差計算器
４３で計算され、たまりパルス４４として出力され、上
述の変位追従制御が行なわれる。

【００４７】図３は此の関係を示す線図で、セットした
時点が第１原点４８で、その座標系の時間軸が４９、距
離軸が５０である。線５１は上述の計算に依るペース値
Ｃ、５２は実走パルスＳである。５３はセットからｎ秒
後、５４はその時点の計算値、５５は実走値、５４と５
５の差が溜まりパルスＤである。５６はｍ秒後を示し、
５７はペース値、５８は実走値である。これに対し５９
は実際の前車の実走軌跡を示す。

【００４８】第１原点４８で前車に等速で追従してセッ
トした筈の所、前車の方が速かった為に、ｍ秒後５７と
６０の間隔だけ車間距離が増加した為、運転者が是を感
知して、図１のダイアル１９を回し、増加距離に相当す
るパルスをエンコーダー１９に発生させ、図２の４５を
通じてリバーシブルカウンター４６でカウントさせ、パ
ルスの送信が完了した事を検知してカウント値Ａを４３
に送ってＤ値に加算させる。同時にＡの値をｍ秒で割っ
た商を、レジスター３８のＫａに加算した値を新Ｋａと
して書き込み、レジスター３９と４２のＴ値とＳ値をゼ
ロに戻し、以後新Ｋａに依りペースメーカーＣの計算を
行う。此の関係を図３で説明すれば、６０が第２原点、
６１が第２時間軸、６２が第２距離軸となり、前車のペ
ース５９の延長線６３が新しい追従車のペースになり、
６０と５８の差が第２原点での溜まりパルスになる為、
車間距離を修正する為の加速が行なわれ、第２原点より
ｎ２秒後に６４付近でペースメーカーに追い付き、以後
相当期間修正操作なしで走行出来る。又、車間距離の増
加量の見積りミスに依り再修正が必要になっても、上記
の様に操作は容易であり、しかも次第に収斂する為、修
正量が減り、修正迄の期間も延びる。特に先頭車が本発
明のペースメーカーを使用していれば更に安定する。タ
イヤと路面の関係等のアナログ要素に依るドリフトの集
積に対しては、タイヤの遠心力に依る有効径の増加、積
載荷重に依る減少等の影響を考慮した修正計算を導入す
る場合もある。

【００４９】本システムに依って車間距離を安定させる
為には、制御系のダイナミックレンジの確保が必要であ
る。前述の様に時速１００Ｋｍで走行中のＷのカウント
値は約５６６であり、量子化誤差の絶対値はその半分で
あるから、これに依り前述の１５０ｍの１０％の１５ｍ
車間距離が狂うには、約１７Ｋｍ走行する必要があり、
フィーリング上問題ない。Ｔ値とＳ値のレジスター３
９、４２は、２４ビットを使用すれば１０００Ｋｍ以上
無修正で走行出来、此の距離は一般には燃料タンクの容
量を越えている為問題ない。以後の演算部に於いても必
要な有効桁数を確保する様にする。上記ゲート時間と分
周器の分周率等は、計算機の演算速度等に応じて変更す
る場合もある。

【００５０】上記のシステムでは車間距離を修正した
後、若干時間を置いて修正の結果を確認してから、次の
修正を行う場合には良いが、結果を見ずに気が変わっ
て、短時間に修正を繰り返せば発散する可能性がある。
この対策として、エンコーダー１９の操作に応じてレジ
スター３８のＫａ値を書き直した際、その直前のＴ値と
Ｓ値をＴｐ，Ｓｐとして記憶し、再修正の際は、新しい
原点に対するＴとＳに各々ＴｐとＳｐに重み付けをした
値を加算してＫａを算出する。図４は此の重みを示すメ
ンバーシップ関数で、横軸６５は再修正時の積算距離レ
ジスター値Ｓ、縦軸６６は重みであり、６７は０％、６
８は１００％で、６９は重みを示す関数である。左端よ
り７０迄に再修正をする場合は、前回の修正の見通し不
充分の為の早期再修正と判断し、ＴとＳにＴｐ、Ｓｐを
１００％加算する事になる。横軸はＴを使用する場合も
あり、ＳとＴの２次元の関数を使用する場合もある。
又、初回セット直後に再修正される場合に備える為に、
初回Ｋａを固定した際、その比率で適当な大きさのＴｐ
とＳｐを記憶させて置く場合もあり、又、ＫａはＫｂに
対し数％以上変化出来ない様、限界を設ける場合もあ
り、これらの組合せもある。又、故障時の暴走を抑えた
りする為、Ｋａをアナログにも変換し、速度としても制
御したり、速度リミッターを設けたりする場合もある。

【００５１】上記の手段では車速と車間距離という２自
由度の制御対象を１自由度で制御する為、熟練した運転
者には不自由な場合もある。例えば、前車が何らかの理
由で速度を変更し、再び定速走行に入った場合には、上
述のシステムでも対応可能であり、又、一度セットを外
してマニアルで調節する方法もあるが、本発明では、オ
プションとして図１の２１に示す用に、デジタル、プロ
ポーショナルな調節手段で速度を単独で調節するダイア
ルを追加する場合もある。２１の入力は、図２の３８の
Ｋａ値と４７のＫｂ値に加減算させる。又、前車のペー
スは変わらず、追尾車の方にのみ邪魔が入って若干遅れ
た場合には、図１の２０の車間距離のみの調節ダイアル
も便利である。此の場合は図２の４３に加減算させる。
又、ダイアル２０を廃止し、ダイアル１９をゆっくり回
した場合は車間距離のみを変更し、普通に回した場合は
速度の微調も行う様にする場合もあるし、ダイアルの回
転速度と最終回転角度の２次元、前回修正からの距離、
時間等を加えた多次元のファジー計算、又は、ルックア
ップテーブル等を利用する場合もある。

【００５２】図２のリバーシブルカウンター４６の出力
値Ａは、図示のごとく直接たまりパルスＤの値に加減算
させる場合の他、Ｃ値、Ｓ値に加減算させたり、または
パルサー３より３６、４１に入力されるパルスの一方の
レートを一時的に変更させる等のルートを介して、間接
的にＤ値に加減算させる場合もある。

【００５３】図５は第一のシステムに使用する操作ボタ
ン類をステアリングホイール部に取り付ける場合の例を
示し、図５はステアリングホイールを運転席側より見た
際の右端部を示し、７１はホイールリング、７２はスポ
ーク、７３はホーンボタン、１２、１３、１４、１５は
図１に示すセット、保留、復帰、解除の各ボタンを示
す。図６はその裏面で、１９、２０、２１は同じく図１
に示す車間距離＋速度微調、車間距離調節のみ、速度調
節のみの各ダイアルで、スポーク軸に平行な軸周りに回
転する円筒状のダイアルで、外周に軸に平行な滑り止め
用平目ローレットが切られている。

【００５４】図７の７４は主として従来のスピードメー
ターに併設される、本発明のクルーズ用スピードメータ
ーで、７５の枠内にペースメーカーのセット速度が表示
され、７８は単位の表示である。図示例では１００．０
２３ｋｍ／ｈと、従来より大巾に高精度の表示が成され
ているが、是は従来品は現在速度を表示しているのに対
し、本表示は長期速度である為、前述の様に水晶発信器
の精度と分解能が利用出来るからである。此のセット値
のパルスの発信には、正確にはデジタル制御されたアナ
ログ発信器が必要であるが、実用上はデジタル発信器を
使用し、割り切れない端数は間引き発信を行い、表示器
には目標値を表示しても、時間が立つ程限りなく目標値
に近づく為、実害は無い。７６、７７は前述の溜まりパ
ルスの表示器で、中央から左右に棒グラフ状にアナログ
表示され、７６はペースメーカーに対して距離的に遅れ
ている事を示し、７７は進み側を示す。これと同芯円状
に速度の偏差を表示する場合もあるし、速度だけの場合
もある。第一のシステムの稼働中に、このメーターを見
乍ら速度調節ダイアル２１を操作すれば、１９、２０の
ダイアルを使用せずに走行する事も可能である。７９、
８０、８１は作動表示灯で、７９は図示されない元切り
スイッチに依り、クルーズが不使用中の際は消灯、第一
のシステムに依り走行中の場合は橙色、第二、第三のシ
ステムのバックアップとして待機中は緑色表示とする。
８０はマーカー信号、衛星信号を受信し、第二のシステ
ムが使用可能の際は緑色、図示されないスイッチで是が
選択され使用中はの際は橙色とし、選択されて居るのに
受信不良の際は点滅とする。８１はレーダー信号が正常
に受信されている時は緑色、第三のシステムで走行中は
橙色、受信不良は点滅とする。

【００５５】クルーズがセットされていない時に、図２
のレジスター３７のＷ値が制限速度を越えた場合は、そ
の情報はエンジンシステムに送られ、点火の間引き等に
依り出力を規制する。制限速度の上限丁度で走行する事
は、クルーズを使用しない場合は事実上困難であり、許
可されるべきではない。

【００５６】第二のシステムの実施例としては、図１の
７のグランドマーカーを、主として高速道路にロングピ
ッチとショートピッチの２種類設置する。ショートピッ
チは進入路の後に１００ｍ間隔で３個程度設置し、ロン
グピッチは１Ｋｍ間隔に設置するが、インターチェンジ
等で設置出来ない場合は１００ｍ単位で伸縮させる。車
上の受信機９が、最初のマーカー信号を受信すると、図
示されていないカウンター８２のゲートが開いて、ホイ
ールパルス５がＷａとしてカウントされる。Ｗａが１０
０ｍの整数倍の相当数の付近では受信機９のゲート開
き、若しマーカー信号が受信された場合は、受信の時点
のＷａの値から其が何百ｍのマーカーかを判定し、是を
１Ｋｍ当たりのパルス数Ｗｂに変換し、前述の２０３８
４パルスで割って誤差率を求め、スピードメーターの指
示値を修正する。その後前述の如く本システムを使用中
の前車を追尾し、クルーズをセットすれば、前車の５Ｋ
ｍ飛びの車速を推定し、図２の３８のＫａ値を設定す
る。その後初めて受信されたマーカー信号で図示されて
いないタイムカウンター８３をスタートさせ、セット速
度から計算して１Ｋｍ程度走行した時間付近でゲートを
開いてマーカー信号を受信し、両マーカー間の走行時間
から、マーカーの間隔が丁度１Ｋｍなのか、１００ｍ単
位で伸縮されているのかを判定し、その距離をセット速
度で走行するのに要する時間を計算し、走行時間を計算
時間で割って、タイヤ径等のアナログ部に依る誤差率を
求め、図２の３８のＫａを主として此の誤差率に比例し
て修正し、その後のマーカーでも同様の操作を繰り返す
事に依りペースメーカーの距離を地上のマーカーに同期
させる。

【００５７】衛星を利用する場合は、ジャイロ、操舵角
等の車内情報も利用して地図上の走行経路をトレースさ
せ、その計測精度に応じた間隔で、上記地上マーカーと
同様に利用する。

【００５８】第三のシステムは図１のパッシブレーダー
用カメラ１０、１１により、直接車間距離を測定して計
器盤に表示し、セット時の値を図示されていないレジス
ター８４に入れ、これとその後の測定値との差を図２の
４３で算出させる。若しレーダーが計測不能に成った場
合には自動的に第一システムのボタンを押した場合のシ
ーケンスに移行し、レーダーが回復すれば再びレジスタ
ー８４の値を使って復活させる。

【００５９】図８以下は前述の上限規制モードを可能に
するアクセルペダルまわりの実施例で、図８はマニアル
操作モードでアクセルペダルが全閉の状態を示し、アク
セルペダル８５は、車体に固定されたピン８６に回転し
得るよう支持され、８７は従来型の制御を行うアクセル
ケーブルのアウターで車体に固定され、８８はそのイン
ナーで、左端はフック８９が結合され、８９の溝９０に
はフック９１の爪９２が噛み合い、９１はアクセルペダ
ル８５に結合されたピン９３に回転し得るよう結合さ
れ、ばね９４に依り爪９２は下方に押しつけられてい
る。９５は上限規制用ケーブルのアウターで車体に固定
され、９６はそのインナーで、左端金具９７はアクセル
ペダル８５に結合されたピン９８に回転し得るよう結合
され、爪９９は車体に固定されたピン１００に回転し得
るよう支持され、爪９９の下端１０１は９１上の爪１０
２に接している。１０３は車体に固定されたソレノイド
で、そのプランジャー１０４の右端は、爪９９に固定さ
れたピン１０５に回転し得るよう結合されている。

【００６０】此の状態からマニアル操作でアクセルペダ
ルを踏み込めば、図９の様になり、爪９２、溝９０を介
し従来型制御用インナー８８が引かれ、通常の走行が出
来る。同時にインナー９６もインナー８８のストローク
の半分だけ引かれるが、後述の様に此の場合は９６のス
トロークは作用しない。

【００６１】アクセル全閉で主として停車時に、自動発
進の為にクルーズがセットされると図１０の様になり、
ソレノイド１０３に通電され、プランジャー１０４が引
かれ、爪９９が右回転し、爪９２が浮き上がり上限規制
モードになる。此の状態でアクセルを踏み込めば上限規
制用インナー９６だけが引かれる。

【００６２】図１１は中間リンクで、図８に対応する状
態にある。８７ａ、８８ａは図８の従来型ケーブルの８
７、８８に対応する出力側端で、１０６はキャブレター
等のエンジン出力制御装置に連なるゲーブルのアウター
で、１０７はインナーで、フリーアーム１０８に回転し
得るよう結合されたピン１０９を貫通し止め金具１１０
を介して８８ａと結合されている。１１１は図１のクラ
ッチ３０を介しモーター２９の出力を伝えるケーブルの
アウターで車体に固定され、１１２はインナーで、左端
はアーム１０８に回転し得るよう結合されたピン１１３
に結合されている。１１４は回転型電磁ブレーキの一端
で車体に固定され、１１５は他端のシャフトで通電時に
回転を阻止される。１１６は１１５に固定されたアーム
で、その長穴１１７にはアーム１０８に結合されたピン
１１８が差し込まれている。９５ａ、９６ａは図８の上
限規制型ケーブルの９５、９６に対応する出力側端で、
インナー９６ａの右端は、アーム１１６に回転し得るよ
う結合されたピン１１９の滑合穴を貫通し、止め金具１
２０が結合されている。各アーム類は図示されていない
ばね等に依って図８と図１１の位置に保持される場合も
ある。

【００６３】図１１の状態で、自動発進の目標速度をテ
ンキーから入力し、クルーズのセットボタンを押せば、
ピン１１３はモーターに引かれて右方に移動し、全開の
位置１２１に至る。しかしピン１１８が長穴１１７の右
端迄移動するだけで、ピン１０９は移動しない。是は復
帰ボタンを押して前回セット速度を呼び出した場合も、
万一誤動作に依り全開指令が出た場合も同様で暴走の危
険は無い。此の際ペダル側は図１０の様になっている
為、此の状態からペダルを徐々に踏み込めば、インナー
９６丈けが引かれ、図１１の長穴１１７も徐々に左方に
移動する為、その距離の倍だけピン１０９が左方に移動
しエンジン回転数が上がってトルコンを介して発進す
る。

【００６４】ペダルが全開迄踏み込まれ、目標速度に達
するか、又は、加速の途中でも前述の目標エンジン回転
数に達して、クルーズの自動制御が平衡状態に成れば、
図１２の様に成り、ピン１１３はストロークの途中に位
置し、長穴１１７の右端が支点と成り、ピン１１８が揺
動軸と成ってピン１０９が必要なアクセル開度位置に保
持される。

【００６５】図１２の状態でセット速度に達すれば、ブ
レーキ１１４に通電されシャフト１１５、アーム１１６
が図の位置にロックされる為、アクセルペダルから足を
放しペダルが全閉位置に戻ってもアーム１１６は戻らな
い。同時に図１０のソレノイド１０３の通電が切られ、
図１０の上限規制モードから図８の従来モードに戻る
為、マニアルでペダルを踏み込めば、図１２のピン１０
９が図の位置から更に左方に移動し、セット速度より速
度を上げる事が出来る。

【００６６】但しセット速度が法定最高速、又はクラン
ドマーカー等を通じて得られた路面凍結等の情報から、
その車の性能、運転者の技量等のルックアップテーブル
に照らして求められた最高速を、強制、又は図示されて
いない最高速度自動指定スイッチに依り選択している場
合は、図１０のソレノイド１０３の通電は解除されない
為、マニアル増速操作は出来ない。１１４のブレーキの
代わりに、カム等のワンウエー、ラチエット等のデジタ
ル方式を使用する場合もある。

【００６７】図１２のブレーキ１１４の開放は、主とし
て停車時、緊急ボタン、クルーズ解除ボタン、サイドブ
レーキ操作時に行う。

【００６８】図８のピン９３、９８はそれぞれ専用のペ
ダルに連結する場合もある。特にＡＴ車は左足ブレーキ
方式の方が、踏み遅れ時間が短く、踏み間違いのフエー
ラーモードが存在しない為、安全性が高い。此の場合は
右側にはスペースが有る為、並列２個のペダルの設置が
容易である。

【００６９】本発明のクルーズは、例えばＶａ，Ｖｂ，
Ｖｃの３台の車両が直列に隊列を組んで走行中、Ｖｂと
Ｖｃが信号に引っ掛かって停車した場合、Ｖａ，Ｖｂ間
の車間距離は大巾に増大し、Ｖｂ，Ｖｃ間は減少する
が、Ｖｂ，Ｖｃ車のペースメーカーは停止しないため、
停止信号解除後、上記のアクセル装置に依って容易に元
の車間距離に復帰させる事が出来、道路面積の有効利用
に資することが出来る。この際は図１のＤ／Ａ２５，２
６，２７に依り、Ｐ．Ｉ．Ｄ．のゲイン特性を調整する
必要がある。但し、その際のたまりパルスは図７の７６
の表示枠を容易にオーバーするため、表示枠７６の近傍
に図示されていないデジタル遅れ距離表示枠を儲け、前
方に見失ったＶａ車迄の距離を表示させ、またＶｂ車の
図１のナビゲーションディスプレー３５上にも、Ｖｂ車
の他にＶａ車の位置も表示させることに依り、Ｖｂ車の
運転者が見失ったＶａ車を捜すために焦って危険な走行
に陥るのを予防することが出来る。勿論サテライトに設
けられたローカルエリアネットワーク等を介して直接位
置情報を交換する方が性能的には望ましいが、回線使用
料等を考慮した場合、本発明のオフライン方式でも有用
性は高い。

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００７０】現行のマニアルのアクセルペダルは、高速
道路の様にアクセルを一定量踏み込んだまま長時間走行
する様な使用には適して居ない。一定値に保持されて居
れば、アクセル側はエネルギーを消費していないが、人
間はエネルギーも神経も使い疲労するからである。此の
対策として導入されたクルーズは追従走行時の使い勝手
が悪い為、前述の様に殆ど使われなく成ってしまった。
本発明は此の点を改良し、再び疲労の少ないイージード
ライブを可能にし、安全性の向上にも資する事が出来
る。

【００７１】物体を移動する際の仕事量は距離と荷重の
積に比例する。高速走行時の走行抵抗の主体は空気抵抗
でこれは速度の２乗に比例する為、目的地迄の所要時間
が同じ場合、マニアル走行で速度にばらつきが有れば、
クルーズ走行に比し燃費が悪く成る。本発明のクルーズ
は、前述の様に従来のクルーズの様な神経質な細かいア
クセル操作や、不要なキックダウンを抑え乍ら、長期精
度は高く、一層の省燃費が図れる。

【００７２】道路は安全性と利用効率の点から、一般道
に於いても、法定最高速度より早く走る事も、遅く走る
事も反社会的であり、外国では低速制限との巾が相当狭
い例もある。しかし一般道には信号停止がある為、本発
明の様に、信号停止の際も自動発進に依り、容易に法定
速度に復帰出来る事が必要である。

【００７３】暴走行為しか楽しむ方法が無い様な車は危
険である。本発明方式では機械が、マニアル走行より合
理的な運行サービスを提供してくれる満足感が、危険な
マニアル操作を抑制する効果が期待出来る。特に第一の
システムでは、ロボットと人間が得意の分野を分かち合
う様になっており、自動制御を制御すると言う、従来よ
り次元の高い部分で多くの自由度があり、マニアル以上
に細かい制御が出来て、熟練者にも飽きない物である。

【００７４】本発明装置はマニアル操作より燃費が優
れ、熟練者にも違和感が無い為、これを使用して、法定
最高速度をハード面で遵守させる事に反対する理由が無
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例のシステムのブロック図である。

【図２】図１中のペースメーカー周りの詳細図である。

【図３】ペースメーカーの作動を説明するタイムヒスト
リー線図である。

【図４】第一のシステムの発散を防ぐ回路のメンバーシ
ップ関数線図である。

【図５】第一のシステムのステアリングホイールの正面
図である。

【図６】同、裏面図である。

【図７】本システム用スピードメーターの盤面図であ
る。

【図８】アクセルペダルの不操作、全閉時の状態を示す
図である。

【図９】アクセルペダルの従来型モードの作動状態を示
す図である。

【図１０】アクセルペダルの上限規制型モードの作動状
態を示す図である。

【図１１】中間リンクの不操作時の状態を示す図であ
る。

【図１２】中間リンクのクルーズ作動時の状態を示す図
である。

【符号の説明】

３ パルサー ７ グランドマーカー発信機 ９ 同、受信機 １０、１１ ＣＣＤカメラ １９ 車間距離＋速度微調ダイアル ３１ 緊急ボタン ３８、４７ 係数レジスター ６３ 新しい追尾車のペース ６９ 重みを示す関数 ７４ クルーズ用スピードメーター ９６ 上限規制用ケーブルインナー １０３ 上限規制モード用ソレノイド １１４、１１５ 上限規制モード用ブレーキ

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】デジタル位置サーボ装置と、該デジタル位
   置サーボ装置へ指示パルスを与えるサーボ設定手段と、
   該デジタル位置サーボ装置へ自車の走行距離に応じた距
   離パルスをフィードバックパルスとして供給する手段
   と、該サーボ設定手段のある瞬間のパルスレートを設定
   するための運転者の操作によって設定される初期パルス
   レート設定手段とを備えるクルーズコントロール装置で
   あって、更に、初期設定後のある瞬間に運転者が前車に
   対する自車の位置を変える指示を行ったときに、この修
   正量に応じた距離パルス数をサーボ設定手段のたまりパ
   ルスに加減する手動操作される車間距離調整手段と、こ
   れに応動するペース微調整手段とを有することを特徴と
   する主として追従走行で用いられる自動車用クルーズコ
   ントロール装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載された装置において、前記
   ペース微調整手段が、過去に設定・修正された走行履歴
   を含む関数に従ってサーボ設定手段の出力パルスレート
   が変えられるように構成されていることを特徴とするク
   ルーズコントロール装置。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２に記載された装置
   において、道路に沿って設置されたグランドマーカおよ
   び／またはカーナビからの信号を受信して前記距離パル
   スを補正するように構成されていることを特徴とするク
   ルーズコントロール装置。
4. 【請求項４】請求項１から請求項３までの何れか１項に
   記載された装置において、運転者によるアクセルペダル
   のマニアル操作による踏み込み量が、クルーズコントロ
   ール装置の自動操作の上限を規制する動作モードを備え
   ることを特徴とするクルーズコントロール装置。