JP4112034B2 - 車両の制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、自車両の周囲に位置する他車両の情報を、他車両に搭載されている検出装置を介して自車両で検出し、検出された情報に基づいて自車両の挙動を制御することの可能な車両の制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、車両には原動機や変速機などの挙動制御装置が搭載されており、これらの挙動制御装置は、運転者の操作により制御される場合と、各種のセンサにより検出される走行状態に基づいて自動的に制御される場合とがある。
【0003】
しかしながら、上記制御はいずれも具体的な道路状況に遭遇してから実行されるため、道路状況に対する挙動制御装置の制御が後手に回りやすく、ドライバビリティが低下する場合が生じる。
【0004】
一方、近年はナビゲーションシステムの発達により、自車両の周囲の状況を事前に検出し、検出結果に基づいて原動機や自動変速機を制御することで、車両の挙動を所期の状態に制御する発明がなされている。
【0005】
このような車両の制御装置の一例が特開平5−266399号公報に記載されている。この公報に記載された車両の制御装置は、前方に存在する他車両からの情報を受信する手段と、自車両内に存在する各種コントローラと接続された走行情報処理手段とを備えている。
【0006】
上記車両の制御装置によれば、自車両と他車両との間で前方車の位置情報、急ブレーキの情報、スリップ路面の存在情報などが交信され、各種の情報に基づいて自車両のコントローラが制御され、道路状況など周囲の状況に即した走行が可能になる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に記載された車両の制御装置においては、他車両の具体的な状態、例えば他車両に搭載された自動変速機の制御状態や他車両の車速を一定に維持するための自動速度制御装置の制御状態などが考慮されていないため、これらの状態における自車両と他車両との相対関係が不適切になり、ドライバビリティが低下する可能性があった。
【0008】
この発明は、上記事情を背景としてなされたもので、他車両に搭載された自動変速機や自動速度制御装置の制御状態などに基づいて、自車両の挙動を制御することの可能な車両の制御装置を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記目的を達成するため請求項1の発明は、自車両の挙動を制御する挙動制御装置と、他車両の情報を当該他車両に搭載されている検出装置を介して検出する外部情報検出装置とを備え、この外部情報検出装置により検出された情報に基づいて前記挙動制御装置の制御が行われる車両の制御装置において、前記外部情報検出装置により前記他車両の自動変速機のシフト情報を検出するシフト情報検出手段と、前記シフト情報検出手段により、前記他車両の自動変速機における最高速段へのアップシフトの禁止が検出された場合に、前記自車両の自動変速機における最高速段へのアップシフトを禁止し、前記他車両の自動変速機における最低速段へのダウンシフトの禁止が検出された場合には、前記自車両の自動変速機における最低速段へのダウンシフトを禁止する挙動制御手段とを備えていることを特徴とする。
【0010】
請求項1の発明によれば、自車両の前方を走行している他車両により検出されている道路情報と、他車両の挙動制御内容とを外部情報検出装置により事前に検出することが可能である。したがって、他車両が行っている挙動制御を、自車両が道路状況の変化する場所に到達する前に受信して、自車両の挙動を他車の制御内容とほぼ同様に制御することが可能であり、ドライバビリティが向上する。
【0011】
請求項2の発明は、自車両の挙動を制御する挙動制御装置と、他車両の情報を当該他車両に搭載されている検出装置を介して検出する外部情報検出装置とを備え、この外部情報検出装置により検出された情報に基づいて前記挙動制御装置の制御が行われる車両の制御装置において、前記外部情報検出装置により、前記挙動制御装置による定速走行制御の制御情報を検出する定速走行制御検出手段と、前記定速走行制御検出手段により前記他車両が定速走行制御中であることが検出され、かつ前記自車両が定速走行制御中である場合であって、前記自車両の定速走行制御における設定車速が前記他車両の定速走行制御における設定車速よりも速く、かつ前記自車両と前記他車両との車間距離が、充分な車間距離が確保されているか否かを判断するために予め定めた所定値以下である場合に、前記挙動制御装置を制御して前記自車両を減速させる挙動制御手段とを備えていることを特徴とする。
【0012】
請求項2の発明によれば、他車両の自動速度制御装置の制御内容に基づいて自車両の挙動制御装置が自動的に制御されて自車両の挙動が制御されるため、自車両の挙動を他車両の車速に対応させることができる。したがって、他車両と自車両との車間距離が所期の状態に維持され、ドライバビリティが向上する。
【0017】
上記請求項1および請求項2に記載された挙動制御装置には、車両の駆動力源としてのエンジン、エンジンの出力を制御するエンジン用電子制御装置、エンジンの出力側に配置された自動変速機、自動変速機を制御する自動変速機用電子制御装置、自動変速機の構成要素の動作や油圧を制御する油圧制御回路、車両の制動力を制御するブレーキ装置、アクセルペダルを踏むことなく車両を定速走行させるためのクルーズコントロール装置、車体を保持する懸架装置、車両の走行方向を制御する操舵装置などが含まれる。
【0018】
また、請求項1および請求項2に記載された外部情報検出装置としてはナビゲーションシステムを例示できる。さらに、請求項1および請求項2において、他車両に搭載されている検出装置を介して自車両の外部情報検出装置により他車両の情報を検出する経路としては、他車両から直接情報を検出する方法と、他車両から一旦別の情報施設に転送された情報を間接的に検出する方法とがある。
【0019】
さらにまた、請求項1および請求項2に記載された他車両の情報には、他車両の走行中における他車両自体の走行状態、他車両の周囲の道路状況、他車両の周囲の天候などが含まれる。さらにまた、請求項1および請求項2に記載された他車両の検出装置としては、自車両の外部情報検出装置とほぼ同等のものがあげられる。
【0020】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明を図を参照してより具体的に説明する。図3は、この発明を適用した車両のシステムを示すブロック図であり、車両には駆動力源としてのエンジン1が搭載され、エンジン1の出力側には自動変速機2が接続されている。そして、運転者により操作されるアクセルペダル3の操作信号がエンジン用電子制御装置4に入力されている。
【0021】
また、エンジン1の吸気配管5には、スロットルアクチュエータ6によって駆動される電子スロットルバルブ7が設けられている。そして、アクセルペダル3の踏み込み量に応じてエンジン用電子制御装置4からスロットルアクチュエータ6に制御信号が出力され、その制御量に応じて電子スロットルバルブ7の開度が制御されるようになっている。
【0022】
エンジン1を制御するためのエンジン用電子制御装置4は、中央演算処理装置(CPU)および記憶装置(RAM,ROM)ならびに入出力インターフェースを主体とするマイクロコンピュータにより構成されている。
【0023】
このエンジン用電子制御装置4には、上記のアクセルペダル3の踏み込み量に応じた信号に加えて、エンジン回転速度センサ8の出力信号、吸入空気量センサ(エアーフローメータ)9の出力信号、吸入空気温度センサ10の出力信号、電子スロットルバルブ7の開度を検出するスロットル開度センサ11の出力信号、自動変速機2の出力軸回転数、言い換えれば車速を検出する車速センサ12の出力信号、冷却水温度センサ13の出力信号、ブレーキペダルのオン・オフを検出するブレーキスイッチ14の出力信号などが制御データとして入力される。
【0024】
また、エンジン用電子制御装置4は、上記のスロットルアクチュエータ6の制御に加えて、自動変速機2の変速時に、燃料噴射装置15や点火時期を変更するイグナイタ16などに信号を出力するように構成されている。さらに、エンジン用電子制御装置4には、後述するナビゲーションシステムやクルーズコントロール装置からも信号が入力され、これらの入力信号に基づいてスロットルアクチュエータ6、燃料噴射装置15、イグナイタ16などに制御信号を出力するように構成されている。
【0025】
一方、有段変速式の自動変速機2は、トルクコンバータ、ロックアップクラッチ、歯車変速機構、摩擦係合装置などの公知の構造を備えている。自動変速機2の各摩擦係合装置およびロックアップクラッチに作用する油圧は油圧制御回路17により電気的に制御される。油圧制御回路17は、シフトソレノイドバルブやリニアソレノイドバルブを備えている。
【0026】
そして、油圧制御回路17の各ソレノイドバルブに制御信号を出力する自動変速機用電子制御装置18が設けられている。この自動変速機用電子制御装置18は、エンジン用電子制御装置4と同様に、中央演算処理装置(CPU)および記憶装置(RAM,ROM)ならびに入出力インターフェースを主体とするものである。したがって、必要に応じてエンジン用電子制御装置4と自動変速機用電子制御装置18とを統合・一体化することができる。
【0027】
この自動変速機用電子制御装置18は、予め記憶している変速マップや演算式に従って入力データに基づく演算を行い、演算結果に基づいた制御信号を前記各ソレノイドバルブに出力し、変速段の設定、変速時における摩擦係合装置の係合・解放の制御、あるいはロックアップクラッチの係合・解放の制御ならびに変速時の過渡油圧の制御などを実行するように構成されている。さらに自動変速機用電子制御装置18は、後述するナビゲーションシステムにより検出されるデータに基づいて自動変速機2を制御する信号を出力するように構成されている。
【0028】
上記エンジン用電子制御装置4と自動変速機用電子制御装置18とは、相互にデータ通信可能に接続されており、自動変速機用電子制御装置18には、制御データとして、上記のアクセルペダル3の操作信号、スロットル開度センサ11の出力信号、車速センサ12の出力信号、冷却水温度センサ13の出力信号、ブレーキスイッチ14の出力信号などが入力されている。また、自動変速機用電子制御装置18からは、各変速段を設定する信号がエンジン用電子制御装置4に送信されている。
【0029】
一方、ブレーキ装置19には、運転者により操作されるブレーキペダル、ブレーキペダルの踏み込み力を油圧に変換するマスターシリンダ、マスターシリンダの油圧が作用するホイールシリンダ、ホイールシリンダに作用する油圧を電気的に制御するソレノイドバルブ、各車輪の回転速度を検出する回転速度センサなどが含まれる。このブレーキ装置19は、ブレーキペダルの操作によりホイールシリンダに油圧が供給されて制動力を生じる機能と、回転速度センサや自動変速機用電子制御装置18またはエンジン用電子制御装置4から転送される信号に基づいてホイールシリンダに油圧を供給する機能とを備えている。
【0030】
また、クルーズコントロール装置20は、エンジン4および自動変速機2を制御して車両を定速走行させるためのもので、車速の設定、解除、復帰などの制御が行われる。クルーズコントロール装置20の信号はエンジン用電子制御装置4および自動変速機用電子制御装置18に入力され、アクセルペダル3を踏み込まなくても電子スロットルバルブ7の開度が制御され、車速を自動的に一定に維持することが可能である。なお、定速走行制御の実行中にアクセルペダル3、ブレーキペダル、自動変速機2のシフトレバー、パーキングレバーが操作された場合にも、定速走行制御が解除されるように構成されている。
【0031】
懸架装置21は車体を支持し、かつ、車体の振動や操縦安定性などの挙動を制御するためのもので、懸架装置21はショックアブソーバ、エアスプリング、ショクアブソーバの減衰力を制御するアクチュエータ、エアスプリングのばね定数や減衰力を制御するアクチュエータが含まれる。この懸架装置21は、車両の走行条件に応じてショックアブソーバの減衰力、エアスプリングの減衰力やばね定数がコンピュータで制御され、操縦安定性、乗り心地の向上が図られる。
【0032】
さらにまた、補機装置22には、エアーコンディショナー、フォグランプ、ワイパー、ホーンなどが含まれる。また、車両の走行方向を制御する操舵装置23には、運転者により操作されるステアリングホイール、ステアリングホイールの回転をステアリングリンク機構に伝達するギヤボックス、ギヤボックスに油圧を供給するベーンポンプ、この油圧を電気的に制御するソレノイドバルブなどが含まれる。そして、車速に応じて操舵力が制御され、操作性が向上される。
【0033】
一方、自動変速機用電子制御装置18、ブレーキ装置19、クルーズコントロール装置20、懸架装置21、補機装置22、操舵装置23には、ナビゲーションシステム24がデータ通信可能に接続されており、ナビゲーションシステム24により検出されたデータに基づく信号が、エンジン用電子制御装置4、自動変速機用電子制御装置18、ブレーキ装置19、クルーズコントロール装置20、懸架装置21、補機装置22、操舵装置23に入力され、各装置の制御内容が、ナビゲーションシステム24により検出された情報に基づいて補正・変更可能される構成になっている。
【0034】
ナビゲーションシステム24は、電子制御装置25とプレーヤ26と出力装置27と第1情報検出装置28と第2情報検出装置29とを備えている。プレーヤ26と出力装置27と第1情報検出装置28と第2情報検出装置29とが電子制御装置25により制御される。
【0035】
この電子制御装置25は、中央演算処理装置(CPU)および記憶装置(RAM、ROM)並びに入出力インターフェースを主体とするマイクロコンピュータにより構成されている。プレーヤ26は、光ディスクや磁気ディスクなどの情報記録媒体に記憶されている情報を読み取り、かつ、車両の走行予定道路や目的地の入力操作を行うためのものである。
【0036】
前記情報記録媒体には車両の走行に必要な情報、例えば地図、地名、道路、道路周辺の主要建築物などが記憶されているとともに、具体的な道路状況、例えば、直線路、カーブ、登坂、降坂、市街地、山間地、普通道路、高速道路、各道路における道路標識、交通法規などが記憶されている。
【0037】
また、出力装置27はプレーヤ26により読み取られた情報や、目的地までの走行予定道路、走行予定道路の道路状況、自車両の現在位置、他車両の存在およびその位置、障害物の有無やその位置などを画像や音声により出力するためもので、出力装置27にはマルチディスプレイ、スピーカ、ブザー、チャイムなどが含まれる。
【0038】
さらに、第1情報検出装置28は自立航法により自車両の現在位置や道路状況あるいは他車両との車間距離などを検出するためのもので、第1情報検出装置28には、車両の走行する方位を検出する地磁気センサ、ステアリングホイール舵角を検出するステアリングセンサ、道路の勾配を検出する勾配センサ、先行車両の認識や車間距離を検出するビデオカメラ,レーザークルーズ装置,距離センサなどが含まれる。
【0039】
さらにまた、第2情報検出部装置29は電波航法により自車両の現在位置、道路状況、他車両、障害物、天候などを検出するためのもので、第2情報検出部装置29には、人工衛星からの電波を受信するGPSアンテナ、他車両に搭載されている検出装置としてのナビゲーションシステムの発信機から送信される電波や、路側に設置されているビーコンやサインポストから発信される電波や、VICS(ビークル・インフォメーション&コミュニケーション・システム)、SSVS(スーパー・スマート・ビークル・システム)からの電波を受信するアンテナなどが含まれる。
【0040】
なお、他車両に搭載されているナビゲーションシステムの発信機から送信された電波を、自車両のナビゲーションシステム24により受信する方法としては、他車両から直接受信する方法と、VICSやSSVSを介して間接的に受信する方法とがある。
【0041】
上記エンジン1、自動変速機2、エンジン用電子制御装置4、自動変速機用電子制御装置18、油圧制御回路17、ブレーキ装置19、クルーズコントロール装置20、懸架装置21、操舵装置23などが請求項1および請求項2の挙動制御装置に相当し、ナビゲーションシステム24が請求項1および請求項2の外部情報検出装置に相当する。
【0042】
つぎに、この発明の具体的な制御例を説明する。各制御例において、他車両には、他車両の走行状態、周囲の道路状況、周囲の天候、周囲の障害物などを検出するため、各種のセンサと、上記ナビゲーションシステム24とほぼ同様な検出装置と、各種のセンサおよび検出装置により検出された情報を外部に発信する発信装置とが搭載されていることが前提になる。
【0043】
(第1制御例)
自車両が他車両の後方を追従して走行中に、他車両がワインディング路や低摩擦係数路に到達した場合に、自車両が各道路状況に到達してから挙動の制御が行われたのでは、他車両と自車両との挙動に差異が生じてしまい、自車両と他車両との車間距離が所期の状態に維持できなくなる可能性がある。第1制御例はこの問題を解決するためになされたものである。
【0044】
図1は第1制御例を示すフローチャートである。まず、他車両で検出された道路情報がナビゲーションシステム24により検出される(ステップ91)。そして、他車両で自動変速機の第4速を禁止する制御が行われているか否かが判断され(ステップ92)、ステップ92で肯定判断された場合は他車両がワインディング路にさしかかった可能性があるため、自動的に自動変速機2の第4速を禁止して減速を促す制御が行われ(ステップ93)、リターンされる。
【0045】
また、ステップ92で否定判断された場合は、他車両で自動変速機の第1速を禁止する制御が行われているか否かが判断される(ステップ94)。ステップ94で肯定判断された場合は、前方に低摩擦係数路が存在している可能性があるため、自動的に自動変速機2の第1速を禁止して車両の駆動力を抑制する制御が行われ(ステップ95)、リターンされる。なお、ステップ94で否定判断された場合はそのままリターンされる。
【0046】
このように、第1制御例によれば、自車両の前方を走行している他車両により検出されている道路情報と、他車両の挙動制御内容とをナビゲーションシステム24により事前に検出することが可能である。したがって、他車両がニューラルネットワーク制御やファジー制御により行っている挙動制御を、自車両が道路状況の変化する場所に到達する前に受信して、自車両の挙動を他車の制御内容とほぼ同様に制御することが可能であり、ドライバビリティが向上する。
【0047】
(第2制御例)
自車両及び他車両が定速走行機能を備えており、他車両の後方を自車両が追従走行している状態において、他車両で設定された定速走行速度と、自車両で設定された定速走行速度とに差が生じた場合、自車両と他車両との車間距離が狭くなって接近する可能性がある。この第2制御例は上記問題を解決するためである。
【0048】
第2制御例を図2のフローチャートに基づいて説明する。この制御例では、他車両が自車両と同様の定速走行機能を備えていることが前提になる。まず、ナビゲーションシステム24により、自車両の前方を走行している他車両のクルーズコントロール装置の制御情報が受信され、かつ、自車両と他車両との車間距離が検出される(ステップ21)。ついで、ナビゲーションシステム24により、他車両で定速走行制御が行われているか否かが判断される(ステップ22)。
【0049】
ステップ22で肯定判断された場合は、自車両が定速走行制御中であるか否かが判断される(ステップ23)。ステップ23で肯定判断された場合は、自車両の設定車速Vc1が他車両の設定車速Vc0を超えているか否かが判断される(ステップ24)。
【0050】
ステップ24で肯定判断された場合は、その時点における自車両と他車両との車間距離Lが、あらかじめ設定された所定値L1未満であるか否かが判断される(ステップ25)。この所定値L1は自車両の設定車速Vc1に基づいて設定されている。ステップ25で否定判断された場合は、充分な車間距離が確保されているため設定車速Vc1に基づいて通常の定速走行制御が実行され(ステップ26)、リターンされる。
【0051】
ステップ25で肯定判断された場合は、設定車速Vc1で定速走行制御が実行されたのでは車間距離が不十分になる可能性があるため、その時点における車間距離Lが、あらかじめ設定された所定値L2以下であるか否かが判断される(ステップ27)。この所定値L1は所定値L1よりも小さい値である。
【0052】
ステップ27で肯定判断された場合は、自車両と他車両との車間距離が一層狭まる可能性があるため、自動変速機2をダウンシフトさせてエンジンブレーキ力による減速が実行され(ステップ28)、リターンされる。なお、ステップ28では、クルーズコントロール装置20の信号により電子スロットルバルブ7を全閉させる制御や、ブレーキ装置19を電気的に制御して制動力を生じさせる制御を同時に行って減速力を増大させることも可能である。
【0053】
また、ステップ27で否定判断された場合は、そのままの設定車速Vc1では自車両と他車両との車間距離が徐々に狭められる可能性があるため、他車両の設定車速Vc0を目標として自車両の定速走行制御が実行され(ステップ29)、リターンされる。さらに、ステップ24で否定判断された場合は、自車両と他車両との車間距離が狭まる可能性がないためステップ26に進む。なお、ステップ22またはステップ23で否定判断された場合はそのままリターンされる。
【0054】
このように、第2制御例によれば、自車両及び他車両が定速走行機能を備えており、他車両の後方を自車両が追従走行している状態において、他車両の設定車速と自車両の設定車速の差や、自車両と他車両との車間距離に基づいて自車両の挙動が制御されるため、自車両と他車両との車間距離が狭まることを事前に回避することができ、ドライバビリティが向上する。
【0122】
なお、上記の第1制御例および第2制御例は、互いに組み合わせて行うことも可能である。また、第1制御例は、自車両の走行予定経路の前方に位置する車両であれば、直近の他車両以外の車両を対象にすることができる。そして、検出された情報の発生時刻に基づいて、自車両がその道路状況に到達した際に自車両の挙動制御装置を制御すればほぼ同様の作用効果を得られる。
【0123】
さらに、上記各制御例においては、他車両によって検出された情報を自車両で受信する構成を採用しているため、自車両に装備されたシステムでは検出することが不可能な情報、例えば摩擦係数などを得ることが可能であり、自車両の挙動制御装置を制御するための条件が拡大され、一層適切な挙動制御が可能になる。
【0124】
また、この発明は公知の無段変速機構を備えた自動変速機を搭載した車両にも適用可能である。また、この発明は、エンジンに代えて電動モータが搭載された電気自動車、または電動モータおよびエンジンが搭載されたハイブリッド車にも適用可能である。電動モータが用いられた場合は、電動モータの回生制動力により駆動力が低減される。また、電動モータが用いられた場合は、電動モータに供給する電流を制御することにより出力トルクの増減を行うことが可能である。
【0125】
【発明の効果】
以上のように請求項1に記載された発明によれば、自車両の前方を走行している他車両により検出されている道路情報と、他車両の挙動制御内容とを外部情報検出装置により事前に検出することが可能である。したがって、他車両が行っている挙動制御を、自車両が道路状況の変化する場所に到達する前に受信して、自車両の挙動を他車の制御内容とほぼ同様に制御することが可能であり、ドライバビリティが向上する。
【0126】
請求項2の発明によれば、他車両の自動速度制御装置の制御内容に基づいて自車両の挙動制御装置が自動的に制御されて自車両の挙動が制御されるため、自車両の挙動を他車両の車速に対応させることができる。したがって、他車両と自車両との車間距離が所期の状態に維持され、ドライバビリティが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の第1制御例を示すフローチャートである。
【図2】 この発明の第2制御例を示すフローチャートである。
【図3】 この発明が適用された車両のシステムを示すブロック図である。
Claims (2)
- 自車両の挙動を制御する挙動制御装置と、他車両の情報を当該他車両に搭載されている検出装置を介して検出する外部情報検出装置とを備え、この外部情報検出装置により検出された情報に基づいて前記挙動制御装置の制御が行われる車両の制御装置において、
前記外部情報検出装置により前記他車両の自動変速機のシフト情報を検出するシフト情報検出手段と、
前記シフト情報検出手段により、前記他車両の自動変速機における最高速段へのアップシフトの禁止が検出された場合に、前記自車両の自動変速機における最高速段へのアップシフトを禁止し、前記他車両の自動変速機における最低速段へのダウンシフトの禁止が検出された場合には、前記自車両の自動変速機における最低速段へのダウンシフトを禁止する挙動制御手段と
を備えていることを特徴とする車両の制御装置。 - 自車両の挙動を制御する挙動制御装置と、他車両の情報を当該他車両に搭載されている検出装置を介して検出する外部情報検出装置とを備え、この外部情報検出装置により検出された情報に基づいて前記挙動制御装置の制御が行われる車両の制御装置において、
前記外部情報検出装置により、前記挙動制御装置による定速走行制御の制御情報を検出する定速走行制御検出手段と、
前記定速走行制御検出手段により前記他車両が定速走行制御中であることが検出され、かつ前記自車両が定速走行制御中である場合であって、前記自車両の定速走行制御における設定車速が前記他車両の定速走行制御における設定車速よりも速く、かつ前記自車両と前記他車両との車間距離が、充分な車間距離が確保されているか否かを判断するために予め定めた所定値以下である場合に、前記挙動制御装置を制御して前記自車両を減速させる挙動制御手段と
を備えていることを特徴とする車両の制御装置。
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