JP4400616B2

JP4400616B2 - 車両用走行制御装置

Info

Publication number: JP4400616B2
Application number: JP2006326058A
Authority: JP
Inventors: 光彦森田; 国仁佐藤; 耕一澤田; 景一西山; 武志後藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-12-01
Filing date: 2006-12-01
Publication date: 2010-01-20
Anticipated expiration: 2018-09-04
Also published as: JP2007137418A

Description

本発明は、車両の走行状態（加速、減速、前進、後退、定速維持等）を制御する車両走行制御装置に係り、詳しくは、車両の制動系及びアクセル系の少なくとも一方に設けられたアクチュエータを手動操作部の操作量に応じた制御信号に基づいて駆動制御するようにした車両用走行制御装置に関する。

従来、例えば、制動系のマスタシリンダのピストン軸を往復動させるサーボモータ( アクチュエータ）をハンドルブレーキスイッチ（手動操作部）の操作量に応じた制御信号にて駆動制御するようにした制動装置が提案されている（特開平９−５８４２６）。このような制動装置によれば、緊急時に即座にハンドルスイッチを操作することにより、アクセルペダルからブレーキペダルへの踏み替え時間に起因した車両の空走距離を短縮することが可能となる。

上記のように手動操作部の操作量に応じた制御信号に基づいてアクチュエータの駆動制御を行うようにした車両用走行制御装置では、手動操作部の少ない操作量で必要な駆動量をアクチュエータに発生させなければならない。このような制限のなかで、運転者の不用意な操作や車両振動等の外乱に起因した操作の走行状態に対する影響が比較的大きく、手動操作部を操作する運転者の意思に従った走行状態が阻害され易い。

そこで、本発明の課題は、車両の制動系及びアクセル系の少なくとも一方に設けられたアクチュエータを手動操作部の操作量に応じた制御信号に基づいて駆動制御するようにした車両用走行制御装置において、手動操作部を操作する運転者の意思に従った走行状態を阻害され難くすることである。

上記課題を解決するため、本発明は、請求項１に記載されるように、車両の制動系及びアクセル系の少なくとも一方に設けられたアクチュエータを、手動操作部の操作量に応じた制御信号に基づいて駆動制御するようにした車両用走行制御装置において、前記手動操作部は、車両の操舵を行うためのステアリングホイールに設けられると共に、中立位置から２方向に移動可能な操作体と、該操作体に対して操作力が付加されない状態において当該操作体を該中立位置に保持する機構とを備え、前記操作体が中立位置にある場合にアクチュエータの駆動量をなくし、該操作体が中立位置から一方向に操作された場合と中立位置から他方向に操作された場合で、車両の走行特性が異なるような制御信号を生成する信号生成手段と、操作力が付加されていない状態での操作体の位置にて常にアクチュエータの駆動量がなくなるように制御信号を補正する中立位置補正手段と、を有し、前記中立位置補正手段は、前記ステアリングホイールの舵角が所定角度より大きい場合に、前記操作体の位置を示す操作位置データの補正値を演算して前記制御信号を補正することを特徴とするように構成することができる。
このような車両用走行制御装置では、ある走行特性（例えば、加速）にて車両を運転するために、操作体を一方向に操作すると、信号生成手段は、その走行特性におけるその操作量に応じた制御信号を生成する。そして、その制御信号に基づいてアクチュエータの駆動制御がなされる。その結果、車両はその走行特性に従った走行状態となる。
ここで、運転者が他の走行特性（例えば、減速）にて運転を行うために、まず、操作体から手（指）を離すと、操作体が中立位置に保持されるように移動される。操作体が中立位置に保持された状態で、信号生成手段は、アクチュエータの駆動量がなくなるような制御信号を生成し、その制御信号に基づいてアクチュエータの駆動量がなくなる。その結果、車両は一時的にその走行特性に従った走行制御が停止される。
その後、運転者がその操作体を中立位置から他方向に操作すると、信号生成手段は、当該他の走行特性におけるその操作量に応じた制御信号を生成する。そして、その制御信号に基づいてアクチュエータの駆動制御がなされる。その結果、車両はその他の走行特性に従った走行状態となる。上記のように、走行特性を切り換える場合、操作体から手を離して操作力が操作体に付加されなくなると、操作体が中立位置に保持されるように移動し、運転者は、操作体を中立位置から更に他方向に操作し易い状態になる。そして、１つの操作体で２つの走行特性での車両運転が可能となる。
上記異なる走行特性は、加速と減速、前進と後退、急激な加速と緩慢な加速、急激な減速と緩慢な減速など、１つの操作体の操作で使い分けるべき特性として適したものが、実際に想定される車両運転の走行パターン等から決めることができる。特に、幅の広い走行特性の切換えができるという観点から、本発明は、上記信号生成手段は、操作体が中立位置から一方に操作された場合と中立位置から他方向に操作された場合で、車両の走行特性が逆になるような制御信号を生成するように構成することができる。
このような車両用走行制御装置では、操作体の操作方向を変えることで、全く逆の走行特性での走行状態が得られる。逆の走行特性とは、加速と減速、前進と後退等のように、走行特性を表す情報の変化の方向が逆であることを意味する。また、上記のように手動操作部が該操作体に対して操作力が付加されない状態において当該操作体を該中立位置に保持する機構を備える場合、その機構の経年劣化等により、操作体に操作力が付加されない状態において操作体が中立位置と異なる位置に保持されてしまう場合がある。このような場合には、本来、アクチュエータの駆動量がなくなるような制御信号が生成されるにもかかわらず、中立位置とその異なる位置との差に対応した操作量に基づいた制御信号が発生して、アクチュエータが駆動されてしまう。
そのような事態を防止するという観点から、本発明は、上記車両用走行制御装置において、操作力が付加されていない状態での操作体の位置にて常にアクチュエータの駆動量がなくなるように制御信号を補正する中立位置補正手段を有するように構成することができる。このような車両用走行制御装置では、操作体を中立位置に保持する機構の経年変化等により、操作体に操作力が付加されない状態において操作体が中立位置と異なる位置に保持されてしまっても、中立位置補正手段が、操作体の保持位置にてアクチュエータの駆動量がなくなるように制御信号を補正する。これにより、操作体に操作力が付加されていない状態で常にアクチュエータの駆動量がなくなるようになる。
このような車両用走行制御装置では、ステアリングホイールを握って車両の操舵運転を行う運転者は、ステアリングホイールに設けられた手動操作部の操作を即座に行うことができる。
また、例えば、請求項２に記載されるように、車両の制動系及びアクセル系の少なくとも一方に設けられたアクチュエータを、手動操作部の操作量に応じた制御信号に基づいて駆動制御するようにした車両用走行制御装置において、
前記手動操作部は、中立位置から２方向に移動可能な操作体を備え、
該操作体が中立位置から一方向に操作された場合に生じる減速度は、前記操作体が中立位置から他方向に操作された場合に生じる加速度に比して、操作量の変化に対する変化率が小さいことを特徴とするように構成することができる。

また、例えば、請求項３に記載されるように、前記手動操作部の操作量を表す信号を微分処理する微分処理手段と、該微分処理手段にて得られた信号が所定値以上であるか否かを判定する判定手段と、該判定手段により前記微分処理手段にて得られた信号が所定値以上であると判定されたときに、アクチュエータの駆動量が上記手動操作部の操作量変動より緩やかに当該変動後の操作量に対応する駆動量まで変化するように制御信号を調整する信号調整手段と、を備えるように構成することができる。
こうすれば、手動操作部の操作量の変動に対するアクチュエータの駆動量の変動を電気的な処理によって容易に緩和することができる。

上記制御信号の調整を行うための操作量の変動の基準となる所定周波数は、時間的変動の頻繁さや急峻さの基準を表しており、手動操作部に外乱として加わる振動や走行特性を考慮して予め定められる。上記車両用走行制御装置において、請求項４に記載されるように、前記手動操作部の操作量を表す信号の所定周波数以上の成分を減衰させるローパスフィルタ手段と、該ローパスフィルタ手段にて処理された信号に基づいてアクチュエータを駆動するための制御信号を調整する手段と、を備えるように構成することができる。

このような車両用走行制御装置では、手動操作部の運転者の直接の操作による操作量に外乱等に起因して変動する操作量が重畳され、全体の操作量を表す信号に所定周波数以上の成分が含まれると、その成分がローパスフィルタ手段にて減衰される。そして、当該成分が減衰された信号に基づいてアクチュエータを駆動するための制御信号が調整される。その結果、上記外乱等に起因して変動する操作量がアクチュエータの駆動量に与える影響が低減される。

また、上記課題を解決するために、本発明は、請求項５に記載されるように、前記手動操作部の操作量が多くなるに従ってその操作量の増分に対するアクチュエータの駆動量の増分が多くなるような非線形特性にて当該アクチュエータを駆動させるための制御信号を生成する信号生成手段を有するように構成される。
このような車両用走行制御装置では、手動操作部の操作量が多くなればなるほど、その操作量の増分に対するアクチュエータの駆動量の増分が多くなるので、手動操作部の操作量が小さいうちは、アクチュエータの駆動量はあまり多くならない。運転者が自らの意思をもって手動操作部を多くの操作量にて操作した場合には、アクチュエータがより大きい駆動量にて駆動される。しかし、不用意に手動操作部に触れたとしても、僅かな操作量では、アクチュエータの駆動量に与える影響はより小さなものとなる。

各請求項記載の発明によれば、手動操作部の操作量の変動に基づいたアクチュエータの駆動量の変動が緩和される。その結果、手動操作部の変動の影響がアクチュエータの駆動制御に基づいた車両の走行状態に表れ難くなる。

以下、本発明の実施の一形態について図面に基づいて説明する。車両は、アクセルペダル及びブレーキペダルを備えており、それぞれの踏み込み操作によって、車両の走行及び制動がなされる。このような車両において、例えば、図１に示すように、ステアリングホイール１０の通常の握り位置の近傍に走行制御スイッチ１００が設けられている。この走行制御スイッチ１００は、後述するように、補助的なアクセル制御及び制動制御に用いられる。ステアリングホイール１０におけるこの走行制御スイッチ１００の設置部分は、図１のＡ−Ａ断面図である図２に示すように、くぼんでおり、走行制御スイッチ１００の操作レバー１０１の先端がステアリングホイール１０の外表面から突出しないようになっている。このような構造により、ステアリングホイール１０を操作する運転者が誤って操作レバー１０１を動かしてしまうことを防止している。

この走行制御スイッチ１００は、図３に示すように、操作レバー１０１が、終端位置（Ｂ）と（Ｆ）の間で往復動可能となっている。そして、この操作レバー１０１は、操作力が付加されない非操作状態において、中立位置（Ｎ）に保持されている。操作レバー１０１を終端位置（Ｂ）方向に操作すると、その操作量に応じた制動力が発生される。操作レバー１０１を反対側の終端位置（Ｆ）方向に操作すると、その操作量に応じたアクセル開度でのアクセル制御が行われるようになっている。

走行制御スイッチ１００の内部は、例えば、図４に示すような構造となっている。即ち、操作レバー１０１の両側に複合スプリング（弾性体）１０２及び１０３が設けられている。操作レバー１０１が終端位置（Ｂ）方向に操作されると、その方向に位置する複合スプリング１０２が圧縮され、操作レバー１０１の操作量に応じた反発力が操作レバー１０１に作用する。また、操作レバー１０１が終端位置（Ｆ）方向に操作されると、その方向に位置する複合スプリング１０３が圧縮され、操作レバー１０１の操作量に応じた反発力が操作レバー１０１に作用する。また、操作レバー１０１に操作力が付加されていない状態では、双方の複合スプリング１０２、１０３の作用によって操作レバー１０１が中立位置（Ｎ）に保持される。

各複合スプリング１０２及び１０３は、例えば、異なるバネ定数（弾性係数）となる２つ（３つ以上でもよい）のスプリングが直列接続された構造となっている。このような構造により、当該複合スプリングが圧縮されると、その圧縮量が多くなるに従って、バネ定数の小さいスプリングの圧縮量に対するバネ定数の大きいスプリングの圧縮量の比率が大きくなる。このため、操作レバー１０１の操作量が多くなるに従って、その操作量の増分に対する複合スプリングからの反発力の増分、即ち、操作力の増分が大きくなる。操作レバー１０１の操作量と操作力との関係が上記のような非線形関係となるため、操作を行おうとする運転者の積極的な意思なくして操作レバー１０１が多くの操作量にて操作されることはない。即ち、誤って操作レバー１０１が多くの操作量にて操作されることが防止される。

上記のような、各複合スプリング１０２及び１０３の特性は、バネ定数が連続的に変化するようなスプリングにて実現することも可能である。このようなスプリングは、連続的に線径の変化するワイヤにて製作することができる。上記操作レバー１０１は、図５に示すように、可変抵抗器の摺動子１０１ａに連結されており、操作レバー１０１の操作によってその摺動子１０１ａが抵抗体１０４上を摺動するようになっている。そして、摺動子１０１ａに接続された端子Ｏ₁及び終端位置（Ｆ）に近い抵抗体１０４の端子Ｏ₂を当該可変抵抗器の出力端子（Ｏ₁、Ｏ₂）としている。この可変抵抗器の抵抗体１０４の出力抵抗特性は、例えば、図６に示すように、終端位置（Ｂ）から逆の終端位置（Ｆ）に至るまで、操作レバー１０１の位置（ストローク）に応じて抵抗値が最大値Ｒ_Bから最小値Ｒ_Fに至るまで線形的に（直線的に）変化するようになっている。なお、操作レバー１０１が中立位置（Ｎ）に保持されている状態では、その出力抵抗値はＲ_Nになる。

走行制御装置の基本的な構成は、図７に示すようになっている。図７において、上記のような抵抗特性の可変抵抗器にて構成される走行制御スイッチ１００が制御ユニット２０に接続されている。制御ユニット２０は、走行制御スイッチ１００の操作レバー１０１の操作量に対応した抵抗値に対応する制御信号を車両制動系におけるホイルシリンダ圧を調整するブレーキアクチュエータ３０及びアクセル系におけるアクセル開度を調整するアクセルアクチュエータ４０に供給している。具体的には、例えば、図８に示すような加減速特性が得られるように、走行制御スイッチ１００の操作量に応じた抵抗値に基づいた制御信号がブレーキアクチュエータ３０及びアクセルアクチュエータ４０に供給される。

図８において、走行制御スイッチ１００の操作レバー１０１が中立位置（Ｎ）から終端位置（Ｂ）まで操作される間、その操作量（ストローク）に応じて、減速度がゼロから−Ｇ₁まで直線的に変化するような制動制御（ブレーキアクチュエータ３０の駆動制御）がなされる。また、操作レバー１０１が中立位置（Ｎ）から逆方向の終端位置（Ｆ）まで操作される間、その操作量（ストローク）に応じて、加速度がゼロからＧ₂まで直線的に変化するようなアクセル制御（アクセルアクチュエータ４０の駆動制御）がなされる。
上記のような走行制御装置により、ステアリングホイール１０に設けた走行制御スイッチ１００の操作レバー１０１の操作によって、車両の加速、減速、停止を行うことが可能となる。そして、前述したように、操作レバー１０１の操作量と操作力との関係が、操作量が多くなればなるほど加速度的にその操作力が増加するような非線形関係となっているため、操作レバー１０１の大きな操作量での誤操作が防止される。

なお、上述した例では、走行制御スイッチ１００の操作レバー１０１の操作量（ストローク）に基づいた加減速特性は、図８に示すように、線形特性であったが、例えば、図９に示すような非線形特性であってもよい。このような非線形特性は、走行制御スイッチ１００の可変抵抗器の出力特性にて実現することも、また、制御ユニット２０の制御信号の出力特性にて実現することも可能である。

このように走行制御スイッチ１００の操作レバー１０１の操作量に基づいた加減速特性が非線形特性となる場合、操作量が多くなるに従って、その操作量の増分に対する加減速の増分が大きくなる。即ち、その操作量の増分に対する各アクチュエータ３０、４０の駆動量の増分が大きくなるように、制御信号が調整される。このような特性によれば、運転者が不用意に操作レバー１０１に触れても、それに伴う操作量が小さいため、各アクチュエータ３０、４０の駆動量に与える影響は小さい。車両を大きな加減速度にて走行制御する場合には、運転者が自らの意思をもって操作レバー１０１を大きく操作しなければならない。

上記のような車両走行制御装置においては、運転者は車両運転の最中に、ステアリングホイール１０を握りながら、例えば、親指を走行制御スイッチ１００の操作レバー１０１にあてがうことになる。このような状態で車両が走行する際、路面の凹凸等に起因した振動がステアリングホイール１０を介して運転者の手に伝わり、その手の振動が操作レバー１０１に伝達してしまう。この操作レバー１０１が振動すると、各アクチュエータ３０、４０に供給されるべき制御信号が比較的高い周波数で変動し、安定した走行状態が得られない。

そこで、操作レバー１０１の振動にて車両の安定性が損なわれることを防止するため、制御ユニット２０は、例えば、図１０に示すような手順で操作レバー１０１の操作位置に係る信号を調整している。制御ユニット２０は、所定のタイミング信号に同期して処理を実行する。図１０において、走行制御スイッチ１００の出力抵抗値に基づいた信号をアナログ−デジタル変換して、例えば、図６に示す特性に従った、操作位置（ストローク）データＰ_swadが取得される（Ｓ１）。そして、その操作位置データＰ_swadと調整後の操作位置データＰ_sw（初期値「０」）との偏差Ｅ_rr（Ｐ_swad−Ｐ_sw）が演算される（Ｓ２）。この偏差Ｅ_rrが求まると、更に、この偏差の積分値ＩＥ_rrが演算される（Ｓ３）。具体的には、前回（前タイミング）での偏差の積分値ＩＥ_rro（初期値「０」）に当該演算された偏差Ｅ_rrが加算される（ＩＥ_rr＝ＩＥ_rro＋Ｅ_rr）。そして、この演算された積分値ＩＥ_rrが次回（次タイミング）使用べき偏差の前回積分値ＩＥ_rroとして設定され（Ｓ４）、更に、この演算された積分値ＩＥ_rrにフィルタ定数Ｋ_fを乗ずることにより、調整済の操作位置データＰ_swが演算される（Ｐ_sw＝ＩＥ_rr＊Ｋ_f）（Ｓ５）。

なお、上記ステップＳ５における操作位置データＰ_swを演算するために用いられるフィルタ定数Ｋ_fは、同期信号によるサンプリング周波数とカットオフ周波数に依存する。カットオフ周波数は、車両が走行する際に路面から拾う振動がステアリングホイール１０に設けれた走行制御スイッチ１００の操作レバー１０１にあてがわれる指に影響を及ぼす臨界的な周波数に基づいて定められる。

上記のようなＳ１からＳ５までの処理を繰り返すことによって、図１１に示すような伝達関数を用いて表されるローパスフィルタの機能が実現される。その結果、サンプリング周波数、カットオフ周波数に依存したフィルタ定数Ｋ_fで決まる特性に従って、走行制御スイッチ１００の実際の操作位置に対応した操作位置データＰ_swadの比較的高い周波変動分が除去され、調整後の操作位置データＰ_swが得られる。

そして、制御ユニット２０は、このように比較的高い周波変動成分が除去された操作位置データＰ_swに基づいて、例えば、図８や図９に示す特性に従って、各アクチュエータ３０、４０が駆動制御されるように、各アクチュエータ３０、４０に対する制御信号が生成される。このように、走行制御スイッチ１００の実際の操作位置に対応した操作位置データＰ_swadの比較的高い周波数成分が除去された後の操作位置データＰ_swに基づいてブレーキアクチュエータ３０及びアクセルアクチュエータ４０が制御されるので、車両振動がステアリングホイール１０に伝わっても、その影響が走行制御スイッチ１００の操作に基づいた走行制御に表れない。その結果、車両の安定した走行状態が保たれる。

上述したような構造の走行制御スイッチ１００では、操作レバー１０１に操作力が付加されていないときには、操作レバー１０１が常に中立位置（Ｎ）に保持されるような構造となっている。このような構造では、製造のばらつきや、機構部品の経年変化等により、操作力が付加されない状態（無負荷状態）で操作レバー１０１が保持される位置が、真の中立位置（Ｎ）（出力抵抗値がＲ_Nとなる位置）からずれることがある。このような場合、運転者が操作レバー１０１から指を離しても、走行制御スイッチ１００の出力に基づいた僅かながらの加減速度制御が行われてしまう。

そこで、走行制御スイッチ１００の操作レバー１０１に操作力を付加しない状態では、走行制御スイッチ１００の出力に基づいた各アクチュエータができるだけ駆動されないようにするため、制御ユニット２０は、例えば、図１２に示す手順に従った処理を実行する。図１２において、走行制御スイッチ１００の出力抵抗値に基づいた信号をアナログ−デジタル変換して、例えば、図６に示す特性に従った、操作位置（ストローク）データＰ_swadが取得される（Ｓ１１）。そして、その取得された操作位置データＰ_swadとその前回（前タイミング）取得された操作位置データＰ_swadoとを比較する（Ｓ１２）。

ここで、今回の操作位置データＰ_swadと前回の操作位置データＰ_swadoとが等しい場合（Ｓ１２、ＹＥＳ）は、走行制御スイッチ１００の操作がなされていないとして、更に、ステアリングホイール１０の舵角（操作角）Ｓｔｅｅｒ（絶対値）が所定角度Ｋａｎｇより大きいか否かが判定される（Ｓ１３）。この所定角度は、運転者が走行制御スイッチ１００を操作し得ないような状況となるようなステアリングホイール１０の舵角であって、例えば、９０°に設定される。

ステアリングホイール１０の舵角Ｓｔｅｅｒが所定角度Ｋａｎｇより大きい場合、即ち、走行制御スイッチ１００が操作されていないと見込まれる場合、操作レバー１０１に操作力が付加されていない状態で、操作位置データの補正値Ｐ_swgが演算される（Ｓ１４）。この演算は、例えば、Ｐ_swg＝（Ｐ_sw＋Ｐ_swgo）／２に従って行われる。上記式において、Ｐ_swは調整後の操作位置データであり、Ｐ_swgoは前回（前タイミング）における補正値である。即ち、この補正値Ｐ_swgは、前回の補正値Ｐ_swsoと今回の中立位置（Ｎ）に対応した操作位置（原点）データＰ_swの平均として演算される。そして、このように演算された補正値Ｐ_swgが次回の演算にて用いられる前回の補正値Ｐ_swgoとして設定される（Ｓ１５）。

その後、調整後の操作位置データＰ_swは、走行制御スイッチ１００の出力値に基づいた操作位置データＰ_swad（ステップＳ１にて取得）から補正値Ｐ_swgを差し引いた値（Ｐ_sw＝Ｐ_swad−Ｐ_swg）演算される（Ｓ１６）。そして、今回ステップＳ１にて取得された操作位置データＰ_swadが次回（次タイミング）の演算で用いられる前回の操作位置データＰ_swadoとして設定される。

なお、今回取得した操作位置データＰ_swadと前回取得した操作位置データＰ_swadoとが等しくない場合（Ｓ１２、ＮＯ）または、ステアリングホイール１０の舵角（操作角）Ｓｔｅｅｒが所定角度Ｋａｎｇ以下である場合には、走行制御スイッチ１００の操作レバー１０１が操作されている可能性があるので、特にステップＳ１４及びＳ１５での補正値Ｐ_swgに関する演算処理は行われない。

上記のようにして演算される補正値Ｐ_swgを用いて走行制御スイッチ１００の出力値に基づいた操作位置データＰ_swadを補正するようにしたので、操作レバー１０１に操作力が付加されていない状態では、当該操作レバー１０１の絶対的な位置がずれても、走行制御スイッチ１００の出力値に基づいて各アクチュエータができるだけ駆動されないようにすることができる。

更に、上記走行制御スイッチ１００は、その操作レバー１０１から指を離すと（操作力を除くと）、常に、中立位置（Ｎ）に戻る構造になっている。従って、走行制御スイッチ１００の操作レバー１０１の操作に従った走行制御が行われている過程で、運転者が操作レバー１０１から指を離すと、例えば、図１３（ａ）の時刻ｔ₁に示されるように、操作位置データＰ_swadが急激に変動してしまう。このような場合、その操作位置データＰ_swadに基づいた加減速制御が急激に変動することを防止するため、制御ユニット２０は、例えば、図１４に示す手順に従った処理を実行する。

図１４において、走行制御スイッチ１００の出力抵抗値に基づいた信号をアナログ−デジタル変換して、例えば、図６に示す特性に従った、操作位置（ストローク）データＰ_swadが取得される（Ｓ２１）。そして、操作位置データＰ_swadの微分値Ｄ_pswが演算される（Ｓ２２）。この微分値Ｄ_pswは、前回（前タイミング）の操作位置データＰ_swadoから今回ステップＳ２１にて取得した操作位置データＰ_swadとの差（Ｄ_psw＝Ｐ_swado−Ｐ_swad）として演算される。

次いで、この微分値Ｄ_pswが所定の基準値Ｋ_dより小さいか否かが判定される（Ｓ２３）。走行制御スイッチ１００の操作レバー１０１を操作して車両の走行制御を行っている場合には、図１３（ｂ）の時刻ｔ₁以前に示すように、当該微分値Ｄ_pswは、上記基準値Ｋ_dを超えることはない。このような状況では、微分値Ｄ_pswが所定値Ｋ_dより小さいと判定される（Ｓ２３、ＹＥＳ）。すると、過渡処理が実行さていることを表すフラグＦ_dがセット（Ｆ_d＝１）されているか否かが判定される（Ｓ２４）。このフラグＦ_dがセットされていない場合、ステップＳ２１で取得された操作位置データＰ_swadが出力すべき操作位置データＰ_swとして設定される（Ｓ２５）。そして、今回取得された操作位置データＰ_swadが次回の処理にて用いられる前回の操作位置データＰ_swadoとして設定される（Ｓ３１）。

以後、走行制御スイッチ１００の操作レバー１０１が急激に操作されて、対応する操作位置データＰ_swadの微分値Ｄ_pswが基準値Ｋ_dを超える状況が発生するまで、上記と同様の処理（ステップＳ２１、Ｓ２２、Ｓ２３、Ｓ２４、Ｓ２５、Ｓ３１）が繰り返し実行される。ここで、運転者が走行制御スイッチ１００の操作レバー１０１から指を離すと、操作レバー１０１は、中立位置（Ｎ）に急激に戻される。このとき、例えば、図１３（ｂ）の時刻ｔ₁で示すように、操作位置データＰ_swadが急激に変動し、その微分値Ｄ_pswが基準値Ｋ_dを超える（Ｓ２３、ＮＯ）。すると、上記フラグＦ_dがセットされ（Ｆ_d＝１）（Ｓ２６）、その後、ローパスフィルター処理（ＬＰＦ）が実行される（Ｓ２７）。このローパスフィルタ処理では、前述したように、図１２に示す手順に従って、取得された操作位置データＰ_swad（ｉｎ）から変化が緩和された状態の調整操作位置データＰ_swfが演算される。

そして、調整操作位置データＰ_swfが今回取得された操作位置データＰ_swadに等しいか否かが判定される（Ｓ２８）。これは、上記ローパスフィルタ処理によって変化が緩和された調整操作位置データＰ_swfが操作レバー１０１が急激に中立位置（Ｎ）に戻された後の操作位置データＰ_swadに達したか否かを判定するものである。そして、調整操作位置データＰ_swfが、まだ、ステップＳ２１で取得された操作位置データＰ_swadに達していない場合には、その調整操作位置データＰ_swfを出力すべき操作位置データＰ_swとして設定される（Ｓ３０）。そして、上記と同様に、今回取得された操作位置データＰ_swadが次回の処理にて用いられる前回の操作位置データＰ_swadoとして設定され（Ｓ３１）た後に、操作位置データＰ_swadの取得（Ｓ２１）、操作位置データＰ_swapの微分値Ｄ_psw.の演算（Ｓ２２）及び微分値Ｄ_pswの大きさ判定（Ｓ２３）が行われる。

運転者が操作レバー１０１から指を離した後で、その操作レバー１０１の操作位置に対応した操作位置データＰ_swadの変動が小さくなり、その微分値Ｄ_pswが基準値Ｋ_dより小さくなると、（Ｓ２３、ＹＥＳ）と、更に、フラグＦ_dがセットされているか否かが判定される（Ｓ２４）。この時点では、既にフラグＦ_dがセット（Ｆ_d＝１）されているので、上記ローパスフィルタ処理等（Ｓ２７Ｓ、２８）が実行され、そのローパスフィルタ処理（Ｓ２７）にて得られた調整操作位置データＰ_swfが出力すべき操作位置データＰ_swとして設定される（Ｓ３０）。以後、操作位置データＰ_swadoの設定（Ｓ３１）から上述した処理（Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ２３、Ｓ２４、Ｓ２７、Ｓ２８、Ｓ３０）が繰り返し実行される。

その結果、走行制御スイッチ１００の出力抵抗値に基づいた操作位置データＰ_swadは、例えば、図１３（ａ）の時刻ｔ₁におけるように、急激に変化した場合であっても、実際に出力される操作位置データＰ_swは、上記ローパスフィルタ処理の特性に従ってなだらかに減少してゆく。従って、その操作位置データＰ_swに基づいて生成される制御信号によって決まる目標減速度は、例えば、図１３（ｃ）に示すように、時刻ｔ₁から徐々に減少する。

上記のような処理を実行している際に、ローパスフィルタ処理により得られた調整操作位置データＰ_swfが徐々に低下して、その値が、操作レバー１０１が既に中立位置（Ｎ）に保持された状態で取得された操作位置データＰ_swadに等しくなると（Ｓ２８、ＹＥＳ）、上記フラグＦ_dがリセットされる（Ｆ_d＝０）（Ｓ２９）。そして、ローパスフィルタ処理にて得られた調整操作位置データＰ_swfが出力すべき操作位置データＰ_swとしてセットされた以後は、操作レバー１０１の急激な中立位置（Ｎ）の復帰する前と同様の処理（Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ２３、Ｓ２４、Ｓ２５、Ｓ３１）の処理が繰り返され、取得される操作位置データＰ_swadが出力すべき操作位置データＰ_swとして設定される（Ｓ３１）。

上記のような処理によれば、走行制御スイッチ１００を操作していた運転者がその操作レバー１０１から指を離したために、操作レバー１０１が急激に中立位置（Ｎ）に戻ったとしても、制御ユニット２０内で各アクチュエータに対する制御信号を生成するために出力される操作位置データＰ_swは、中立位置（Ｎ）に対応する値まで徐々に減少する。そのため、車両も急激に減速されることなく、徐々に減速され、その安定性が損なわれることはない。

なお、上記例においては、車両振動に起因した操作位置データの比較的高い周波数での変動を除去するための処理（図１０参照）、操作レバー１０１の中立位置（Ｎ）の変動にともなう補正（図１２参照）及び操作レバー１０１の急激な操作に対する操作位置データの調整処理（図１４参照）は、別々に行われるように説明した。しかし、それらのなかから２つ処理を任意に組み合わせて行うこと、あるいは、それら３つの処理をすべて行うことが可能である。

なお、運転者の手による操作にて車両の走行制御をなしうる走行制御スイッチとしては、種々の形態が考え得る。例えば、図１５に示すように、制動操作用のブレーキボタン１１０ａ，１１０ｂとアクセル操作用のアクセルボタン１２０を別々にステアリングホイール１０に設けることができる。アクセルボタン１２０の設置位置は、通常の運転操作時に運転者がステアリングホイール１０を握ったときに、その親指でそのボタンを押すことができるような位置に決められる。また、各ブレーキボタン１１０、１１０は、通常の運転操作時に運転者がステアリングホイール１０を握った状態で、親指を上方に延ばして各ボタンを押すことができるような位置に決められる。

この場合、各ボタンの操作圧力に応じた制動力及びアクセル開度が得られるように、制御ユニットは各アクチュエータを制御する。２つのブレーキボタン１１０ａ，１１０ｂはどちらを操作しても制動がかけられるようになっている。また、例えば、図１６に示すように、制動操作用のブレーキボタン１１０ａ、１１０ｂを図１５に示す場合と同様の位置に設置し、アクセル操作用の操作レバー１３０を右側のブレーキ操作ボタン１１０ｂの上部に設置するようにしてもよい。この場合、アクセル操作がレバー操作でできるようになるので、アクセル状態を保持するための操作が、図１５に示す例のようにアクセルボタン１２０を押し続ける操作より行い易くなる。また、ブレーキ操作とアクセル操作が異なっているため、運転者は、車両前方から視線をそらすことなくブレーキボタン１１０ａ、１１０ｂと操作レバー１３０を指先で判断することができるようになる。

本発明の実施の一形態に係る車両走行制御装置の走行制御スイッチの設置位置を示す図である。図１に示す走行制御スイッチのステアリングホイールでの設置状態を示す断面図である。走行制御スイッチの操作レバー位置を示す図である。走行制御スイッチの構造例を示す図である。走行制御スイッチの操作レバーと摺動抵抗器との関係を示す図である。操作レバーの操作量（ストローク）と走行制御スイッチの出力抵抗値との関係を示す図である。本発明の実施の一形態に係る車両用走行制御装置の構成を示すブロック図である。走行制御スイッチの操作レバーの操作量とその操作量に基づいて制御される加減速度との関係を示す特性図である。走行制御スイッチの操作レバーの操作量とその操作量に基づいて制御される加減速度との他の関係を示す特性図である。制御ユニットでの処理の例を示すフローチャートである。図１０に示す処理で実現されるローパスフィルタを伝達関数で示したブロック図である。制御ユニットでの処理の他の例を示すフローチャートである。操作レバーの操作に基づいた操作位置データの状態、その変動を表す操作位置データの微分値及び操作位置データに基づいて決定される目標減速度を示す特性図である。制御ユニットでの処理の更に他の例を示すフローチャートである。走行制御スイッチの他の設置例を示す図である。走行制御スイッチの更に他の設置例を示す図である。

符号の説明

１０ステアリングホイール
２０制御ユニット
３０ブレーキアクチュエータ
４０アクセルアクチュエータ
１００走行制御スイッチ
１０１操作レバー
１０２、１０３複合スプリング
１０４摺動抵抗器

Claims

車両の制動系及びアクセル系の少なくとも一方に設けられたアクチュエータを、手動操作部の操作量に応じた制御信号に基づいて駆動制御するようにした車両用走行制御装置において、
前記手動操作部は、車両の操舵を行うためのステアリングホイールに設けられると共に、中立位置から２方向に移動可能な操作体と、該操作体に対して操作力が付加されない状態において当該操作体を該中立位置に保持する機構とを備え、
前記操作体が中立位置にある場合にアクチュエータの駆動量をなくし、該操作体が中立位置から一方向に操作された場合と中立位置から他方向に操作された場合で、車両の走行特性が異なるような制御信号を生成する信号生成手段と、
操作力が付加されていない状態での操作体の位置にて常にアクチュエータの駆動量がなくなるように制御信号を補正する中立位置補正手段と、を有し、
前記中立位置補正手段は、前記ステアリングホイールの舵角が所定角度より大きい場合に、前記操作体の位置を示す操作位置データの補正値を演算して前記制御信号を補正することを特徴とする、
車両用走行制御装置。
車両の制動系及びアクセル系の少なくとも一方に設けられたアクチュエータを、手動操作部の操作量に応じた制御信号に基づいて駆動制御するようにした車両用走行制御装置において、
前記手動操作部は、中立位置から２方向に移動可能な操作体を備え、
該操作体が中立位置から一方向に操作された場合に生じる減速度は、前記操作体が中立位置から他方向に操作された場合に生じる加速度に比して、操作量の変化に対する変化率が小さいことを特徴とする、
車両用走行制御装置。
前記手動操作部の操作量を表す信号を微分処理する微分処理手段と、
該微分処理手段にて得られた信号が所定値以上であるか否かを判定する判定手段と、
該判定手段により前記微分処理手段にて得られた信号が所定値以上であると判定されたときに、アクチュエータの駆動量が上記手動操作部の操作量変動より緩やかに当該変動後の操作量に対応する駆動量まで変化するように制御信号を調整する信号調整手段と、
を備える請求項１又は２に記載の車両用走行制御装置。
前記手動操作部の操作量を表す信号の所定周波数以上の成分を減衰させるローパスフィルタ手段と、
該ローパスフィルタ手段にて処理された信号に基づいてアクチュエータを駆動するための制御信号を調整する手段と、
を備える請求項１又は２に記載の車両用走行制御装置。
前記手動操作部の操作量が多くなるに従ってその操作量の増分に対するアクチュエータの駆動量の増分が多くなるような非線形特性にて当該アクチュエータを駆動させるための制御信号を生成する信号生成手段を有する、
請求項１又は２に記載の車両用走行制御装置。