JP4483696B2 - 車両の定速走行制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、自車の車速が下限車速以上での走行中であって、かつ、ドライバーによりスイッチ操作を行うと、原則的にスイッチ操作時の車速を維持する定速走行制御手段を備えた車両の定速走行制御装置の技術分野に属する。

従来の定速走行制御装置（ＡＳＣＤ：Auto Speed Control Device）は、自車の車速が下限車速以上での走行中であって、かつ、ドライバーによりＡＳＣＤスイッチの操作を行うと、原則的にスイッチ操作時の車速を維持するが、この定速走行制御中に前方車両等の障害物が検知された場合、自車と障害物との間隔や相対車速等を基に、車間一定制御を適用することで、安全性を確保するようにしている。そして、ドライバーが前方障害物等に気づき、停車（制動）しようとしても、車両発生トルクが大きく、停車不能とならないように、規定車速（＝下限車速）以下では、定速走行制御に移行しないように設定されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。
特開平６−１１９５９９号公報 特許第３２２９２１５号公報 特開平７−２００９９９号公報

しかしながら、従来の車両の定速走行制御装置にあっては、定速走行制御の開始を許可する下限車速を、予め決められた固定値による規定車速としていたため、渋滞時や連続登坂時等、規定車速よりも低速での定速走行を適用したい状況において、定速走行機能を使うことができない、という問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、低速での定速走行を適用したい状況において、定速走行機能を使うことができる車両の定速走行制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、自車の車速が下限車速以上での走行中であって、かつ、ドライバーによりスイッチ操作を行うと、原則的にスイッチ操作時の車速を維持する定速走行制御手段を備えた車両の定速走行制御装置において、
自車周辺情報として自車周辺の地形情報を収集する自車周辺情報収集手段を設け、
前記定速走行制御手段は、地形情報により自車の走行路面が連続登坂路であると判断される場合、前記下限車速を規定車速よりも低速側に切り替え設定することを特徴とする。

よって、本発明の車両の定速走行制御装置にあっては、定速走行制御手段において、地形情報により自車の走行路面が連続登坂路であると判断される場合、下限車速が規定車速よりも低速側に切り替え設定される。すなわち、規定車速よりも低速での走行中であっても、切り替え設定された下限車速以上の車速であれば、ドライバーの制御意志をあらわすスイッチ操作を行うことにより定速走行制御が開始されることになる。この結果、走行抵抗が大きく車速が出ない連続登坂路を走行する状況において、定速走行機能を使うことができる。

以下、本発明の車両の定速走行制御装置を実施するための最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は左右前輪をエンジンとモータとで駆動するハイブリッド車両に適用された実施例１の定速走行制御装置を示す全体システム図である。
実施例１の定速走行制御装置は、図１に示すように、ＣＰＵ101と、ＧＰＳ201（地形情報収集手段）と、車速センサ202と、ブレーキセンサ203と、シフトセンサ204と、ＡＳＣＤスイッチ205と、ギャップセンサ206（障害物情報収集手段、相対距離検出手段）と、エンジン301と、インバータ302と、駆動用モータ303と、電池304と、トランスミッション305と、を備えている。

前記ＣＰＵ101は、ＡＳＣＤ制御時、原則的に、車速センサ202からの車速検出値が下限車速以上であり、且つ、ＡＳＣＤスイッチ205の入力値がONである場合、ＡＳＣＤスイッチON時の車速を維持するように、シフトセンサ204の検出値を参照し、エンジン301及び駆動用モータ303のそれぞれへ出力トルク指令を送信し、トランスミッション305を介して駆動輪へとトルク出力させている。
その際、ＣＰＵ101は、エンジン301、インバータ302、駆動用モータ303、電池304、トランスミッション305の状態をモニタし、温度上昇などの異常発生時や、電池SOC低下時には、当該ＡＳＣＤ制御ユニットの使用を制限するなども行っている。
なお、下記の３つの条件の何れかが成立した場合、
・車速センサ202からの検出値が一定値以下となった場合
・ブレーキセンサ203がON（ブレーキON）となった場合
・ＡＳＣＤスイッチ205がOFF（ＡＳＣＤ機能OFF）となった場合
ＡＳＣＤ機能はキャンセルされる。

前記ＧＰＳ201は、自車周辺の地形情報を収集し、その情報をＣＰＵ101へ送信する。前記車速センサ202は、自車速度を検出し、その情報をＣＰＵ101へ送信する。
前記ブレーキセンサ203は、ドライバーが制動指令としてブレーキペダルを踏んだことを検出し、その情報をＣＰＵ101へ送信する。
前記シフトセンサ204は、ドライバーが設定したシフトポジション情報を検出し、その情報をＣＰＵ101へ送信する。
前記ＡＳＣＤスイッチ205は、ドライバーがＡＳＣＤ機能を適用／キャンセル指令する際に使用するスイッチであり、スイッチ信号をＣＰＵ101へ送信する。
前記ギャップセンサ206は、前方車両などの被移動体を含む障害物と自車との相対距離を検出し、その情報をＣＰＵ101へ送信する。

前記エンジン301は、ＣＰＵ101からのトルク指令に応じてトランスミッション305を介して駆動輪（左右前輪）へとトルクを出力する。

前記インバータ302は、ＣＰＵ101からのトルク指令に応じて駆動用モータ303へとトルク出力させるよう、電池304から電気エネルギー（直流）を電気エネルギー（交流）へと変換し、供給する。駆動用モータ303が回生制動する際は、回生により発生する電気エネルギー（交流）を電池304へと戻す（充電する）よう、電気エネルギー（交流）を電気エネルギー（直流）へと変換する。

前記駆動用モータ303は、インバータ302から供給された電気エネルギー（交流）に応じてトランスミッション305を介して駆動輪へとトルクを出力する。また、回生制動時は駆動輪の回生制動エネルギーをトランスミッション305を介して受け、これを電気エネルギー（交流）へと変換し、インバータ302を介して電池304へと電気エネルギー（直流）を戻す。

前記電池304は、インバータ302がＣＰＵ101より受信した駆動用モータ303へのトルク指令に応じ、インバータ302へと電気エネルギー（直流）を供給する。また、回生制動時はインバータ302より電気エネルギー（直流）を受ける。

前記トランスミッション305は、エンジン301及び駆動用モータ303の発生トルクを受け、これを駆動輪へと供給する。

次に、作用を説明する。
［定速走行制御処理］
図２は実施例１のＣＰＵ101にて実行される定速走行制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する（定速走行制御手段）。

ステップＳ１では、ＧＰＳ201からの地形情報及びギャップセンサ206からの障害物情報による自車周辺情報を収集し、ステップＳ２へ移行する（自車周辺情報収集手段）。

ステップＳ２では、ステップＳ１での自車周辺情報の収集に続き、地形情報及び障害物情報に基づき、自車周辺情報が予め決められている規定車速よりも低速で定速走行を適用したい状況を示すとき、定速制御を許可する下限車速を規定車速（本制御適用前の下限車速）よりも低速側に切り替え設定し、ステップＳ３へ移行する。

ステップＳ３では、ステップＳ２での下限車速の設定に続き、ＡＳＣＤスイッチ205がONか否かを判断し、Yesの場合はステップＳ４へ移行し、Noの場合はステップＳ１へ戻る。

ステップＳ４では、ステップＳ３でのＡＳＣＤスイッチONの判断に続き、車速センサ202からの車速検出値が、ステップＳ２において設定した下限車速以上であるか否かを判断し、Yesの場合はステップＳ５へ移行し、Noの場合はステップＳ６へ移行する。

ステップＳ５では、ステップＳ４での車速検出値が下限車速以上であるとの判断に続き、定速走行制御をONとし、リターンへ移行する。

ステップＳ６では、ステップＳ４での車速検出値が下限車速未満であるとの判断に続き、定速走行制御をキャンセルし、リターンへ移行する。

［下限車速の設定］
実施例１の定速走行制御では、自車周辺情報が予め決められている規定車速よりも低速で定速走行を適用したい状況を示すとき、定速走行制御を許可する下限車速を規定車速よりも低速側に切り替え設定する。

具体的には、ＧＰＳ201からの地形情報により自車の走行路面が連続登坂路であると判断される場合、下限車速を規定車速よりも低速側に切り替え設定する。この場合、下限車速を規定車速よりも低速側の固定車速に切り替え設定しても良いし、また、登坂勾配が明かな場合には、登坂勾配が大きな勾配を示すほど、下限車速を、段階的に、あるいは、無段階により低速側の車速に設定する。

また、ギャップセンサ206からの障害物情報により自車周辺に障害物が無いと判断される場合、下限車速を規定車速よりも低速側に切り替え設定する。この場合、下限車速を規定車速よりも低速側の固定車速に切り替え設定する。

さらに、ギャップセンサ206からの障害物情報により自車周辺に障害物有りと判断される場合、自車と障害物との相対距離ΔLが設定距離ΔL1以上であると、下限車速を規定車速よりも低速側に切り替え設定する。この場合、自車と障害物との相対距離ΔLの単位時間当たりの変化量により自車と障害物との相対車速を算出し（相対車速検出手段）、図３に示すように、自車と障害物との相対距離ΔLが設定距離ΔL1以上である場合、相対距離ΔL1が大きいほど下限車速をより低速側に設定すると共に、下限車速の低下勾配を、相対車速が障害物から自車が離れる値（相対車速：高）であるほど大きく設定し、相対車速が障害物に自車が近づく値（相対車速：低）であるほど小さく設定する。

なお、下限車速の可変領域の上限は、障害物を回避する制動性能により予め決められた規定車速（例えば、40km/h）とする。

［定速走行制御作用］
連続登坂路を走行している場合や渋滞時であるが自車の先行車両との間に十分な車間距離が確保されている走行時には、図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２へと進み、ステップＳ２において、定速走行制御を許可する下限車速が規定車速よりも低速側に切り替え設定される。

そこで、ドライバーが定速走行制御機能を活用しようと、ＡＳＣＤスイッチ205をONにすると、自車の速度は登坂路走行や渋滞により低速であるにもかかわらず、下限車速以上であるという車速条件を満足し、図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５へと進み、ステップＳ５では、定速走行制御が開始され、キャンセル車速未満にならない限り、定速走行制御がそのまま維持される。

例えば、図４の上部分に示すように、従来設定で車速センサ検出値が時刻t1の時点で下限車速の設定値（下限設定値）を超えるような走行状況である場合には、時刻t1から所定時間遅れた時刻t2の時点でＡＳＣＤスイッチをONにすると、ＡＳＣＤ制御適用は、時刻t2の時点からONとなり、ＡＳＣＤに移行することができる。

一方、図４の中部分に示すように、従来設定で車速センサ検出値が下限車速の設定値を超えることがない走行状況である場合には、時刻t2の時点でＡＳＣＤスイッチをONにしても、ＡＳＣＤ制御適用はなく、車速センサ検出値・ＡＳＣＤスイッチ・ＡＳＣＤ制御適用は無く、ＡＳＣＤに非移行となる。

これに対し、実施例１の定速走行制御装置を搭載した車両では、図４の下部分に示すように、車速センサ検出値が従来設定による下限車速の設定値を超えることがない走行状況であっても、提案設定による下限車速は、１点鎖線に示すように、相対速度は一定であるが相対距離の増大にしたがって低下してゆき、時刻t3の時点で車速センサ検出値が下限車速の設定値を超えることになるため、時刻t4の時点でＡＳＣＤスイッチをONにすると、ＡＳＣＤ制御適用は、時刻t4の時点からONとなり、ＡＳＣＤに移行することができる。つまり、実施例１では、従来設定ＡＳＣＤ非移行と提案設定ＡＳＣＤ移行との対比から明らかなように、ＡＳＣＤ制御適用範囲を拡大できることになる。

よって、連続登坂路走行時や渋滞時等であって、低速での定速走行を適用したい状況において、従来は使うことができなかったＡＳＣＤ機能を使うことができる。しかも、自車の前方に障害物が存在する場合には、障害物との相対距離ΔLと相対車速に応じた適切な値の下限車速、つまり、ドライバーが前方障害物などに気づき、停車（制動）しようとした際に確実に停車できる車速に設定され、ＡＳＣＤ機能の利便性や有効性を向上させることができる。

次に、効果を説明する。
実施例１の車両の定速走行制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) 自車の車速が下限車速以上での走行中であって、かつ、ドライバーによりスイッチ操作を行うと、原則的にスイッチ操作時の車速を維持する定速走行制御手段を備えた車両の定速走行制御装置において、自車周辺情報を収集する自車周辺情報収集手段を設け、前記定速走行制御手段は、自車周辺情報が予め決められている規定車速よりも低速で定速走行を適用したい状況を示すとき、前記下限車速を規定車速よりも低速側に切り替え設定するため、低速での定速走行を適用したい状況において、定速走行機能を使うことができる。

(2) 前記自車周辺情報収集手段は、自車周辺の地形情報を収集するＧＰＳ201であり、前記定速走行制御手段は、ＧＰＳ201からの地形情報により自車の走行路面が連続登坂路であると判断される場合、前記下限車速を規定車速よりも低速側に切り替え設定するため、例えば、走行抵抗が大きく車速が出ない連続登坂路を走行する場合に定速走行機能を使うことができる。

(3) 前記自車周辺情報収集手段は、自車の進行方向に存在する障害物情報を収集するギャップセンサ206であり、前記定速走行制御手段は、ギャップセンサ206からの障害物情報により自車周辺に障害物が無いと判断される場合、前記下限車速を規定車速よりも低速側に切り替え設定するため、例えば、自車の前方に先行車が存在しない直線の一般路を走行する場合に定速走行機能を使うことができる。

(4) 自車と障害物との相対距離ΔLを検出するギャップセンサ206を設け、前記定速走行制御手段は、障害物情報により自車周辺に障害物有りと判断される場合、自車と障害物との相対距離ΔLが設定距離ΔL1以上であると、前記下限車速を規定車速よりも低速側に切り替え設定するため、例えば、自車の前方に先行車両が常に存在するが全体としては低速にて流れている渋滞状況での高速道路走行時に定速走行機能を使うことができる。

(5) 自車と障害物との相対車速を検出する相対車速検出手段を設け、前記定速走行制御手段は、自車と障害物との相対距離ΔLが設定距離ΔL1以上である場合、相対距離ΔLが大きいほど前記下限車速をより低速側に設定すると共に、前記下限車速の低下勾配を、相対車速が障害物から自車が離れる値であるほど大きく設定するため、障害物との相対距離ΔLと相対車速に応じた適切な値の下限車速に設定され、ＡＳＣＤ機能の利便性や有効性を向上させることができる。

(6) 前記定速走行制御手段は、前記下限車速の可変領域の上限を、障害物を回避する制動性能により予め決められた規定車速とするため、下限車速の可変設定が簡単なロジックの追加で達成できると共に、本発明を適用する前の下限車速（＝規定車速）をそのまま残すことで、必要以上に下限車速が高まることを防止することができる。

以上、本発明の車両の定速走行制御装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１では、渋滞時や連続登坂時において、ＡＳＣＤ機能を使うことができるようにした例を示したが、例えば、渋滞時や連続登坂時以外でも、要するに、低速での定速走行を適用したい走行状況であれば、下限車速を規定車速よりも定速側に切り替え設定する本発明の定速走行制御を適用しても良い。

実施例１では、前輪駆動のハイブリッド車両への適用例を示したが、自車の車速が下限車速以上での走行中であって、かつ、ドライバーによりスイッチ操作を行うと、原則的にスイッチ操作時の車速を維持する定速走行制御手段を備えた車両であれば、後輪駆動のハイブリッド車両やハイブリッド四輪駆動車やエンジン車両や電気自動車等にも適用することができる。

ハイブリッド車両に適用された実施例１の定速走行制御装置を示す全体システム図である。 実施例１のＣＰＵにて実行される定速走行制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１の定速走行制御処理にて用いられる障害物との相対距離・相対車速に応じた下限車速設定マップの一例を示す図である。 従来設定でＡＳＣＤに移行する場合の車速センサ検出値・ＡＳＣＤスイッチ・ＡＳＣＤ制御適用と従来設定でＡＳＣＤに非移行する場合の車速センサ検出値・ＡＳＣＤスイッチ・ＡＳＣＤ制御適用と提案設定でＡＳＣＤに移行する場合の車速センサ検出値・ＡＳＣＤスイッチ・相対距離・相対速度・ＡＳＣＤ制御適用を示すタイムチャートである。

符号の説明

101 ＣＰＵ
201 ＧＰＳ（地形情報収集手段）
202 車速センサ
203 ブレーキセンサ
204 シフトセンサ
205 ＡＳＣＤスイッチ
206 ギャップセンサ（障害物情報収集手段、相対距離検出手段）
301 エンジン
302 インバータ
303 駆動用モータ
304 電池
305 トランスミッション

Claims (5)

1. 自車の車速が下限車速以上での走行中であって、かつ、ドライバーによりスイッチ操作を行うと、原則的にスイッチ操作時の車速を維持する定速走行制御手段を備えた車両の定速走行制御装置において、
   自車周辺情報として自車周辺の地形情報を収集する自車周辺情報収集手段を設け、
   前記定速走行制御手段は、地形情報により自車の走行路面が連続登坂路であると判断される場合、前記下限車速を規定車速よりも低速側に切り替え設定することを特徴とする車両の定速走行制御装置。
2. 請求項１に記載された車両の定速走行制御装置において、
   前記自車周辺情報収集手段は、自車の進行方向に存在する障害物情報を収集し、
   前記定速走行制御手段は、障害物情報により自車周辺に障害物が無いと判断される場合、前記下限車速を規定車速よりも低速側に切り替え設定することを特徴とする車両の定速走行制御装置。
3. 請求項２に記載された車両の定速走行制御装置において、
   自車と障害物との相対距離を検出する相対距離検出手段を設け、
   前記定速走行制御手段は、障害物情報により自車周辺に障害物有りと判断される場合、自車と障害物との相対距離が設定距離以上であると、前記下限車速を規定車速よりも低速側に切り替え設定することを特徴とする車両の定速走行制御装置。
4. 請求項３に記載された車両の定速走行制御装置において、
   自車と障害物との相対車速を検出する相対車速検出手段を設け、
   前記定速走行制御手段は、障害物情報により自車周辺に障害物有りと判断される場合、自車と障害物との相対距離が設定距離以上であると、前記下限車速を規定車速よりも低速側に切り替え設定することを特徴とする車両の定速走行制御装置。
5. 請求項１乃至４の何れか１項に記載された車両の定速走行制御装置において、
   前記定速走行制御手段は、前記下限車速の可変領域の上限を、障害物を回避する制動性能により予め決められた規定車速とすることを特徴とする車両の定速走行制御装置。

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