JP7294160B2 - 車両制御システム - Google Patents

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Description

本発明は、車間距離制御(ACC:Adaptive Cruise Control)を行う車両制御システムに関する。
運転支援制御として、ACCが知られている。ACCでは、追従対象と車両の間の距離を設定距離に保つように車両が制御される。特開2002-211270号公報には、ACCの実行中に設定速度を一時的に増加させるブーストスイッチを備える車両制御システムが開示されている。設定速度は、ACCの実行中における上限速度であり、ドライバにより設定される。ブーストスイッチは、ステアリングホイールの周辺に設けられる。
追従対象を追い越すことをドライバが希望した場合、ドライバは、ステアリングホイールの操作に加えて、アクセルペダルを踏み込むことが予想される。ここで、アクセルペダルの踏み込みは、ACCの実行を一時的に待機させる動作であり、ACCの実行上の問題は生じない。ただし、アクセルペダルを踏み込むためには、ドライバが足を動かす必要があり、思いのほか煩わしい。この点、ブーストスイッチの操作はドライバが手を動かすだけで済み、設定速度の増加により車両が自動的に加速される。したがって、ブーストスイッチの操作によれば、追従対象の追い越しを快適に行うことが可能となる。
特開2002-211270号公報
ACCを実行する制御装置は、追従対象が認識されていない場合、車両が設定速度で走行するように車両を制御する。例えば、現在の追従対象が車線変更した場合は、追従対象が認識されなくなる。この場合、制御装置は、現在の追従対象の認識が途切れたという情報を受けて、車両の目標速度を設定速度に変更する。現在の速度が設定速度よりも遅い場合、目標速度の変更に伴い車両が自動的に加速される。現在の速度が設定速度と同じ場合、車両は定速で走行する。
追従対象が存在しているにも関わらず、この追従対象の認識状態が一時的に低下する場合を考える。この場合も、追従対象の認識が途切れたという情報を受けて目標速度が変更される。ここで、認識が途切れる前の速度が設定速度よりも遅い場合、目標速度の変更に伴い車両が自動的に加速される。ただし、追従対象の存在をドライバが認識している場合は、この自動加速がドライバに違和感を与えるおそれがある。
違和感を覚えたドライバは、ブレーキペダルを踏み込んで車両を減速させることが想定される。しかしながら、アクセルペダルの踏み込みと異なり、ブレーキペダルの踏み込みは、走行安全性の観点からACCの実行をキャンセルしてしまう。そのため、一旦キャンセルされた実行を再開するための操作が、ドライバに煩わしさを与えるおそれがあった。
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、ACCの実行がキャンセルされることなく、追従対象の認識状態の一時的な低下に伴った車両の自動加速を抑制する技術を提供することにある。
本発明は、車両に搭載される車両制御システムであり、次の特徴を有する。
前記車両制御システムは、情報取得装置と、手動操作装置と、制御装置と、を備える。
前記情報取得装置は、前記車両の内部および外部情報を取得する。
前記手動操作装置は、前記車両のドライバにより手動操作される。
前記制御装置は、前記内部および外部情報と、前記手動操作に応答して前記手動操作装置から出力された信号と、に基づいて、追従対象と前記車両の間の距離を設定距離に保つ車間距離制御を実行する。
前記手動操作装置は、前記手動操作に応答して前記車両の自動加速を禁止する加速禁止信号を前記制御装置に出力するスイッチを含む。
前記制御装置は、前記車間距離制御において、
前記外部情報から前記追従対象が認識されず、かつ、前記加速禁止信号が入力されていない場合は、前記車両が設定速度で走行するように前記車両を制御し、
前記設定速度は、前記車間距離制御における上限速度であり、前記ドライバにより設定され、
前記外部情報から前記追従対象が認識されず、かつ、前記加速禁止信号が入力されている場合は、前記加速禁止信号が入力される直前の速度以下で前記車両が走行するように前記車両を制御する。
本発明によれば、追従対象の認識状態と、手動操作装置から制御装置に入力される信号との組み合わせに応じたACCが実行される。すなわち、追従対象が認識されず、かつ、加速禁止信号が制御装置に入力されていない場合には、設定速度で走行するように車両が制御される。追従対象が認識されず、かつ、加速禁止信号が制御装置に入力されている場合には、加速禁止信号が入力される直前の速度以下で走行するように車両が制御される。
このように、本発明によれば、加速禁止信号が制御装置に入力されると、当該信号が入力される直前の速度以下で走行するように車両が制御される。そのため、追従対象の認識状態の一時的な低下が起こったとしても、この低下に伴う車両の自動加速が少なくとも回避される。また、本発明によれば、加速禁止信号が制御装置に入力されたとしても、ACCの実行は継続される。以上のことから、ACCの実行がキャンセルされることなく、追従対象の認識状態の一時的な低下に伴った車両の自動加速を抑制することが可能となる。
本発明の概要を説明する図である。 実施の形態に係る車両制御システムの構成例を示すブロック図である。 走行支援スイッチの構成例を説明する図である。 走行支援ECUの機能構成例を示すブロック図である。 走行支援ECUが行うACCに関する処理の流れを示すフローチャートである。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
1.概要
図1は、本発明の概要を説明する図である。図1には、車両VH1、VH2およびVH3が示されている。車両VH1およびVH2は、2本の区画線(白線)で区切られる車線L1上を同じ方向に走行している。車両VH2は、車両VH1の先行車両に該当する。車両VH3は、車線L1に隣接する車線L2上を、車両VH1の進行方向とは反対の方向に走行している。車両VH3は、車両VH1の対向車両に該当する。
車両VH1には、本実施の形態に係る車両制御システム(以下、単に「システム」とも称す。)100が搭載されている。システム100は、車両VH2を追従対象とするACCを実行している。ACCは、車両VH1のステアリングホイールに設けられた設定スイッチSW1をドライバが手動操作することにより開始される。ステアリングホイールは、ドライバが車両VH1の車輪の操舵に用いる操作部材である。ACCは、ステアリングホイールに設けられたキャンセルスイッチSW2の手動操作により終了する。
システム100が車両VH2を認識している場合、システム100は、車両VH2と車両VH1の間の距離を設定距離D0に保つACCを実行する。設定距離D0は、ACCの実行中における追従対象と車両VH1の間の目標距離Dtrgであり、システム100またはドライバにより設定される。設定距離D0が現在の車間距離D12よりも短い場合、システム100は、車両VH1を減速させる。設定距離D0が車間距離D12よりも長い場合、システム100は、車両VH1を加速させる。
システム100が車両VH2を認識している場合であっても、車両VH1の現在の速度V1が設定速度V0と同じときは、システム100は、車両VH1を設定速度V0で走行させる。設定速度V0は、ACCの実行中における車両VH1の上限速度であり、車両VH1のドライバにより設定される。
図1に示されるような状況では、システム100による車両VH2の認識が車両VH3により妨げられる可能性がある。なお、図1では車線L2が車線L1の対向車線として描かれているが、車線L2は、車線L1を走行車線としたときの追い越し車線であってもよい。この場合、車両VH3の走行方向は、車両VH1のそれと同じでもよい。この場合でも、車両VH2の認識が車両VH3により妨げられる可能性がある。また、図1では車線L1が右カーブであるが、車線L1は左カーブであってもよい。この場合は、車線L1の路肩構造物(例えば、道路看板、擁壁、防音壁)により、車両VH2の認識が妨げられる可能性がある。
車両VH2の認識状態が低下した結果、車両VH2の認識が途切れた場合を考える。この場合、システム100は、ACCの実行を継続すべく、車両VH1の目標速度Vtrgを設定速度V0に変更する。目標速度Vtrgの変更は、段階的に行われてもよい。設定速度V0が現在の速度V1と同じ場合、システム100は、車両VH1を定速(つまり、設定速度V0)で走行させる。設定速度V0が現在の速度V1よりも速い場合、システム100は、車両VH1を加速させる。
車両VH2の認識が途切れた後、この認識状態が回復した場合、システム100は、設定速度V0に基づいたACCの実行を停止し、設定距離D0に基づいたACCの実行を再開する。以下、説明の便宜上、設定速度V0に基づいたACCを「ACC_V0」と称し、設定距離D0に基づいたACCを「ACC_D0」と称す。設定距離D0が車間距離D12と同じ場合、システム100は、車両VH1を現在の速度V1で走行させる。設定距離D0が車間距離D12よりも短い場合、システム100は、車両VH1を減速させる。
車両VH2の存在を認識しているドライバは、速度表示器(不図示)から現在の速度V1を認識することが可能である。そのため、車両VH1が略定速で走行している場合、実行中のACCがACC_D0とACC_V0のどちらであるかを認識することが可能である。しかしながら、車両VH2の認識状態の低下に伴ってACC_D0がACC_V0に切り替えられた場合、その切り替えをドライバが認識することは困難である。
そのため、ACC_D0が実行されていると認識しているドライバは、ACC_V0の実行による車両VH1の加速により違和感を覚える。また、車両VH2の存在を認識しているドライバは、車両VH2の認識状態の回復に伴ってACC_D0の実行が再開されていることを認識することも困難である。そのため、ACC_D0の実行の再開による車両VH1の減速が、ドライバに違和感を与える。
このような問題に鑑み、本実施の形態では、減速スイッチSW3がステアリングホイールに追加される。減速スイッチSW3は、ドライバの手動操作に応答して加速禁止信号SPAを出力する。ACC_V0の実行中に加速禁止信号SPAが出力された場合、システム100は、車両VH1が惰性走行するように車両VH1を制御する。車両VH1が惰性走行すれば、車両VH1の速度が低下する。別の例として、加速禁止信号SPAが出力された場合、システム100は、加速禁止信号SPAが出力される直前の速度V2を保つように車両VH1を制御する。なお、「加速禁止信号SPAが出力される直前」には、加速禁止信号SPAが出力されたタイミングが含まれる。
このように、加速禁止信号SPAが出力されると、システム100による車両VH1の加速が禁止される。したがって、車両VH2の認識状態の低下に起因した車両VH1の加速を回避することが可能となる。また、加速禁止信号SPAはACCの実行をキャンセルするものではないことから、この実行を再開するための操作がドライバに煩わしさを与えることもない。したがって、システム100によれば、ACCの実行中の快適性を高めることが可能となる。
2.車両制御システムの構成例
以下、システム100の構成例について説明する。
2-1.システム全体の構成例
図2は、システム100の構成例を示すブロック図である。図2に示されるように、システム100は、外部センサ10と、内部センサ20と、走行支援スイッチ30と、走行支援ECU(Electric Control Unit)40と、走行装置ECU50と、走行装置60と、を備えている。
外部センサ10は、車両VH1の周辺の状況を検出する。外部センサ10としては、レーダセンサおよびカメラが例示される。レーダセンサは、電波(例えば、ミリ波)または光を利用して、車両VH1の周辺の障害物を検出する。障害物には、固定障害物および移動障害物が含まれる。固定障害物としては、ガードレール、建物が例示される。移動障害物としては、歩行者、自転車および他の車両が含まれる。カメラは、外部センサ10の外部状況を撮像する。カメラは、例えば、フロントガラスの裏側に取り付けられる。外部センサ10は、検出した外部情報を走行支援ECU40に送信する。
内部センサ20は、車両VH1の走行状態を検出する。内部センサ20としては、車速センサ、加速度センサおよびヨーレートセンサが例示される。車速センサは、現在の速度V1を検出する。加速度センサは、車両VH1の現在の加速度を検出する。ヨーレートセンサは、車両VH1の重心の鉛直軸周りのヨーレートを検出する。内部センサ20は、検出した内部情報を走行支援ECU40に送信する。
走行支援スイッチ30は、車両VH1の走行を支援する車両制御に関連するスイッチの総称である。ACCは、この車両制御に含まれる。図3は、ACCに関する走行支援スイッチ30の例を示した図である。図3に示されるように、走行支援スイッチ30は、設定スイッチSW1(ACC_SET)と、キャンセルスイッチSW2(ACC_CANCEL)と、減速スイッチSW3(SPEED_DOWN)と、再開スイッチSW4(ACC_RESUME)と、を備えている。これらのスイッチは、ステアリングホイールの所定位置に集約して配置されている。
設定スイッチSW1がドライバにより押されると、設定スイッチSW1は、ACCの実行を開始する開始信号SSTを走行支援ECU40に出力する。開始信号SSTが走行支援ECU40に入力されると、走行支援ECU40は、そのときの速度を設定速度V0の初期値とするACCの実行を開始する。なお、この設定速度V0については、速度調整スイッチ(図示しない)をドライバが操作することにより変更される。速度調整スイッチは、例えば、設定スイッチSW1の近傍に設けられる。
キャンセルスイッチSW2がドライバにより押されると、キャンセルスイッチSW2は、ACCの実行を終了する終了信号SCNを走行支援ECU40に出力する。開始信号SSTが入力されている状態で、終了信号SCNが走行支援ECU40に更に入力されると、走行支援ECU40は、実行中のACCを終了する。
減速スイッチSW3がドライバにより押されると、減速スイッチSW3は、加速禁止信号SPAを走行支援ECU40に出力する。開始信号SSTが入力されている状態で、加速禁止信号SPAが走行支援ECU40に更に入力されると、走行支援ECU40は、車両VH1を惰性走行させる。開始信号SSTが入力されている状態で、加速禁止信号SPAが走行支援ECU40に更に入力されると、走行支援ECU40は、加速禁止信号SPAが入力される直前の速度V2を保つように車両VH1を制御してもよい。なお、「加速禁止信号SPAが入力される直前」には、加速禁止信号SPAが走行支援ECU40に入力されたタイミングが含まれる。なお、このタイミングは、加速禁止信号SPAが減速スイッチSW3から出力されたタイミングと概ね一致する。
再開スイッチSW4がドライバにより押されると、再開スイッチSW4は、加速許可信号SAAを走行支援ECU40に出力する。開始信号SSTおよび加速禁止信号SPAが入力されている状態で、加速許可信号SAAが走行支援ECU40に更に入力されると、走行支援ECU40は、車両VH1の惰性走行を終了してACCの実行を再開する。加速許可信号SAAの入力により再開されるACCは、惰性走行が開始される直前まで実行されていたACC(すなわち、ACC_V0)である。
走行支援ECU40は、開始信号SSTが入力されている場合、ACCの実行に必要な各種処理を行う。走行支援ECU40は、典型的には、プロセッサと、メモリと、入出力インタフェースと、を備えるマイクロコンピュータである。走行支援ECU40の構成例については後述される。
走行装置ECU50は、走行支援ECU40と同様の構成を有するマイクロコンピュータである。走行装置ECU50は、複数のECUから構成される。これらのECUは、走行支援ECU40から入力される情報に従って、走行装置60を作動させるのに必要な各種処理を行う。走行装置60は、電子制御式のものであり、走行駆動力出力装置、ステアリング装置およびブレーキ装置を含んでいる。走行駆動力出力装置は、走行駆動力を発生させる動力源(内燃機関、電動機など)である。ステアリング装置は、車輪を転舵する。ブレーキ装置は、制動力を発生させる。
なお、外部センサ10および内部センサ20は、本発明の「情報取得装置」を構成する。走行支援スイッチ30は、本発明の「手動操作装置」を構成する。走行支援ECU40および走行装置ECU50は、本発明の「制御装置」を構成する。
2-2.走行支援ECUの構成例
図4は、走行支援ECU40の機能構成例を示すブロック図である。走行支援ECU40は、ACCに関連する機能ブロックとして、車両情報取得部41と、車線情報取得部42と、ACC実行部43と、を備えている。これらの機能ブロックは、走行支援ECU40のプロセッサがメモリに格納された制御プログラムを実行することにより実現される。制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納されていてもよい。
車両情報取得部41は、ACCの実行に必要な車両情報を取得する。車両情報には、周辺車両情報が含まれる。「周辺車両」とは、車両VH1の前方を車両VH1と同じ方向に走行する車両である。周辺車両情報は、外部センサ10からの外部情報と、内部センサ20からの内部情報に基づいて取得される。周辺車両情報としては、周辺車両の車両VH1に対する相対速度、および、周辺車両から車両VH1までの距離の情報が例示される。
車線情報取得部42は、ACCの実行に必要な車線情報を取得する。車線情報は、外部センサ10からの外部情報に基づいて取得される。車線情報としては、車両VH1が現在走行している車線(すなわち、車線L1)の形状、当該車線の区画線、当該車線に隣接する車線(すなわち、車線L2)についての情報が例示される。なお、システム100が車両VH1の周囲の地図情報および位置情報を別途取得可能な場合は、これらの情報に基づいて車線情報が取得されてもよい。
ACC実行部43は、周辺車両情報および車線情報に基づいてACCの実行に必要な走行装置60の各制御量を計算し、これを走行装置ECU50に送信する。例えば、周辺車両情報から先行車両の減速動作が検出された場合、ACC実行部43は、設定距離D0を保つための走行駆動力出力装置とブレーキ装置の制御量を計算し、これを走行装置ECU50に送信する。別の例として、周辺車両情報から先行車両が検出されていない場合、ACC実行部43は、設定速度V0で走行するための走行駆動力出力装置の制御量を計算し、これを走行装置ECU50に送信する。
3.具体的処理
図5は、走行支援ECU40のプロセッサが行うACCに関する処理の流れを示すフローチャートである。なお、図5に示すルーチンは、開始信号SSTが走行支援ECU40に入力されている間、所定の制御周期で繰り返し実行されるものとする。ただし、ACC_D0の実行により車両VH1が減速されている間は、ステップS13以降の処理の実行がキャンセルされてもよい。
図5に示すルーチンにおいて、プロセッサは、先ず、先行車両が認識されているか否かを判定する(ステップS11)。ステップS11の処理は、周辺車両情報および車線情報に基づいて行われる。車両VH1が現在走行している車線上を走行する周辺車両のうち、車両VH1に最も近い車両が特定された場合、先行車両が認識されていると判定される。そうでない場合、先行車両が認識されていないと判定される。ステップS11の判定結果が肯定的な場合、プロセッサは、ステップS12の処理に進む。
ステップS12において、プロセッサは、ACC_D0の実行のための制御量を計算する。具体的に、プロセッサは、先行車両の車両VH1に対する相対速度、および、先行車両から車両VH1までの距離の情報に基づいて、設定距離D0を保つために必要な走行駆動力出力装置およびブレーキ装置の制御量を計算する。
ステップS11の判定結果が否定的な場合、プロセッサは、加速禁止信号SPAを受信しているか否かを判定する(ステップS13)。加速禁止信号SPAが減速スイッチSW3の手動操作により出力されることは既に説明したとおりである。ステップS13の判定結果が否定的な場合、プロセッサは、ステップS14の処理に進む。
ステップS14において、プロセッサは、ACC_V0の実行のための制御量を計算する。具体的に、プロセッサは、現在の速度V1と設定速度V0に基づいて、車両VH1を設定速度V0で走行させるために必要な走行駆動力出力装置およびブレーキ装置の制御量を計算する。
ステップS13の判定結果が肯定的な場合、プロセッサは、車両VH1を惰性走行させる(ステップS15)。具体的に、プロセッサは、ACC_V0の実行のための制御量の計算を停止し、または、計算した制御量の走行装置60への出力を停止する。
ステップS15の別の例として、プロセッサは、現在の速度V1で車両VH1を走行させるために必要な走行駆動力出力装置およびブレーキ装置の制御量を計算する。
ステップS15に続いて、プロセッサは、加速許可信号SAAを受信したか否かを判定する(ステップS16)。加速許可信号SAAが再開スイッチSW4の手動操作により出力されることは既に説明したとおりである。ステップS16の判定結果が肯定的な場合、プロセッサは、ステップS14の処理に進む。
ステップS16の別の例として、プロセッサは、アクセルペダルの操作信号を受信したか否かを判定する。アクセルペダルの操作信号は、車両VH1のドライバがアクセルペダルを踏み込むことで出力される。そのため、操作信号が出力されているということは、車両VH1の加速をドライバが許可していると推測される。よって、アクセルペダルの操作信号を受信したと判定された場合も、プロセッサは、ステップS14の処理に進む。
ステップS16の判定結果が否定的な場合、プロセッサは、先行車両が認識されているか否かを判定する(ステップS17)。ステップS17の処理の内容は、ステップS11のそれと同じである。ステップS17の判定結果が肯定的であるということは、新たな先行車両が認識されたか、または、ステップS11の判定時には認識されなかった先行車両の認識状態が回復したことを意味する。よって、ステップS17の判定結果が肯定的な場合、プロセッサは、ステップS12の処理に進む。
4.効果
以上説明した本実施の形態によれば、先行車両が認識されていない場合において、加速禁止信号SPAが出力されたときには、現在の速度V1以下で車両VH1が走行するように車両VH1が制御される。したがって、先行車両の認識状態の低下に起因した車両VH1の加速を回避することが可能となる。また、加速禁止信号SPAはACCの実行をキャンセルするものではなく、先行車両の認識状態が回復すればACC_D0の実行が再開される。したがって、ACCの実行中の快適性を高めることが可能となる。
ドライバによるブレーキペダルの踏み込みは、走行安全性の観点からACCの実行をキャンセルする。この点、本実施の形態によれば、減速スイッチSW3を押したドライバが、その後に再開スイッチSW4を押し、または、アクセルペダルを踏み込むことでACC_D0の実行を意図的に再開させることも可能となる。したがって、ドライバによる手動操作の選択肢を増やして、ACCの実行中の快適性を高めることも可能となる。
10 外部センサ
20 内部センサ
30 走行支援スイッチ
40 走行支援ECU
41 車両情報取得部
42 車線情報取得部
43 ACC実行部
50 走行装置ECU
60 走行装置
100 車両制御システム
L1,L2 車線
VH1,VH2,VH3 車両
SW1 設定スイッチ
SW2 キャンセルスイッチ
SW3 減速スイッチ
SW4 再開スイッチ

Claims (1)

  1. 車両に搭載される車両制御システムであって、
    前記車両の内部および外部情報を取得する情報取得装置と、
    前記車両のドライバにより手動操作される手動操作装置と、
    前記内部および外部情報と、前記手動操作に応答して前記手動操作装置から出力された信号と、に基づいて、追従対象と前記車両の間の距離を設定距離に保つ車間距離制御を実行する制御装置と、
    を備え、
    前記手動操作装置は、前記手動操作に応答して前記車両の自動加速を禁止する加速禁止信号を前記制御装置に出力するスイッチを含み、
    前記制御装置は、前記車間距離制御において、
    前記外部情報から前記追従対象が認識されず、かつ、前記加速禁止信号が入力されていない場合は、前記車両が設定速度で走行するように前記車両を制御し、
    前記設定速度は、前記車間距離制御の実行中における前記車両の上限速度であり、前記ドライバにより設定され、
    前記外部情報から前記追従対象が認識されず、かつ、前記加速禁止信号が入力されている場合は、前記加速禁止信号が入力される直前の速度以下で前記車両が走行するように前記車両を制御する
    ことを特徴とする車両制御システム。
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