JPH0717294A - 自動車の走行制御装置 - Google Patents

自動車の走行制御装置

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JPH0717294A
JPH0717294A JP5161047A JP16104793A JPH0717294A JP H0717294 A JPH0717294 A JP H0717294A JP 5161047 A JP5161047 A JP 5161047A JP 16104793 A JP16104793 A JP 16104793A JP H0717294 A JPH0717294 A JP H0717294A
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distance
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貴裕 稲田
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恒久 奥田
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敏広 石原
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 車速制御と車間距離制御との切換え時におけ
る制御の不連続性を解消し、乗り心地を高める。 【構成】 所定の目標車速で定速走行するよう車速を制
御する車速制御部と、自車と先行車との車間距離を車間
距離検出装置で検出し上記車間距離が所定の目標車間距
離となるよう制御する車間距離制御部とを備える。さら
に、上記車間距離制御部による制御と上記車速制御部に
よる制御との切換えを、制御量の段差がない状態で滑ら
かに行う切換円滑手段を備える。該切換円滑手段は、例
えば車間距離制御部による制御量と車速制御部による制
御量とにそれぞれ制御比率K1 ,K2 を積算した値同士
を加算して要求制御量DACTPとし、該要求制御量に
基づいて走行制御用アクチュエータを制御するととも
に、自車と先行車との車間距離DISが大きい程車速制
御の制御比率を相対的に高くするなど、所定の条件に応
じて、制御比率を変更する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、所定の目標車速で定速
走行するよう車速を制御する車速制御部と、自車と先行
車との車間距離が所定の目標車間距離となるよう制御す
る車間距離制御部とを備えた自動車の走行制御装置に関
し、特に、車速制御と車間距離制御との切換え時の制御
に係わるものである。
【0002】
【従来の技術】近年、自動車の走行制御装置として、車
速を一定に保って走行する車速制御機能に加えて、自車
と先行車との車間距離を検出する赤外線レーザレーダ装
置等の車間距離検出装置を搭載し、単独走行のみならず
他の自動車がいる場合でも安全な車間距離を保って走行
する車間距離制御機能を備えたものが種々開発されてい
る。例えば特開平1−114550号公報には、レーダ
装置で検出した車間距離が車速に応じた安全車間距離を
保つように車速を制御して先行車に追従走行し、また安
全車間距離内に先行車がない場合には予め設定された目
標車速まで加速走行し、その後該目標車速で定速走行す
るものが開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
ものでは、車速制御と車間距離制御との切換え時の制御
に問題がある。すなわち、例えば車速制御から車間距離
制御に切換わる時には、目標値が目標車速から目標車間
距離に変更されるため、走行制御用アクチュエータ(例
えばスロットルアクチュエータ等)に対する制御量が急
激に大きく変化し、制御が不連続なものとなる。特に、
先行車が見え隠れするような道路状況の場合、または車
間距離検出装置の性能限界から先行車との車間距離が検
出できたり検出できなかったりする場合には、上記制御
の切換えが頻繁に行われ、その都度制御の不連続性に起
因する車体前後方向の加減速度等が発生し、乗員に不快
感を与えることになる。
【0004】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、車速制御と車間距離制
御との切換え時における制御の不連続性を解消して、乗
り心地を高め得る自動車の走行制御装置を提供せんとす
るものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の発明は、所定の目標車速で定速走行
するよう車速を制御する車速制御部と、自車と先行車と
の車間距離を車間距離検出装置で検出し上記車間距離が
所定の目標車間距離となるよう制御する車間距離制御部
とを備えた自動車の走行制御装置において、上記車間距
離制御部による制御と上記車速制御部による制御との切
換えを、制御量の段差がない状態で滑らかに行う切換円
滑手段を備える構成とする。
【0006】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明に従属し、その構成要素である切換円滑手段の作動内
容をより具体的に示すものである。すなわち、上記切換
円滑手段は、車間距離制御部による制御量と車速制御部
による制御量とにそれぞれ制御比率を積算した値同士を
加算して要求制御量とし、該要求制御量に基づいて走行
制御用アクチュエータを制御するとともに、所定の条件
に応じて、上記制御比率を変更するように設けるもので
ある。
【0007】請求項3〜5記載の発明は、いずれも請求
項2記載の発明に従属し、上記切換円滑手段による、所
定の条件に応じた制御比率の変更の態様を示すものであ
る。すなわち、請求項3記載の発明では、自車と先行車
との車間距離が大きい程車速制御部による制御量の制御
比率を相対的に高くする。請求項4記載の発明では、自
車と先行車との相対速度が接近方向に大きい程車間距離
制御部による制御量の制御比率を相対的に高くする。請
求項5記載の発明では、自車と先行車との車間距離及び
相対速度に基づくファジィ制御則とファジィ推論とから
制御比率を決定する。
【0008】
【作用】上記の構成により、請求項1記載の発明では、
車速制御部による制御つまり車速制御と車間距離制御部
による制御つまり車間距離制御との切換え時には、その
切換えが、切換円滑手段によって制御量の段差がない状
態で滑らかに行われ、制御の連続性が確保される。
【0009】請求項2記載の発明では、上記切換円滑手
段は、車間距離制御の制御量と車速制御の制御量とにそ
れぞれ制御比率を積算した値同士を加算して要求制御量
とし、該要求制御量に基づいて走行制御用アクチュエー
タを制御するとともに、所定の条件に応じて、上記制御
比率を変更するようになっているので、制御の連続性を
確実に確保することができる。
【0010】ここで、上記制御比率を、所定の条件に応
じて変更するに当たり、危険度合いに応じて変更する場
合、例えば請求項3記載の発明の如く自車と先行車との
車間距離が大きい程車速制御の制御量の制御比率を相対
的に高くした場合、あるいは請求項4記載の発明の如く
自車と先行車との相対速度が接近方向に大きい程車間距
離制御部による制御量の制御比率を相対的に高くした場
合、車速制御と車間距離制御との切換え時における安全
性の確保と制御の連続性の確保との両立化が図られるこ
とになる。
【0011】また、請求項5記載の発明の如く、自車と
先行車との車間距離及び相対速度に基づくファジィ制御
則とファジィ推論とから制御比率を決定した場合には、
車速制御と車間距離制御との切換え時の制御が精度良く
行われる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0013】図1は本発明の一実施例に係わる自動車の
走行制御装置の全体構成を示し、1はエンジン吸気系の
スロットル弁(図示せず)の開度を自動調整するスロッ
トル制御装置、2は電子制御式自動変速機(EAT)の
制御装置、3は各車輪に付与する制動力を自動調整する
ブレーキ制御装置であり、これら三種類の制御装置1〜
3は、いずれも図示していないがアクチュエータを有
し、該各アクチュエータは、コントロールユニット4に
より制御される。すなわち、コントロールユニット4
は、スロットル制御装置1のアクチュエータに対し目標
スロットル開度信号を出力して制御を行うとともに、ブ
レーキ制御装置3のアクチュエータに対し目標ブレーキ
量信号を出力して制御を行う。またコントロールユニッ
ト4は、EAT制御装置2のシフト位置を検出するセン
サ(図示せず)からのシフト位置信号を受けつつ、該E
AT制御装置2のアクチュエータに対しシフト制御信号
を出力して制御を行う。
【0014】また、6は車室内のインストルメントパネ
ル等に設けられる情報表示装置であって、該情報表示装
置6は、図示していないが、上記コントロールユニット
4からの警報信号を受けて点灯する警報ランプと、コン
トロールユニット4からの自己診断信号を受けて画面表
示する表示部とを備えている。7は自車と先行車との車
間距離を検出する車間距離検出装置であって、該車間距
離検出装置7は、本実施例の場合レーザレーダ装置から
なり、自車の前方に向けてレーザ光を発信するととも
に、先行車に当たって反射してくるレーザ光を受信し、
このレーザ光の受信時点と発信時点との遅れ時間によっ
て自車と先行車との車間距離を検出するように構成され
ており、その検出信号である車間距離信号はコントロー
ルユニット4に入力される。
【0015】さらに、11はスロットル弁の開度を検出
するスロットル開度センサ、12は車速を検出する車速
センサ、13はハンドル舵角を検出する舵角センサ、1
4はブレーキペダルの踏込み時にON作動するブレーキ
スイッチ、15はヨーレートを検出するヨーレートセン
サ、16は自動車の横加速度を検出する横Gセンサ、1
7はクラッチの作動状態に応じてON作動するクラッチ
スイッチであり、これらセンサ・スイッチ類11〜17
の検出信号は、いずれもコントロールユニット4に入力
される。尚、図示していないエンジン回転数センサ等そ
の他のセンサ・スイッチ類の検出信号もコントロールユ
ニット4に入力される上記コントロールユニット4は、
図2に示すように、車間距離検出装置7からの検出信号
を始め、各種のセンサ・スイッチ類11〜17からの検
出信号を受けて所定の情報処理を行う入力情報処理部2
1と、ドライバー操作による通常の制御を行う通常制御
部22と、所定の目標車速で定速走行するよう車速を制
御する車速制御部23と、自車と先行車との車間距離が
所定の目標車間距離となるよう車速を制御する車間距離
制御部24と、上記入力情報処理部21で得られた情報
に基づいて、上記三種類の制御部22〜24のいずれか
一つまたは二つに対し制御指令を発して制御を切換える
制御切換え部25と、上記各制御部22〜24からの信
号を受け、スロットル制御装置1等の作動部(アクチュ
エータ等)に出力する出力情報を処理する出力情報処理
部26とを備えている。
【0016】ここで、上記制御切換え部25による制御
の切換えを、図3を用いて説明するに、自車と先行車と
の車間距離DISが比較的短いときには、車間距離制御
部24による制御つまり車間距離制御を行い、自車と先
行車との車間距離DISが比較的長いときには、車速制
御部23による制御つまり車速制御を行う。そして、本
発明の特徴点として、車間距離制御領域と車速制御領域
との中間には、車間距離制御と車速制御との切換えを滑
らかにするための中間制御領域が設けられている。尚、
車間距離制御領域のうち、自車と先行車との相対速度R
ELが正の方向(接近方向)に大きく危険度の高い領域
Aでは警報表示装置6の作動による警報とブレーキ制御
装置3の作動による制動とが行われ、危険度が中程度の
B領域ではブレーキ制御装置3の作動による制動とEA
T制御装置2の作動によるシフトダウンとが行われ、危
険度の低いC領域ではスロットル制御装置1の作動によ
るスロットル開度調整のみが行われる。
【0017】次に、上記中間制御領域における制御の内
容を、図4に示すフローチャートに従って説明する。
【0018】図4において、先ず初めに、ステップS1
において車速センサ12で検出された自車の車速(以
下、自車速という)VSPと車間距離検出装置24で検
出された自車と先行車との車間距離DISとを読み込ん
だ後、ステップS2 で自車と先行車との相対速度REL
を演算する。この相対速度RELは、自車と先行車との
車間距離DISの時間当たりの変化量であり、車間距離
DISの前回値に対する今回値の差分をサンプリング周
期Δt(例えば7ms)で除して算出される。
【0019】続いて、ステップS3 で先行車の車速(以
下、先行車速という)VSPFを演算する。この先行車
速VSPFは、自車速VSPから上記相対速度RELを
減算することで算出される。つまり、 VSPF=VSP−REL の関係式が成り立つのである。
【0020】続いて、ステップS4 で車速制御の予めセ
ットされた目標車速VSPOを認識するとともに、ステ
ップS5 で目標車間距離DISOを演算する。目標車間
距離DISOは、図5に示すようなマップを用いて演算
される。このマップでは、目標車間距離DISOは、先
行車速VSPFの増加に伴い二次曲線的に増加する。
【0021】次に、ステップS6 で重み付け係数K1 ,
K2 を演算し、ステップS7 でこの重み付け係数K1 ,
K2 を用いて中間制御での要求制御量DACTPを、下
記の式により、DACTP=K1 ・f(DISO−DI
S)+K2 ・f(VSPO−VSP)演算する。しかる
後、ステップS8で上記要求制御量DACTPに対応す
る要求スロットル開度TVP(=f(DACTP))を
演算し、リターンする。
【0022】上記重み付け係数K1 ,K2 は、それぞれ
車間距離制御と車速制御との制御比率を示すものであっ
て、図6に示すようなマップを用いて演算される。図6
(a)に示す車間距離制御の制御比率である重み付け係
数K1 は、車間距離L1 以下では1.0、車間距離L2
以上では0.0、車間距離L1 と車間距離L2 との間で
は1.0から0.0に一次関数的に減少するようになっ
ている。図6(b)に示す車速制御の制御比率である重
み付け係数K2 は、車間距離L1 以下では0.0、車間
距離L2 以上では1.0、車間距離L1 と車間距離L2
との間では0.0から1.0に一次関数的に増加するよ
うになっている。
【0023】以上のようなフローチャートのうち、ステ
ップS1 〜S3 の実行は入力情報処理部21で、ステッ
プS4 の実行は車速制御部23で、ステップS5 の実行
は車間距離制御部24で、ステップS6 〜S8 の実行は
出力情報処理部26でそれぞれ行われる。よって、コン
トロールユニット4内のこれらの要素により、車間距離
制御の制御量f(DISO−DIS)と車速制御の制御
量f(VSPO−VSP)とにそれぞれ制御比率K1 ,
K2 を積算した値同士を加算して要求制御量DACTP
とし、該要求制御量DACTPに基づいて走行制御用ア
クチュエータとしてのスロットル制御装置1のアクチュ
エータを制御するとともに、自車と先行車との車間距離
DISに応じて、上記制御比率K1 ,K2 を変更するこ
とで車間距離制御と車速制御との切換えを、制御量の段
差がない状態で滑らかに行う切換円滑手段31が構成さ
れている。
【0024】次に、上記実施例の作用・効果について説
明するに、自車と先行車との車間距離DISが比較的短
いときの車間距離制御領域と比較的長いときの車速制御
領域との間に中間制御領域が設けられ、該中間制御領域
においては、車間距離制御の制御量f(DISO−DI
S)と車速制御の制御量f(VSPO−VSP)とにそ
れぞれ制御比率(重み付け係数)K1 ,K2 を積算した
値同士を加算して要求制御量DACTPとし、該要求制
御量DACTPに基づいてスロットル制御装置1のアク
チュエータが制御されるとともに、自車と先行車との車
間距離DISに応じて、上記制御比率K1 ,K2 が変更
される。このため、車間距離制御と車速制御との切換え
時における制御量の段差を解消して滑らかな切換えを確
保することができ、制御の不連続性に起因する車体前後
方向の加減速度等の発生を防止でき、乗り心地の向上を
図ることができる。尚、中間制御領域における車間距離
L1 以下の領域では、車間距離制御の制御比率K1 が
1.0で、車速制御の制御比率K2 が0.0であるた
め、この中間制御と車間距離制御との間で制御量の段差
が生じることはない。また、中間制御領域における車間
距離L2 以上の領域では、車間距離制御の制御比率K1
が0.0で、車速制御の制御比率K2 が1.0であるた
め、この中間制御と車速制御との間で制御量の段差が生
じることもない。
【0025】尚、上記実施例では、中間制御領域におけ
る車間距離制御と車速制御との制御比率(重み付け係
数)K1 ,K2 を、単に自車と先行車との車間距離DI
Sに応じて変更するようにしたが、本発明は、図7に示
すようなマップを用いて、上記車間距離DISのみなら
ず、自車と先行車との相対速度RELにも応じて変更す
るようにしてもよい。図7のマップでは、車間距離制御
と車速制御との制御比率K1 ,K2 は、車間距離DIS
に対しては実施例の場合と同様に設定され、車間距離D
ISが大きい程車間距離制御の制御比率K1 が相対的に
低くなり、車速制御の制御比率K2 が相対的に高くな
る。また、相対速度RELが接近方向に大きい程、車間
距離制御の制御比率K1 は相対的に高くなり、車速制御
の制御比率K2 は相対的に低くなる。このように、相対
速度RELが接近方向に大きい程、つまり危険度合いが
高い程、車間距離制御の制御比率K1 を相対的に高くす
る場合には、中間制御領域における安全性の確保をも図
ることができ、安全性の確保と制御の連続性の確保との
両立化を図ることができる。
【0026】図8は中間制御領域における制御の変形例
を示すフローチャートである。この変形例において、自
車速VSP及び車間距離DISの読み込み(ステップS
11)、相対速度RELの演算(ステップS12)、先行車
速VSPFの演算(ステップS13)、目標車速VSPO
の設定(ステップS14)及び目標車間距離DISOの演
算(ステップS15)は、上記実施例の場合(図4中のス
テップS1 〜S5 )と全く同じである。そして、ステッ
プS16でファジィ推論により車間距離制御と車速制御と
の制御比率である重み付け係数Kを演算し、ステップS
17でこの重み付け係数Kを用いて中間制御での要求制御
量DACTPを、下記の式により、 DACTP=K・f(DISO−DIS)+(1−K)
・f(VSPO−VSP) 演算する。しかる後、ステップS18で上記要求制御量D
ACTPに対応する要求スロットル開度TVP(=f
(DACTP))を演算し、リターンする。
【0027】上記ファジィ推論を実行するために、自車
と先行車速との車間距離DIS及び相対速度RELに入
力とし、制御方式を出力とする下記の表1に示すような
25ルールのファジィ制御則が設定されている。
【0028】
【表1】 ここで、相対速度RELの5分類のうち、NBは負の方
向(自車と先行車とが接近する方向)に大きい領域を、
NSは負の方向に小さい領域を、ZOは零付近を、PS
は正の方向(自車と先行車とが離れる方向)に小さい領
域を、PBは正の方向に大きい領域をそれぞれ示す。ま
た、ICCは車間距離制御を、AICは中間制御を、A
SCは車速制御をそれぞれ示す。
【0029】従って、ファジィ制御則としては、例え
ば、車間距離DISが近くかつ相対速度RELが負の方
向に小さい領域NS内であるなれば車間距離制御ICC
を行い、車間距離DISがやや近くかつ相対速度REL
が正の方向に小さい領域PS内であるならば中間制御A
ICを行い、車間距離DISが遠くかつ相対速度REL
が正の方向に大きい領域PB内であるならば車速制御A
SCを行うことなどである。
【0030】また、ファジィ推論を実行するためのメン
バシップ関数は図9に示す。図9(a)は車間距離DI
Sに関するメンバシップ関数であり、図9(b)は相対
速度RELに関するメンバシップ関数であり、図9
(c)は重み付け係数Kに関するメンバシップ関数であ
る。
【0031】そして、上記ファジィ制御則及びメンバシ
ップ関数を用いたファジィ推論は、いわゆるマックスミ
ニ合成重心法により行う。
【0032】すなわち、先ず、各制御則について、現在
の車間距離(D0 )及び相対速度(R0 )の各メンバシ
ップ値μD (i) (D0 ),μR (i) (R0 )を、それぞ
れ図9(a)及び(b)から算出し、この両メンバシッ
プ値μD (i) (D0 ),μR(i) (R0 )のうち、小さ
い方の値を各制御則の条件部満足度wi とする。但し、
iは上記表1のルールiを表し、本実施例では1から2
5までの整数値をとる。
【0033】次に、図9(c)に示す、各制御則の結論
部のメンバシップ関数μK (i) (K)に上記条件部満足
度wi を掛け、結論部メンバシップ関数を補正する。す
なわち、 μK (i)*(K)=wi ×μK (i) (K) (i=1〜
25) しかる後、上記結論部メンバシップ関数の論理和関数μ
K * (k)を算出する。
【0034】μK * (K)=μK (1)*(K)UμK (2)*
(K)U…UμK (25)* (K) そして、ファジィ推論による重み付け係数K* として、
論理和関数μK * (K)の重心をとる。
【0035】 K* =∫K・μK * (K)dK/∫μK * (K)dK このように、自車と先行車との車間距離及び相対速度に
基づくファジィ制御則及びメンバシップ関数を用いたフ
ァジィ推論により車間距離制御と車速制御とのの制御比
率である重み付け係数K* を決定した場合には、車間距
離制御と車速制御との切換え時の制御を人間の感覚に合
わせて適切に行うことができる。
【0036】
【発明の効果】以上の如く、本発明における自動車の走
行制御装置によれば、車速制御と車間距離制御との切換
え時にはその切換えは制御量の段差がない状態で滑らか
に行われ、制御の連続性が確保されるので、制御の不連
続性に起因する車体前後方向の加減速度等の発生を防止
することができ、乗り心地を高めることができる。
【0037】特に、請求項2記載の発明では、車間距離
制御の制御量と車速制御の制御量とにそれぞれ制御比率
を積算した値同士を加算して要求制御量とし、該要求制
御量に基づいて走行制御用アクチュエータを制御すると
ともに、所定の条件に応じて、上記制御比率を変更する
ようになっているので、制御の連続性を確実に確保する
ことができる。
【0038】請求項3または4記載の発明では、危険度
合いに応じて制御比率が変更されるので、車速制御と車
間距離制御との切換え時における安全性の確保と制御の
連続性の確保との両立化を図ることができる。
【0039】さらに、請求項5記載の発明では、自車と
先行車との車間距離及び相対速度に基づくファジィ制御
則とファジィ推論とから制御比率が決定変更されるの
で、車速制御と車間距離制御との切換え時の制御を精度
良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係わる自動車の走行制御装置
のブロック構成図である。
【図2】コントロールユニットのブロック構成図であ
る。
【図3】車間距離等と制御方式との関係を説明するため
の図である。
【図4】中間制御領域の制御内容を示すフローチャート
図である。
【図5】車間距離制御における目標車間距離の演算に用
いられるマップを示す図である。
【図6】車間距離制御と車速制御との制御比率を示す図
である。
【図7】変形例を示す図6相当図である。
【図8】変形例を示す図4相当図である。
【図9】メンバシップ関数を示す図である。
【符号の説明】
7 車間距離検出装置 23 車速制御部 24 車間距離制御部 31 切換円滑手段

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の目標車速で定速走行するよう車速
    を制御する車速制御部と、自車と先行車との車間距離を
    車間距離検出装置で検出し上記車間距離が所定の目標車
    間距離となるよう制御する車間距離制御部とを備えた自
    動車の走行制御装置において、 上記車間距離制御部による制御と上記車速制御部による
    制御との切換えを、制御量の段差がない状態で滑らかに
    行う切換円滑手段を備えたことを特徴とする自動車の走
    行制御装置。
  2. 【請求項2】 上記切換円滑手段は、車間距離制御部に
    よる制御量と車速制御部による制御量とにそれぞれ制御
    比率を積算した値同士を加算して要求制御量とし、該要
    求制御量に基づいて走行制御用アクチュエータを制御す
    るとともに、所定の条件に応じて、上記制御比率を変更
    するように設けられている請求項1記載の自動車の走行
    制御装置。
  3. 【請求項3】 上記切換円滑手段は、自車と先行車との
    車間距離が大きい程車速制御部による制御量の制御比率
    を相対的に高くするようになっている請求項2記載の自
    動車の走行制御装置。
  4. 【請求項4】 上記切換円滑手段は、自車と先行車との
    相対速度が接近方向に大きい程車間距離制御部による制
    御量の制御比率を相対的に高くするようになっている請
    求項2記載の自動車の走行制御装置。
  5. 【請求項5】 上記切換円滑手段は、自車と先行車との
    車間距離及び相対速度に基づくファジィ制御則とファジ
    ィ推論とから制御比率を決定するものである請求項2記
    載の自動車の走行制御装置。
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