JPH0867170A

JPH0867170A - 自動車の車速制御装置

Info

Publication number: JPH0867170A
Application number: JP7154465A
Authority: JP
Inventors: Kazuharu Morishige; 和春森重; Takamasa Suetomi; 隆雅末冨
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1994-06-22
Filing date: 1995-06-21
Publication date: 1996-03-12
Anticipated expiration: 2020-11-16
Also published as: JP3717004B2

Abstract

(57)【要約】【目的】運転者が目標とする車速を容易に設定でき、且
つ車両の走行状態に応じて車速設定操作部材に適切な操
作反力を付与することができる自動車の車速制御装置を
提供する。【構成】車両の実車速を検出する実車速検出装置４と、
運転者が操作して目標車速を設定する目標車速設定装置
１と、実車速検出装置４により検出される車両の実車速
を目標車速に一致させるように車両の動力部を制御する
車速制御装置３０と、実車速と目標車速との偏差に応じ
て過度の加減速が生じないように車速制御装置を制御し
て車両の加減速を調節する加減速制御装置３０と、車両
の走行状態を検出し、車速設定装置４に、車両の走行状
態に応じた操作反力を付与する反力付与装置２２とを具
備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、運転者が目標とする車
速を容易かつ任意に設定することができ、車両の速度を
その設定された車速に一致させるように制御するための
自動車の車速制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】運転者が車速を制御して車間距離を制御
するために、現在はアクセルペダルの操作量に応じてエ
ンジンのスロットル制御を行い、また、ブレーキ操作に
より加速減速を行なっている。アクセルペダルによる車
速制御においては運転者が直接制御しているのは車両の
加速度であり、車間距離を制御するためには、速度、加
速度を基に将来の車間距離を予測する運転者の予測動作
（微分動作）が必要であり、初心運転者、高齢運転者に
は負担が大きい。また、操作部材の操作頻度も多く、運
転者は車間距離制御のために高い操作負担を強いられて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】こうした加速度による
制御の負担を軽減するものとしては、特開平３−９０４
３７号に開示されているように、アクセルペダルの操作
量に応じた速度で車速を制御するものが知られている
が、操作部材に操作反力が働かないので、実車速と指示
速度の違いの程度が運転者にわかりにくく、急加速や急
減速をしてしまう虞があるという問題点がある。さら
に、アクセルペダルとブレーキペダルといった複数の操
作部材により速度を制御する方法では、ペダルの踏み替
えが必要であり、操作頻度や踏み替えに要する反応時間
の点からも、運転者の操作負担は高いといえる。

【０００４】また、このような車速制御の負担を低減す
るものとして、運転者が設定した目標車速で定速走行を
行なう定速走行制御装置、所謂オートクルーズが知られ
ており、車速設定操作部材による車速設定を行なうこと
ができるが、設定車速を変更する際には加速または減速
操作部材による加減速操作と車速設定操作の双方を必要
とするので、混雑した交通の中での追従走行のように車
速を時々刻々と変化させたい場合には適当でなく、車間
距離を制御することは困難であるといえる。なかには、
特開平１−１８２１３６号や特開平１−１６８５３１号
のように、アクセルペダルやブレーキペダルの踏み込み
開放時の車速で車速設定されるものもあるが、時々刻々
と変化する車速には対応できず、また、加速の際に加速
度を制御しなければならないという問題も残っている。
また、特開平２−３４４３９号に開示されている様な前
走者との車間距離を検出して車間距離を制御する車間距
離制御装置も知られているが、車間距離検出装置等の構
造が複雑であり、また、運転者の意志通りに加減速を行
なうことができないという問題点がある。

【０００５】また、アクセルペダル、ブレーキペダル、
その他の車速制御用部材の操作において、特開平３−９
０４６１号のように急激な操作をすると反力を生じるも
のもあるが、これは車両の限界挙動を抑制するためのも
のであり、車両の駆動力、減速力に応じた操作反力を運
転者の負担を軽減させるために操作部材に付与するもの
ではない。例えば急な上り坂や下り坂では車両に働く抵
抗力（この場合は重力）が平地と違うため、操作部材の
操作量が同じでも、車両の実際の運動に違いがあり、運
転状況に応じた操作を行なうためには運転者の経験によ
る予測動作が必要である。つまり、運転者が実際の車両
の走行抵抗に基づいた車速制御動作を行なうことに役立
つものではない。

【０００６】従って、本発明は上述した課題に鑑みてな
されたものであり、その目的とするところは、運転者が
目標とする車速を容易に設定でき、且つ車両の走行状態
に応じて車速設定操作部材に適切な操作反力を付与する
ことができる自動車の車速制御装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために、本発明の自動車の車速制御装置
は、車両の実車速を検出する実車速検出手段と、運転者
が操作して目標車速を設定する目標車速設定手段と、前
記実車速検出手段により検出される車両の実車速を前記
目標車速設定手段により設定された目標車速に一致させ
るように車両の動力部を制御する車速制御手段と、実車
速と目標車速との偏差に応じて過度の加減速が生じない
ように前記車速制御手段を制御して車両の加減速を調節
する加減速制御手段と、車両の走行状態を検出し、前記
車速設定手段に、車両の走行状態に応じた操作反力を付
与する反力付与手段とを具備することを特徴としてい
る。

【０００８】また、この発明に係わる自動車の車速制御
装置において、前記目標車速設定手段は、速度入力レバ
ーと、該速度入力レバーの操作方向に速度目盛が表示さ
れた表示部材とを備えることを特徴としている。

【０００９】また、この発明に係わる自動車の車速制御
装置において、前記速度入力レバーを前記速度目盛の車
速ゼロの位置からマイナス側に操作したとき、前記車速
制御手段は車両を後退させるように前記動力部を制御す
ることを特徴としている。

【００１０】また、この発明に係わる自動車の車速制御
装置において、前記速度入力レバーの車速ゼロの位置に
不感帯を形成したことを特徴としている。

【００１１】また、この発明に係わる自動車の車速制御
装置において、前記目標速度設定手段は、前記速度入力
レバーを車速ゼロの位置でロックするロック手段と、こ
のロック状態を解除するリリース手段とを更に備えるこ
とを特徴としている。

【００１２】また、この発明に係わる自動車の車速制御
装置において、前記目標速度設定手段は、前記速度入力
レバーを、運転者が該速度入力レバーの保持を解除した
位置に保持する保持手段を更に具備することを特徴とし
ている。

【００１３】また、この発明に係わる自動車の車速制御
装置において、実車速と目標車速との偏差に応じた操作
反力を前記車速設定手段に付与することを特徴としてい
る。

【００１４】また、この発明に係わる自動車の車速制御
装置において、前記車速設定手段の設定値が設定時の車
速に比べて所定値以上小さいときに、前記操作反力の増
加率を小さくすることを特徴としている。

【００１５】また、この発明に係わる自動車の車速制御
装置において、車両の駆動力と制動力に応じた操作反力
を前記車速設定手段に付与することを特徴としている。

【００１６】また、この発明に係わる自動車の車速制御
装置において、車両の走行抵抗を演算する演算手段を更
に具備し、該演算手段により演算された走行抵抗に応じ
た操作反力を前記車速設定手段に付与することを特徴と
している。

【００１７】また、この発明に係わる自動車の車速制御
装置において、前記演算手段は、走行路面の勾配、エン
ジン出力、変速機のシフト位置から走行抵抗を演算する
ことを特徴としている。

【００１８】また、この発明に係わる自動車の車速制御
装置において、車輪の走行路面との摩擦力の限界に基づ
く車両の限界加減速状態になったときに前記目標車速設
定手段の操作反力を増加させることを特徴としている。

【００１９】また、この発明に係わる自動車の車速制御
装置において、車両の前輪と後輪の回転数の差から車両
の限界加減速状態を検出することを特徴としている。

【００２０】また、この発明に係わる自動車の車速制御
装置において、車輪の走行路面との摩擦力の限界に基づ
く車両の限界加減速状態において自動的に前記限界加減
速状態を回避する限界回避装置が作動したときに前記車
速設定手段に振動を生じさせることを特徴としている。

【００２１】また、この発明に係わる自動車の車速制御
装置において、車両に設けられたアクセルペダル、ブレ
ーキペダル等の操作ペダル類が操作されたときに、前記
車速制御手段の動作を停止させることを特徴としてい
る。

【００２２】また、この発明に係わる自動車の車速制御
装置において、前記車速制御手段を動作させる状態と停
止させる状態とを切り替えるマニュアルスイッチを更に
具備することを特徴としている。

【００２３】また、この発明に係わる自動車の車速制御
装置において、実車速と目標車速の偏差が大きいとき
に、車両に設けられた自動変速機を即座にシフトダウン
させることを特徴としている。

【００２４】

【作用】以上のように構成されるこの発明に係わる自動
車の車速制御装置においては、運転者が目標車速設定手
段により目標車速を設定すれば、加減速制御手段が実車
速と目標車速の偏差量に基づいて過度の加減速が生じな
いようにした状態で、実車速を目標車速に近づけていく
ので、加減速操作を必要とすることなく目標車速を設定
するのみで車両の速度が運転者の希望する車速に調整さ
れる。また、目標車速設定手段に車両の走行条件に応じ
た反力が付与されるので、運転者は車両の負荷状態等を
体感しながら目標車速を設定することができ、操作性が
向上する。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について、添付
図面を参照して詳細に説明する。

【００２６】図１は、本発明の実施例にかかわる車速制
御装置の構成を示すブロック図である。図１において、
車速制御装置１００は、その主となる構成要素として、
実車速を検出する速度検出装置４と、車速設定用操作部
材（後述する速度入力レバー５０）とその操作量の検出
装置とから構成される速度指示入力装置１と、この速度
指示入力装置１により指示された速度に目標速度を設定
する目標速度設定装置２と、勾配、車速等から車両に働
く走行抵抗を演算してこれに応じた操作反力を車速設定
用操作部材に付与する反力付与装置２２と、車速検出装
置４で検出される実車速が、目標速度設定装置２で設定
される目標車速となるようにエンジンの出力、変速機、
およびブレーキを制御する速度制御装置３０（図５参
照）と、上記により機能する車速制御装置の作動、不作
動を切り替える制御切替装置１３とを備えている。

【００２７】また、車両の加速度を検出する加速度検出
装置３を備えており、この加速度検出装置３と目標速度
設定装置２と速度検出装置４が必要加速度演算装置９に
接続されている。必要加速度演算装置９は、現在の車両
の速度と現在の車両の加速度と目標速度とに基づいて、
車両の速度を目標速度に一致させるために必要な加速度
を演算する。

【００２８】また、速度検出装置４と、道路の勾配を検
出する勾配検出装置５と、変速機のシフト位置を検出す
るシフト位置検出装置６と、エンジンの出力を検出する
エンジン出力検出装置７とが走行抵抗演算装置８に接続
されており、走行抵抗演算装置８は、これらの装置から
出力される検出信号に基づいて、車両が受けている走行
抵抗を演算する。

【００２９】また、制御切替装置１３には、本実施例の
車速制御装置を動作させるか通常の加速度制御による
（アクセルの開閉による）運転状態とするかを切り替え
る制御切替検出装置１０と、アクセルの開度を検出する
アクセル検出装置１１と、ブレーキが踏まれたことを検
出するブレーキ検出装置１２とが接続されている。制御
切替装置１３は、これらの検出装置からの信号に基づい
て、車速制御装置１００を動作させるか否かを切り替え
る。

【００３０】制御切替装置１３と必要加速度演算装置９
と走行抵抗演算装置８の出力信号は必要駆動力演算装置
１４に入力される。必要駆動力演算装置１４は、これら
の装置からの車両の走行抵抗の情報と必要とされる加速
度の情報に基づいて必要とされるエンジン出力、すなわ
ち駆動力を演算する。

【００３１】必要駆動力演算装置１４からの出力信号、
すなわち必要駆動力の情報は、変速機のシフト位置を決
定するシフト位置演算装置１５と、必要なスロットル開
度を決定するスロットル開度演算装置１６と、ブレーキ
圧を決定するブレーキ圧演算装置１７と、車速設定用操
作部材（速度入力レバー５０）に対する操作反力を演算
する反力演算装置２１に夫々入力される。シフト位置演
算装置１５の演算結果は変速機制御装置１８に入力さ
れ、変速機のシフト位置が制御される。スロットル開度
演算装置１６の演算結果はスロットル制御装置１９に入
力され、スロットル開度が制御される。ブレーキ圧演算
装置１７の演算結果はブレーキ制御装置２０に入力さ
れ、必要な減速量に応じてブレーキが動作される。ま
た、反力演算装置２１の演算結果は反力付与装置２２に
入力され、車速設定用操作部材に車両の走行状態に応じ
た操作反力が付与される。

【００３２】次に、図２は、速度指示入力装置１の具体
的な構成を示した図である。図２に示すように速度指示
入力装置１は、車体に固定され、速度指示目盛が形成さ
れた本体部２３ａと、この本体部２３ａに対して速度指
示目盛の方向に手動で動かすことができる速度入力レバ
ー５０とからなる速度指示装置２３を備えている。そし
て、運転者が速度入力レバー５０を所望の目標速度位置
に移動させることにより、車速制御装置１００が機能
し、アクセルペダル、ブレーキペダル、変速機の機能が
統括して制御され、車両が目標の速度に制御される。

【００３３】ここで、運転者車両系での車間距離制御ル
ープを考えると、従来では、図３に示すように、運転者
は目標車間距離を制御するために、アクセルペダル４５
から加速度を入力し、車両は運転者の入力加速度に応じ
た加速を行なう。このとき運転者は車両の速度、加速度
を車両からフィードバックして将来の位置を予測しなけ
れば安定して追従走行できない。そして、目標距離と予
測した車間距離の偏差に比例した量を現在のアクセルペ
ダルの操作量に加える。

【００３４】これに対し、本実施例のように運転者が速
度を指示する場合には、図４に示すように、車両は実車
速をフィードバックして指示速度に応じた加速を行い、
指示速度を維持する。このとき運転者は速度のみをフィ
ードバックして将来の位置を予測することで安定した追
従走行を行なうことが可能である。このように、運転者
の制御入力を速度とし、必要加速度の演算を車両側で行
なわせることにより、運転者の運転負担を軽減すること
ができる。また、アクセルペダル、ブレーキペダルの踏
み込み動作や踏み替え動作で要する操作量、特にペダル
の踏み替え動作に要する操作時間を減少させることがで
きる。

【００３５】図５は、速度入力レバー５０による車速指
示方法を示すブロック図である。図５において、運転者
が速度入力レバーを操作すると、その指示速度が速度制
御装置３０に入力され、スロットル３１およびブレーキ
３２が車両の速度が指示速度に一致するように制御され
る。また、このとき、運転者が速度入力レバー５０の保
持を解除した場合には、速度入力レバー保持装置３３に
より速度入力レバー５０がその時の位置に保持される。

【００３６】次に、図６は、操作反力付与装置の構成を
示したブロック図である。図６において、速度指示装置
２３により指示した目標車速と、速度検出装置４により
検出された実車速との偏差にもとづいて、それに応じた
操作反力を反力付与装置２２により速度入力レバー５０
に付与する。反力付与装置は、モーター３３を有してお
り、これにより速度入力レバー５０に反力を与える。

【００３７】速度入力レバー５０に操作反力を与えない
場合では、速度入力レバー５０を自由に動かしてしま
い、無理な急加速急減速をする虞があるが、それを操作
反力で抑制することにより、適度な加減速を行なうこと
ができる。また、車両の挙動を運転者が知ることにより
安心して運転することができる。必要加速度、必要減速
加速度が大きい場合には大きい反力が働くので、急加
速、急減速を防止することができる。

【００３８】図７は、駆動力、制動力に応じて操作反力
を生じさせるための構成を示したブロック図である。車
両に作用している駆動力、制動力に応じた操作反力を反
力演算装置３５,３６により求め、操作反力として速度
入力レバー５０に付与する。反力演算装置３５,３６で
は、駆動力あるいは制動力が大きくなるにつれて速度入
力レバー５０に付与する反力が大きくなるように、反力
の演算が行われる。

【００３９】このように構成される車速制御装置では、
駆動力あるいは制動力が大きいということは、加速度あ
るいは減速加速度が大きいことを意味するので、その場
合には大きい操作反力を生じさせて、急加速、急減速を
防止するようにしている。また、運転者は勾配などによ
る走行抵抗を速度入力レバー５０の操作反力として知る
ことができるので、坂道でも適切なレバー操作を行なう
ことが可能となる。

【００４０】図８は、走行抵抗に応じて速度入力レバー
に反力を付与する構成を示した図である。速度検出装置
４で検出される速度、勾配検出装置５で検出される走行
路の勾配、シフト位置検出装置６で検出されるシフト位
置、エンジン出力検出装置７で検出されるエンジン出力
をもとに走行抵抗演算装置８で演算される走行抵抗に応
じた操作反力を反力付与装置２２によって速度入力レバ
ー５０に付与することにより、車両の挙動情報を運転者
に伝えることができる。

【００４１】例えば、上り坂を検出した場合は、走行抵
抗演算装置８で演算される走行抵抗は増加するので、そ
れに応じて速度入力レバー５０に付与する操作反力を大
きくすることにより、運転者は速度を維持するためには
大きな力が必要であることを知ることができる。

【００４２】図９は、勾配、走行抵抗と操作反力の関係
を示した図であり、図示したように、勾配、走行抵抗が
増すと同時に操作反力を大きく設定する。

【００４３】図１０は、車両の限界状態の際に速度入力
レバーに反力を付与する構成を示した図である。回転数
検出装置４０によって、駆動輪３８と従動輪３９の回転
数を検出し、駆動輪３８と従動輪３９に回転数の差があ
った場合には、ホイルスピン、ホイルロック等の限界状
態になっていると判断する。このように判断された場合
には、反力付与装置２２により操作部材２３への反力を
大きくする。このようにすれば、摩擦係数の小さい路面
での加速におけるホイルスピンや、減速時のホイルロッ
クを知ることができ、スピンを事前に回避することがで
きる。

【００４４】図１１は、ＡＢＳ（アンチロックブレーキ
システム）、ＴＣＬ（トラクションコントロール）など
の限界回避装置が作動したときに操作反力を付与する構
成を示した図である。回転数検出装置４０によって検出
される駆動輪３８と従動輪３９の回転数差から限界検出
装置４１により限界状態が検出され、ＡＢＳ４２、ＴＣ
Ｌ４３等が作動したときには速度入力レバー５０に振動
を与える。これにより、運転者は車両のＡＢＳ、ＴＣＬ
の作動状況を知ることができ、速度入力レバー５０の過
度の操作を防止することができる。

【００４５】図１２は、車速制御装置を作動させる状態
と作動させない状態とを切り替える構成を示した図であ
る。切替検出装置１０によりシステムのメインスイッチ
５４のｏｎ/ｏｆｆを検出する。また、ブレーキ検出装
置１２により、ブレーキの踏み込みを検出する。メイン
スイッチｏｆｆ、ブレーキｏｎの少なくとも一方を検出
したときには、制御切替装置１３により車速制御状態を
解除し、ブレーキ踏み込み時には、その操作量に応じた
減速を行なう。この際、ブレーキペダル４６の操作を解
除すると、その時の車速を目標車速として、車速制御状
態に切り替わる。

【００４６】このように構成される車速制御装置におい
ては、限界コーナリング時などの微妙なアクセルコント
ロールを必要とするときに、メインスイッチ５４を切る
ことでペダル操作を優先することができる。また、急な
減速をしたいときに、ブレーキペダル４６を踏むことで
瞬時に早い動作ができ、さらに、減速後に車速制御状態
に戻りたいときも、無駄な操作を行なうことなく復帰す
ることができる。

【００４７】図１３は、必要加速度演算装置の動作を説
明するためのブロック図である。速度入力レバー５０に
より指示される指示速度と速度検出装置４により検出さ
れる実車速の偏差をもとに必要加速度演算装置９によ
り、必要加速度を演算する。これにより制御入力は速度
となるので、速度制御時の予測動作を車両側が行なうこ
とにより、運転者の負担を軽減することができる。

【００４８】図１４は、走行抵抗に基づいて速度制御を
行なう構成を示した図である。必要駆動力を演算するた
めに、速度検出装置４により検出される車速、勾配検出
装置５により検出される走行路の勾配、シフト位置検出
装置６により検出されるシフト位置、エンジン出力検出
装置７により検出されるエンジン出力から走行抵抗演算
装置８で車両に働く走行抵抗を演算し、車速制御を行な
う。

【００４９】このような構成により、車両の車速を適切
に制御できるとともに、ここで演算される走行抵抗をも
とに運転者への車両挙動情報としての操作反力を求める
ことができる。

【００５０】図１５は、速度偏差に基づくシフトスケジ
ュールを示す図である。速度入力レバー５０により指示
される指示速度と、速度検出装置４により検出される実
車速との速度偏差をもとにシフト位置演算装置１５によ
り、シフトスケジュールをきめる。スロットル開度と車
速との関係からシフトスケジュールをきめると、速度入
力レバー５０により指示される指示車速と速度検出装置
４により検出される実車速との速度偏差が大きいときは
スロットル開度演算装置１６による演算結果でスロット
ルが開けられてからシフトスケジュールをもとにシフト
ダウンされるが、速度偏差が大きいときは運転者は急加
速を行ないたいので速度偏差と実車速の関係から直接シ
フトダウンすることにより早くシフトチェンジすること
ができ、運転者の加速意志に応じた加速ができる。図１
６は、この様子を示す図であり、図中下段に示したもの
は、本実施例におけるシフトチェンジのタイミングを示
しているが、図中中段に示したスロットル開度と車速の
関係からシフトスケジュールをきめた場合に比較してシ
フトチェンジのタイミングが早いことがわかる。

【００５１】図１７は、後退、停車のモードを備えた速
度入力装置の構成を示したものである。速度入力レバー
５０を０km/h以下の位置に下げることにより、後退する
ことができるように構成されている。これにより、変速
動作を必要とすることなく、簡単に後退をすることがで
きる。

【００５２】図１８、図１９は、停車状態から発進する
際の操作抵抗もしくは操作不感帯を設ける構成を示した
図である。速度入力レバー５０の０km/h（停車時）の部
分では、操作部に少なくとも不感帯５２、もしくは、ノ
ブ５１を設けてノブが押されないと走行位置にならない
ように操作抵抗５３を設けて停車から発進への動作の切
り替えを明確にする。これにより、誤って速度入力レバ
ー５０に触れても不意の発進をしてしまうことがなくな
る。

【００５３】次に、例えば運転者が急減速を行いたいと
思って、速度入力レバー５０を指示速度が低くなる方向
に急激に操作した場合について説明する。この場合に
は、運転者は危険を回避するために急減速をしようとし
ていると考えられるので、速度入力レバー５０の操作量
が大きいからといって単純に操作反力を大きくすること
は、得策ではない。ここでは、このような場合に、操作
反力に、減速度に対する非線形特性を持たせることで、
急減速時の操作反力が大きくなりすぎず、かつ低減速時
には、適度な反力を与える様にする構成について説明す
る。

【００５４】図２０は、速度入力レバー５０に非線形的
に反力を生じさせる具体的な構成を示した図である。

【００５５】図２０において、速度入力レバー５０は、
バネ６０,６２を介して、移動台６４上に支持されてい
る。移動台６４は、速度指示装置２３（図２参照）の速
度指示目盛に沿って移動可能な様にスライドレール６６
上に支持されている。スライドレール６６の側方には、
ボールネジ等を用いた駆動機構６８と、この駆動機構６
８の駆動源となるモータ７０が配置されており、移動台
６４は、駆動機構６８の駆動力に従って、スライドレー
ル６６上を移動する。移動台６４には、速度入力レバー
５０が指示する設定車速Ｖdをコントローラ７２に知ら
せるための不図示のエンコーダ等が配置されている。コ
ントローラ７２は、移動台６４から出力される設定車速
Ｖdのデータに基づいて、移動台６４の移動位置ＸTをモ
ータ７０に指令する。

【００５６】このように構成される操作反力発生機構の
動作について図２１及び図２２を参照して説明する。

【００５７】図２１は操作反力発生機構の動作を説明す
るためのフローチャートであり、図２２は減速度に対す
る操作反力の変化の様子を示す図である。

【００５８】図２１において、まずステップＳ１では、
速度入力レバー５０が設定する設定速度Ｖdと実車速Ｖa
との偏差である速度偏差ｄＶ（＝Ｖd−Ｖa）の絶対値
と、予め決められた速度偏差のしきい値である設定速度
偏差Ｄとを比較する。設定速度偏差Ｄは、例えば２０ｋ
ｍ／ｈ等に設定されており、ステップＳ１で速度偏差ｄ
Ｖと設定速度偏差Ｄとを比較するということは、運転者
が、例えば２０ｋｍ／ｈ以上の急減速を行おうとしてい
るか否かを判断することを意味する。もし、ステップＳ
１において、速度偏差ｄＶが設定速度偏差Ｄ以下である
場合には、それほどの急減速ではないので、速度偏差ｄ
Ｖに比例して大きくなる反力を速度入力レバー５０に生
じさせるために、ステップＳ３において移動台６４の移
動位置ＸTを実車速Ｖａと一致させる。これにより、移
動台６４の位置は実車速Ｖaの位置にあり、速度入力レ
バー５０は設定車速Ｖdの位置にあることになるため、
バネ６０,６２は、設定車速Ｖdと実車速Ｖaの差分だけ
たわむこととなり、バネ６０,６２の合成バネ定数をＫ
とすれば、Ｋ・（Ｖd−Ｖa）＝Ｋ・ｄＶの反力が速度入
力レバー５０に生ずることとなる。なお、速度入力レバ
ー５０の操作が終了した後には、速度入力レバー５０は
その位置で保持され、実車速Ｖａが低下するにつれて移
動台６４が速度入力レバー５０の位置Ｖdに近づいて行
き、最終的には、速度入力レバー５０と移動台６４の位
置が一致し、速度入力レバー５０は、移動台６４に対し
てバネ６０,６２の中立位置に落ち付くこととなる。

【００５９】一方、ステップＳ１において、速度偏差ｄ
Ｖが設定速度偏差Ｄより大きい場合には、運転者が急減
速しようとしていると考えられるので、操作反力の増加
率を低減させるためにステップＳ２に進む。ステップＳ
２では、設定車速Ｖdから設定速度偏差Ｄを差し引いた
値を移動台６４の移動位置ＸTとする。これにより、速
度入力レバー５０は、設定車速Ｖdの位置にあり、移動
台６４の位置は、速度入力レバー５０の位置から設定速
度偏差Ｄ分だけずれた位置にあることとなるので、バネ
６０,６２は、設定速度偏差Ｄ分だけたわむこととな
り、バネ６０,６２の合成バネ定数をＫとすれば、Ｋ・
Ｄの反力が速度入力レバー５０に生ずることとなる。

【００６０】これらのステップＳ１〜ステップＳ３の動
作を行うと、操作反力と減速度の関係は、図２２に示す
ようになる。すなわち、制御ゲインをＧとすれば、減速
度がＧ・Ｄとなるまでは、操作反力は減速度に比例して
増加し、Ｇ・Ｄを越えると、一定値Ｋ・Ｄに落ち着くこ
ととなる。これにより、運転者が急減速を行いたい場合
には、操作反力はＫ・Ｄの一定値となり、それ以上の操
作反力の増加により減速操作が妨げられることが防止で
きる。

【００６１】図２３は、速度指示装置２３の全体図であ
り、図２４は、速度入力レバー５０の操作量を運転者に
わかりやすくするための機構を示した図である。

【００６２】図２３に示すように、速度入力レバー５０
をスライド自在に支持するスライドレール７４上に一定
間隔で溝７４ａを設けておき、速度入力レバー５０側に
この溝７４ａに係合する板バネ７６を設けておく。これ
により、速度入力レバー５０のスライド時に周期的に抵
抗が加わり、運転者はこの周期的な抵抗から、自分が速
度入力レバー５０をどれだけ操作したかを感覚的に知る
ことが出来る。

【００６３】次に、図２５及び図２６は、図２０に示す
操作反力を非線形的に変化させる速度入力レバーを回転
式にしたものの構成を示す図である。

【００６４】図２５に示すように速度入力レバー７８を
回転式の構造とすることにより、両手でハンドル操作中
でも、ハンドルから手を離さずに速度入力レバー７８を
操作することができ、安全性が向上する。

【００６５】具体的には、図２６に示すように、速度入
力レバー７８の回転角度を、角度検出装置８０で検出
し、速度制御装置３０で車速の制御を行う。角度検出装
置８０は、エンコーダやポテンショメータと鵜の回転角
度を計測できる装置であればよい。また、速度制御装置
３０からは反力付与装置２２に、与える反力の大きさを
出力し、反力付与装置２２はモータ８２の回転角度を制
御することにより、モータ８２と速度入力レバー７８と
の間に備わる２本のコイルバネ８４,８６を介して反力
を付与する。速度入力レバー７８に操作反力を非線形的
に付与する原理及び動作は、図２０乃至図２２に示した
ものと同様であるので説明を省略する。

【００６６】次に、図２７は、図２０に示す装置を手で
操作するものから足で操作するものに変形した構成を示
した図である。

【００６７】図２０に示すように速度入力レバー５０を
手で操作すると、ハンドル操作の妨げになる場合がある
ため、両足でペダル９２,９４を操作して指示車速を入
力する。そして、実車速に対応して、モータ８８でウォ
ームギヤ９０を駆動し、ウォームホイール９６の回転角
を制御することにより、指示車速と実車速の偏差に応じ
た反力をバネ９８,１０２を介してペダル９２,９４に付
与する。この変形例においても、ペダル９２,９４に操
作反力を付与する原理及び動作は、図２０乃至図２２に
示したものと同様であるので説明を省略する。

【００６８】図２８は、速度入力レバー５０に、マニュ
アル操作でシフトアップ及びシフトダウンが出来るスイ
ッチを設けた例を示した図であり、図２９は、図１５に
示すシフトスケジュールにシフトアップスイッチとシフ
トダウンスイッチを設けた構成を示した図である。

【００６９】この例では、走行状態に応じて、車速と速
度偏差とからシフトを行うシフトスケジュールに加え
て、図２９に示すように速度入力レバー５０に設けられ
たシフトアップスイッチ１０４及びシフトダウンスイッ
チ１０６を運転者が操作したときにも、シフトが行える
様に構成されている。

【００７０】図２９に示した様に、実車速と、指示車速
と実車速との差である速度偏差によりシフトスケジュー
ルに従って自動的にシフトアップ、及びシフトダウンが
決められているが、この信号とシフトアップスイッチ１
０４、シフトダウンスイッチ１０６の信号のＯＲをそれ
ぞれ計算し、シフト装置に信号が送られる。

【００７１】次に、図３０は、実車速と設定車速を同時
に表示可能なメータの構成を示した図であり、図３１
は、設定車速を表示するための電気回路の構成を示した
図である。

【００７２】従来では、実車速しかインパネに表示され
ないので、設定車速と実車速の速度偏差が確認できず、
車両がどの程度減速あるいは加速しようとしているのか
よくわからないという問題があった。このため、速度の
設定が思い通りできず、操作回数が増えてしまうという
問題点があった。

【００７３】そこで、本実施例では、図３０に示すよう
に、実車速と設定車速を同時に表示して、速度偏差を目
で確認出来るようにしている。具体的には、実車速を従
来の様に指針で示し、加速時には、設定車速と実車速の
偏差分だけ、緑のＬＥＤを点灯させ、減速時には、設定
車速と実車速の偏差分だけ、赤のＬＥＤを点灯させる。
これにより、加速か減速かがＬＥＤの色でわかり、また
速度偏差の大きさも、ＬＥＤの点灯の幅ですぐに確認す
ることが出来る。

【００７４】このようなＬＥＤの点灯回路の例を示した
ものが図３１である。

【００７５】図３１において、緑のＬＥＤ１１０と赤の
ＬＥＤ１１２とは、それぞれ多数個直列に接続された状
態で、図３０に示すように速度メータの外周部に配置さ
れている。緑のＬＥＤ１１０と赤のＬＥＤ１１２は、そ
の接続部が互いに対向して配置されており、それらの接
続部の間には、その双方に接触し、実車速の指針と連動
して動く摺動スイッチ１１４が設けられている。一方、
緑のＬＥＤ１１０の接続部と赤のＬＥＤ１１２の接続部
のうち摺動スイッチ１１４が接触しない側の端部には、
速度入力レバー５０の設定値に連動して動く摺動スイッ
チ１１６,１１８が設けられている。そして、これらの
摺動スイッチ１１４,１１６,１１８が電源１２０に接続
されている。また、電源１２０と摺動スイッチ１１６の
間にはスイッチ１２２が設けられており、電源１２０と
摺動スイッチ１１８との間にはスイッチ１２４が設けら
れている。

【００７６】このように構成される点灯回路において
は、例えば加速時には、スイッチ１２２が閉成され、摺
動スイッチ１１４と摺動スイッチ１１６の間にある緑の
ＬＥＤ１１０が点灯し、速度メータ上の実車速と設定車
速との間の部分が緑色に発光する。また、減速時には、
スイッチ１２４が閉成され、摺動スイッチ１１４と摺動
スイッチ１１８の間にある赤のＬＥＤ１１２が点灯し、
速度メータ上の実車速と設定車速の間の部分が赤色に発
光する。このようにして、速度メータ上に、実車速と設
定車速とを同時に表示することが可能となる。

【００７７】以上説明したように、上記の実施例によれ
ば、運転者は加速度ではなく速度を入力することにより
車両の速度を目標の速度で走行させることができるの
で、運転者の操作負担が低減される。

【００７８】なお、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲
で、上記実施例を修正又は変形したものに適用可能であ
る。

【００７９】

【発明の効果】以上説明した様に、この発明に係わる自
動車の車速制御装置によれば、運転者が目標車速設定手
段により目標車速を設定すれば、加減速制御手段が実車
速と目標車速の偏差量に基づいて過度の加減速が生じな
いようにした状態で、実車速を目標車速に近づけていく
ので、加減速操作を必要とすることなく目標車速を設定
するのみで車両の速度が運転者の希望する車速に調整さ
れる。また、目標車速設定手段に車両の走行条件に応じ
た反力が付与されるので、運転者は車両の負荷状態等を
体感しながら目標車速を設定することができ、操作性が
向上する。

【００８０】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかわる車速制御装置の構成
を示すブロック図である。

【図２】速度指示入力装置の具体的な構成を示した図で
ある。

【図３】従来の運転者車両系での車間距離制御ループを
示した図である。

【図４】本発明の実施例における運転者車両系での車間
距離制御ループを示した図である。

【図５】速度入力レバーによる車速指示方法を示すブロ
ック図である。

【図６】操作反力付与装置の構成を示したブロック図で
ある。

【図７】駆動力、制動力に応じて操作反力を生じさせる
ための構成を示したブロック図である。

【図８】走行抵抗に応じて速度入力レバーに反力を付与
する構成を示した図である。

【図９】勾配、走行抵抗と操作反力の関係を示した図で
ある。

【図１０】車両の限界状態の際に速度入力レバーに反力
を付与する構成を示した図である。

【図１１】ＡＢＳ、ＴＣＬなどの限界回避装置が作動し
たときに操作反力を付与する構成を示した図である。

【図１２】車速制御装置を作動させる状態と作動させな
い状態とを切り替える構成を示した図である。

【図１３】必要加速度演算装置の動作を説明するための
ブロック図である。

【図１４】走行抵抗に基づいて速度制御を行なう構成を
示した図である。

【図１５】速度偏差に基づくシフトスケジュールを示す
図である。

【図１６】シフトダウンのタイミングを示した図であ
る。

【図１７】後退、停車のモードを備えた速度入力装置の
構成を示した図である。

【図１８】停車状態から発進する際の操作抵抗もしくは
操作不感帯を設ける構成を示した図である。

【図１９】停車状態から発進する際の操作抵抗もしくは
操作不感帯を設ける構成を示した図である。

【図２０】速度入力レバーに非線形的に反力を生じさせ
る具体的な構成を示した図である。

【図２１】操作反力発生機構の動作を説明するためのフ
ローチャートである。

【図２２】減速度に対する操作反力の変化の様子を示す
図である。

【図２３】速度指示装置の全体図である。

【図２４】速度入力レバーの操作量を運転者にわかりや
すくするための機構を示した図である。

【図２５】図２０に示す操作反力を非線形的に変化させ
る速度入力レバーを回転式にしたものの構成を示す図で
ある。

【図２６】図２０に示す操作反力を非線形的に変化させ
る速度入力レバーを回転式にしたものの構成を示す図で
ある。

【図２７】図２０に示す装置を手で操作するものから足
で操作するものに変形した構成を示した図である。

【図２８】速度入力レバーに、マニュアル操作でシフト
アップ及びシフトダウンが出来るスイッチを設けた例を
示した図である。

【図２９】図１５に示すシフトスケジュールにシフトア
ップスイッチとシフトダウンスイッチを設けた構成を示
した図である。

【図３０】実車速と設定車速を同時に表示可能なメータ
の構成を示した図である。

【図３１】設定車速を表示するための電気回路の構成を
示した図である。

【符号の説明】

２３速度指示装置３１スロットル３２ブレーキ３３モーター３５,３６反力演算装置３８駆動輪３９従動輪４５アクセルペダル５０速度入力レバー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の実車速を検出する実車速検出手段
と、運転者が操作して目標車速を設定する目標車速設定手段
と、前記実車速検出手段により検出される車両の実車速を前
記目標車速設定手段により設定された目標車速に一致さ
せるように車両の動力部を制御する車速制御手段と、実車速と目標車速との偏差に応じて過度の加減速が生じ
ないように前記車速制御手段を制御して車両の加減速を
調節する加減速制御手段と、車両の走行状態を検出し、前記車速設定手段に、車両の
走行状態に応じた操作反力を付与する反力付与手段とを
具備することを特徴とする自動車の車速制御装置。
【請求項２】前記目標車速設定手段は、速度入力レバ
ーと、該速度入力レバーの操作方向に速度目盛が表示さ
れた表示部材とを備えることを特徴とする請求項１に記
載の自動車の車速制御装置。
【請求項３】前記速度入力レバーを前記速度目盛の車
速ゼロの位置からマイナス側に操作したとき、前記車速
制御手段は車両を後退させるように前記動力部を制御す
ることを特徴とする請求項２に記載の自動車の車速制御
装置。
【請求項４】前記速度入力レバーの車速ゼロの位置に
不感帯を形成したことを特徴とする請求項２に記載の自
動車の車速制御装置。
【請求項５】前記目標速度設定手段は、前記速度入力
レバーを車速ゼロの位置でロックするロック手段と、こ
のロック状態を解除するリリース手段とを更に備えるこ
とを特徴とする請求項２に記載の自動車の車速制御装
置。
【請求項６】前記目標速度設定手段は、前記速度入力
レバーを、運転者が該速度入力レバーの保持を解除した
位置に保持する保持手段を更に具備することを特徴とす
る請求項２に記載の自動車の車速制御装置。
【請求項７】実車速と目標車速との偏差に応じた操作
反力を前記車速設定手段に付与することを特徴とする請
求項１に記載の自動車の車速制御装置。
【請求項８】前記車速設定手段の設定値が設定時の車
速に比べて所定値以上小さいときに、前記操作反力の増
加率を小さくすることを特徴とする請求項７に記載の自
動車の車速制御装置。
【請求項９】車両の駆動力と制動力に応じた操作反力
を前記車速設定手段に付与することを特徴とする請求項
１に記載の自動車の車速制御装置。
【請求項１０】車両の走行抵抗を演算する演算手段を
更に具備し、該演算手段により演算された走行抵抗に応
じた操作反力を前記車速設定手段に付与することを特徴
とする請求項１に記載の自動車の車速制御装置。
【請求項１１】前記演算手段は、走行路面の勾配、エ
ンジン出力、変速機のシフト位置から走行抵抗を演算す
ることを特徴とする請求項１０に記載の自動車の車速制
御装置。
【請求項１２】車輪の走行路面との摩擦力の限界に基
づく車両の限界加減速状態になったときに前記目標車速
設定手段の操作反力を増加させることを特徴とする請求
項１に記載の自動車の車速制御装置。
【請求項１３】車両の前輪と後輪の回転数の差から車
両の限界加減速状態を検出することを特徴とする請求項
１２に記載の自動車の車速制御装置。
【請求項１４】車輪の走行路面との摩擦力の限界に基
づく車両の限界加減速状態において自動的に前記限界加
減速状態を回避する限界回避装置が作動したときに前記
車速設定手段に振動を生じさせることを特徴とする請求
項１に記載の自動車の車速制御装置。
【請求項１５】車両に設けられたアクセルペダル、ブ
レーキペダル等の操作ペダル類が操作されたときに、前
記車速制御手段の動作を停止させることを特徴とする請
求項１に記載の自動車の車速制御装置。
【請求項１６】前記車速制御手段を動作させる状態と
停止させる状態とを切り替えるマニュアルスイッチを更
に具備することを特徴とする請求項１に記載の自動車の
車速制御装置。
【請求項１７】実車速と目標車速の偏差が大きいとき
に、車両に設けられた自動変速機を即座にシフトダウン
させることを特徴とする請求項１に記載の自動車の車速
制御装置。