(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
計算又は設定された目標減速度に基づいて自動減速制御する車両の速度制御装置において、
車速検出手段と、車両の前後軸重を検出する手段と、操舵角検出手段と、ブレーキ圧力調整手段と、該車速と前後軸重と操舵角からそれぞれに対応した補償係数を求め、該補償係数を用いて車両の減速度とブレーキ圧力との比を示す減速度係数を求め、該減速度係数の逆数と該目標減速度から目標ブレーキ圧力を求め、該目標ブレーキ圧力を、該目標減速度と該車速から得られる実際の減速度との差に応じて補正して該ブレーキ圧力調整手段を制御することにより該目標減速度に制御する手段と、を備えたことを特徴とする車両の速度制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の速度制御装置において、前車と自車との車間距離を検出する手段を備え、該制御手段が、該車間距離から前車と自車との相対速度を演算し、該車速と相対速度から安全車間距離を演算し、該相対速度から更に要求される加速度を演算し、該加速度と安全車間距離と車間距離とから目標減速度を算出することを特徴とした車両の速度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は車両の速度制御装置に関し、特に定速走行制御や自車と前方車両（以下、前車と言う）との車両間距離を制御する為の車両の速度制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ドライバーがアクセルペダル操作をしなくても自車の速度が一定に保つことが出来るよう自動的にエンジン出力調整手段としてのスロットル弁の開度などを調整する定速走行装置（オートクルーズ）を搭載した車両が普及して来ている。
【０００３】
この様な定速走行装置では道路の混雑状況により前車に追突する可能性があり、この様な追突を防止する目的で前車との車間距離を検出し所定の安全車間距離を保つ装置が開発されている。
【０００４】
このように定速走行と安全車間距離を保持するための車両の速度制御装置が、本出願人において特願平4-111518号において既に開示されており、これについて説明する。
【０００５】
＜特願平4-111518号の説明＞
図５は特願平4-111518号に係る車両の速度制御装置の実施例を示したものであり、この実施例では、車間距離検出手段１としてレーダ装置を用い、自車速度検出手段２として車速センサを用い、自車加速度検出手段３として加速度センサを用いている。
【０００６】
また、エンジン出力調整手段４としてスロットル弁（図示せず）に接続されたスロットル弁アクチェータを用いており、ブレーキ圧力調整手段５としてホイールシリンダ（図示せず）に接続された圧力制御弁を用いている。
【０００７】
さらに、マイクロコンピュータで構成されたコントローラ１０を用い、このコントローラ１０と車速センサ２及び加速度センサ３との間にＡ／Ｄ変換器１１を設け、スロットル弁アクチェータ４との間にモータ駆動回路１２を設け、更に圧力制御弁５との間にＤ／Ａ変換器１３を設けている。
【０００８】
この様な実施例におけるコントローラ１０で実行される制御プログラムが図６に示されており、まずコントローラ１０はレーダ装置１を駆動する事により車間距離に関するデータＤを読み込む（ステップＳ１）。またコントローラ１０は車速センサ２からの車速Ｖ及び加速度センサ３からの現在の加減速度ＹP とをＡ／Ｄ変換器１１を経て読み込む（ステップＳ２）。
【０００９】
この後、コントローラ１０はステップＳ１で読み込んだ車間距離Ｄに基づいて相対速度Ａを算出する（ステップＳ３）。これは図示のように車間距離Ｄを一定の時間間隔で微分する事により求めることが出来る。
【００１０】
次にコントローラ１０は上記の車速Ｖ及び相対速度Ａから安全車間距離ＤS を求める（ステップＳ４）。尚、この安全車間距離ＤS は、車速Ｖに対する関数ｆ（Ｖ）を求め、相対速度Ａに対する関数ｇ（Ａ）を求めてこれらの関数ｆ（Ｖ）とｇ（Ａ）とを加算することにより算出されるものである。
【００１１】
次に、ステップＳ３で求めた相対速度Ａにより、要求される加減速度Ｘを求める（ステップＳ５）。尚、この加減速度Ｘの算出については相対速度Ａを横軸に取り、縦軸に要求加減速度Ｘを取ったマップ図から算出することが出来る。
【００１２】
この様にして、要求される加減速度Ｘと安全車間距離ＤS と実際の車間距離Ｄとを算出した後、これらに基づいて目標加減速度Ｙを算出する（ステップＳ６）。尚、この加減速度Ｙは、図示の様にＹ＝Ｘ＋ｋ（ＤS −Ｄ）（ｋは定数）により算出することが出来、例えば加速度の場合は正の値となり、減速度の場合は負の値となる。
【００１３】
この後、目標加減速度Ｙがエンジン出力により調整可能な値であるか否かを判定する（ステップＳ７）。即ち、図示のように、スロットル弁アクチェータ４でスロットル弁を制御した時に対応可能な最大減速度Ｙ0 （例えば−３m/sec2）よりもステップＳ６で求めた目標加減速度Ｙが（極性を含めて）大きいか否かを判定することにより、ブレーキ圧力を発生させて調整するか（ステップＳ８〜Ｓ１０）、エンジン出力を調整するか（ステップＳ１１〜Ｓ１３）を決定する。
【００１４】
従ってステップＳ７において、目標加減速度Ｙがスロットル弁で対応可能な最大減速度Ｙ0 より低いことが分かった時には、スロットル弁によるブレーキ力調整は出来ないので実際にブレーキを掛ける手順として、先ずコントローラ１０はモータ駆動回路１２を介してスロットル弁アクチェータ４によりスロットル弁を全閉させる（ステップＳ８）。そして、この後、ブレーキ圧力の補償演算を行う（ステップＳ９）。
【００１５】
このステップＳ９におけるブレーキ圧力補償演算は図７に具体的に示されるような手順により実行される。
【００１６】
即ち、ステップＳ６で算出された目標減速度Ｙ（この場合にはＹはＹ＜Ｙ0 なる小さな値なので、加速度ではなく減速度となっている。）を得る為の操作量を算出する（ステップＳ２１）。これは、目標減速度Ｙに定数Ｍを乗ずる事によって得られる圧力制御弁５への入力電圧Ｅref を算出することである。
【００１７】
一方、上記の目標減速度ＹをステップＳ２１の様に操作量として算出するだけでなく実際の減速度との関係によりブレーキ圧力補償を行う必要があるので、目標減速度Ｙと加速度センサ３で測定した実際の減速度ＹP との差分ΔＹ＝Ｙ−ＹP を求める（ステップＳ２２）。そして、この減速度の差分値ΔＹに定数Ｎを掛ける事により制御特性を調整する値Ｎ・ΔＹを求める（ステップＳ２３）。
【００１８】
そして、ステップＳ２１で算出した操作量（電圧）Ｅref を制御特性の調整値Ｎ・ΔＹとを加え合わせ、制御値Ｅref ' ＝Ｅref ＋Ｎ・ΔＹを求める（ステップＳ２４）。
【００１９】
この様にして求めた制御値Ｅref ' をＤ／Ａ変換器１３を介して圧力制御弁５に与えることによりコントローラ１０はホイールシリンダへの実際のブレーキ圧力操作を行うことが出来る（ステップＳ１０）。
【００２０】
一方、ステップＳ７において目標加減速度Ｙがスロットル弁で対応可能な最大減速度Ｙ0 より大きいことが分かったときには、先ずコントローラ１０はＤ／Ａ変換器１３を介して圧力制御弁５によりホイールシリンダへのブレーキ圧力をオフにする（ステップＳ１１）。
【００２１】
そして、今度はエンジン出力調整を行うので、スロットル弁開度の補償演算を行う（ステップＳ１２）。このスロットル弁開度の補償演算は図７に示したブレーキ圧力補償演算と全く同様の演算手順を経由する事ができる。
【００２２】
例えば、車両を加速する場合には、図７における目標減速度Ｙは目標加速度となり（Ｙは正）、実際に加速度センサ３で測定された加速度ＹP との関係からステップＳ２４に示す制御値Ｅref ' を求める事ができ、それによりモータ駆動回路１２を介してスロットル弁アクチェータ４により実際にスロットル弁をより開くように制御する。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
上記において、目標加減速度を演算し実際にブレーキ圧力操作をする場合に問題となるのは、油圧ブレーキを例に取ればブレーキ油圧と減速度は単純な比例関係に無いということである。
【００２４】
即ち、ブレーキ開始時の車速が同じ場合は、図８の実線特性に示すように油圧と減速度はほぼ比例関係にあるが、実際はブレーキ開始時の車速や車両重量及び操舵角等の種々の主な要因に依存している（図８の破線特性）。
【００２５】
しかしながら、図７のステップＳ２１における定数Ｍは一定の代表値に固定されてしまっているため、上記のようなフィードバック制御を行っても誤差が大きくなり過ぎると補償し切れない。
【００２６】
即ち、測定減速度による補償では、偏差は１０〜２０％程度であるが、トラックの後軸重は空車に対して積車では＋３００％程度になり、対応することができないという問題点があった。
【００２７】
従って本発明は、計算又は設定された目標減速度に基づいて自動減速制御する車両の速度制御装置において、種々のブレーキ動作時の要因を考慮して自動減速制御することを目的とする。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係る車両の速度制御装置では、車速検出手段と、車両の前後軸重を検出する手段と、操舵角検出手段と、ブレーキ圧力調整手段と、該車速と前後軸重と操舵角からそれぞれに対応した補償係数を求め、該補償係数を用いて車両の減速度とブレーキ圧力との比を示す減速度係数を求め、該減速度係数の逆数と該目標減速度から目標ブレーキ圧力を求め、該目標ブレーキ圧力を、該目標減速度と該車速から得られる実際の減速度との差に応じて補正して該ブレーキ圧力調整手段を制御することにより該目標減速度に制御する手段と、を備えている。
【００２９】
上記の車両の速度制御装置において、前車と自車との車間距離を検出する手段を備え、該制御手段が、該車間距離から前車と自車との相対速度を演算し、該車速と相対速度から安全車間距離を演算し、該相対速度から更に要求される加速度を演算し、該加速度と安全車間距離と車間距離とから目標減速度を算出することができる。
【００３０】
【作用】
本発明に係る車両の速度制御装置においては、ブレーキ圧力調整手段と、車速検出手段によって検出された車速と車両の前後軸重を検出する手段によって検出された前後軸重（車両重量）と操舵角検出手段によって検出された操舵角から車両の減速度とブレーキ圧力との比を示す減速度係数を求める。これは、図８に示した特性グラフの傾きに相当するものである。
【００３１】
このようにして求めた減速度係数の逆数と目標減速度から目標ブレーキ圧力を求め、該目標ブレーキ圧力を該目標減速度と該車速から得られる実際の減速度との差に応じて補正して該ブレーキ圧力調整手段を制御する。
【００３２】
これにより、目標減速度に対応したブレーキ作用が得られる。
【００３３】
尚、上記の目標減速度は、単に設定することができるが、従来例について説明したように演算によっても下記のごとく求めることができる。
【００３４】
即ち、前車と自車との車間距離を検出する手段により検出された車間距離から前車と自車との相対速度を演算し、該相対速度と上記の車速とから安全車間距離を演算し、該相対速度から更に要求される加速度を演算し、該加速度と安全車間距離と車間距離とから目標減速度を算出することができる。
【００３５】
【実施例】
図１は本発明に係る車両の速度制御装置の実施例を示したものであり、この実施例では、図５に示した従来の車両の速度制御装置において更に前後輪荷重センサ６と操舵角センサ７とを設けてＡ／Ｄ変換器１１に接続した点が異なっている。なお、図５に示した加速度センサ３は車速センサ２の出力信号により加速度を求めるために用いていないが、勿論、この加速度センサを用いてもよいことは言うまでもない。
【００３６】
この様な実施例におけるコントローラ１０で実行される制御プログラム（加減速度補償ルーチン）が図２に示されている。但し、この制御プログラムは、図６の制御プログラムに対してステップＳ１４が付加されていることと、ステップＳ９におけるブレーキ圧力補償演算が改良されている点が異なっているだけである。従って、以下の説明では、ステップＳ１４及びステップＳ９について行い、その他の説明は省略する。
【００３７】
図３は、図２の減速係数ＫAPの演算（ステップＳ１４）を行うためのフローチャートを示しており、このフローチャートでは、まずコントローラ１０は、ステップＳ２で読み込んだ車速Ｖから補償係数ＫV を算出する（ステップＳ１４１）。この補償係数ＫV の算出に当たっては実験等により図示のような車速に対する補正マップを作成しておくことにより求めることができる（ステップＳ１４１）。
【００３８】
次に、車速Ｖが“０”より大きいか否か、即ち車両が動いているか否かを判定し（ステップＳ１４２）、Ｖ＞０のときには、コントローラ１０は前後輪の軸重センサ６によって検出される軸重Ｗf,Ｗr を読み込む（ステップＳ１４３）。
【００３９】
そして、この軸重Ｗf,Ｗr から別の補償係数ＫW を算出する（ステップＳ１４４）。この場合も、補償係数ＫW の算出に当たっては実験等により定数ＡW,ＢW,ＣW を求めて、これらによりＫW＝ＡW×Ｗf＋ＢW×Ｗr＋ＣWを求めることができる。
【００４０】
この後、コントローラ１０は、操舵角センサ７の出力信号から操舵角θを読み込む（ステップＳ１４５）。
【００４１】
そして更に、読み込んだ操舵角θから補償係数Ｋthを算出する（ステップＳ１４６）。この補償係数Ｋthの算出に当たっても実験等により図示のような操舵角θに対する補正マップを作成しておくことにより求めることができる。
【００４２】
このようにして得られた補償係数ＫV,ＫW,Ｋthと基準とする条件での減速度係数ＫAP0 とを乗算することにより減速度係数ＫAPを算出する（ステップＳ１４７）。
【００４３】
図４は、本発明に従ってステップＳ９において実行されるブレーキ圧力補償演算を示したフローチャートであり、この図４は図７に示された従来例のフローチャートに対してステップＳ２１がステップＳ９０に変更されている点のみが異なっている。
【００４４】
即ち、ステップＳ６で算出された目標減速度Ｙ（この場合にはＹはＹ＜Ｙ0 なる小さな値なので、加速度ではなく減速度となっている。）を得る為の操作量を算出する（ステップＳ９０）が、ここでは、目標減速度Ｙに従来の如く定数Ｍを乗ずるのではなく、その代わりに上記のとおりステップＳ１４で求めた減速度係数ＫAPを用いる。
【００４５】
即ち、減速度係数ＫAPは図８に示したとおり、実際の減速度／ブレーキ圧力で表されるものであるので、圧力制御弁５に対する操作量（入力電圧）Ｅref としては、この減速度係数ＫAPの逆数である１／ＫAPを用い、これを目標減速度Ｙに掛ければよいことになる。
【００４６】
この他は図７の場合と同様であり、上記の目標減速度ＹをステップＳ９０の様に操作量として算出するだけでなく実際の減速度との関係によりブレーキ圧力補償を行う必要があるので、目標減速度Ｙと車速Ｖから求めた（或いは加速度センサにより検出した）実際の減速度ＹP との差分ΔＹ＝Ｙ−ＹP を求める（ステップＳ２２）。そして、この減速度の差分値ΔＹに定数Ｎを掛ける事により制御特性を調整する値Ｎ・ΔＹを求める。
【００４７】
そして、ステップＳ２１で算出した操作量（電圧）Ｅref を制御特性の調整値Ｎ・ΔＹとを加え合わせ、制御値Ｅref ' ＝Ｅref ＋Ｎ・ΔＹを求める（ステップＳ２４）。
【００４８】
このようにして、目標減速度Ｙに対する最適な自動ブレーキ制御が行われることとなるが、本発明は、図２に示した加減速補償ルーチンに限定されるものではなく、自動計算又はボリューム等で手動設定されたいずれの目標減速度Ｙに対しても最適な自動ブレーキ制御を実現することができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る車両の速度制御装置によれば、車速と前後軸重と操舵角から車両の減速度とブレーキ圧力との比を示す減速度係数を求め、該減速度係数の逆数と計算又は設定された目標減速度から目標ブレーキ圧力を求め、該目標ブレーキ圧力を該目標減速度と該車速から得られる実際の減速度との差に応じて補正してブレーキ圧力を調整することにより該目標減速度に制御するように構成したので、目標とする加減速度に自車の加減速度を速やかに近づける事ができ、制御対象の特性変化に自動的に迅速に対応出来、より安全な定速走行や車間距離を保ことができる。
【００５０】
特に、トレーラ等では空気圧管理等の遅れにより後輪よりも前輪が先にブレーキが掛かり、その結果、ジャックナイフ現象が生じるが、この際、積み荷が重ければ重いほど、トレーラの減速度は小さくなり、ジャックナイフ現象は厳しくなって行く。
本発明によりトレーラの減速度低下を妨げるので、ジャックナイフ現象は軽微なものにすることができる。
また、加速度センサをトラクタやトレーラ等に設置することにより、トレーラの減速遅れを改善することができる。
更に、あらかじめ後輪と前輪のブレーキ圧力調整に時差を付けることにより、ジャックナイフ現象をより一層改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車両の速度制御装置の実施例を示したブロック図である。
【図２】本発明に係る車両の速度制御装置に用いられるコントローラで実行される制御プログラムの全体フローチャート図である。
【図３】図２のフローチャートにおける減速度係数の演算（ステップＳ１４）の具体的なフローチャート図である。
【図４】図２のフローチャートにおける目標ブレーキ操作量の演算（ステップＳ９）の具体的なフローチャート図である。
【図５】従来例に係る車両の速度制御装置の構成を示したブロック図である。
【図６】従来例に係る車両の速度制御装置に用いられるコントローラで実行される制御プログラムの全体フローチャート図である。
【図７】図６のフローチャートにおける目標ブレーキ操作量の演算（ステップＳ９）の具体的なフローチャート図である。
【図８】減速度とブレーキ圧力と車両の各要因との関係を示した特性グラフ図である。
【符号の説明】
１  レーダ装置
２  車速センサ
４  スロットル弁アクチェータ
５  圧力制御弁
６  前後輪荷重センサ
７  操舵角センサ
１０  コントローラ
図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【図１】
0003658773.tif 000002
【図２】
0003658773.tif 000003
【図３】
0003658773.tif 000004
【図４】
0003658773.tif 000005
【図５】
0003658773.tif 000006
【図６】
0003658773.tif 000007
【図７】
0003658773.tif 000008
【図８】
0003658773.tif 000009