(57)【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し、
前記反力付与手段は、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自動車の車速制御装置。
【請求項２】
前記操作反力付与手段は、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１に記載の自動車の車速制御装置。
【請求項３】
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し、
前記反力付与手段は、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自動車の車速制御装置。
【請求項４】
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、
車両の走行抵抗を演算する演算手段とを具備し、
前記反力付与手段は、前記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自動車の車速制御装置。
【請求項５】
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４に記載の自動車の車速制御装置。
【請求項６】
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し、
前記反力付与手段は、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自動車の車速制御装置。
【請求項７】
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６に記載の自動車の車速制御装置。
【請求項８】
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し、
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自動車の車速制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、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３−９０４３７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３−９０４６１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。
【００１３】
【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し、前記反力付与手段は、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、前記操作反力付与手段は、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、本発明に係わる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し、前記反力付与手段は、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、本発明に係わる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、車両の走行抵抗を演算する演算手段とを具備し、前記反力付与手段は、前記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、本発明に係わる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し、前記反力付与手段は、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、本発明に係わる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し、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。
【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、ＴＣＬ４３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１６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６８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２０ｋｍ／ｈ等に設定されており、ステップＳ１で速度偏差ｄＶ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Ｓ１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ｄＶ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ｄＶ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Ｓ２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１０４、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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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