(57)【要約】【課題】  車両の発進性と燃費とを両立させる。【解決手段】  所定の車間距離を保ちながら先行車に追従走行する先行車追従走行制御装置において、車両の走行負荷を検知し、走行負荷に応じて車両発進時の有段変速機のギア位置（シフト位置）を設定する。【選択図】  図３ 
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の車間距離を保ちながら先行車に追従走行する先行車追従走行制御装置において、
車両の走行負荷を検知する負荷検知手段と、
前記走行負荷に応じて車両発進時の有段変速機のシフト位置または無段変速機の変速比を設定する変速比設定手段とを備えることを特徴とする先行車追従走行制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の先行車追従走行制御装置において、
前記負荷検知手段は、車両の走行速度と走行抵抗を検出するとともに、目標走行速度、走行速度検出値および走行抵抗検出値に基づいて目標加速度を設定し、目標加速度より実際の加速度が大きい場合には走行負荷が小さいと判定し、
前記変速比設定手段は、前記負荷検知手段により走行負荷が小さいと判定された場合には、車両発進時のシフト位置を３速以上のシフト位置に設定するか、または車両発進時の変速比を有段変速機の２速相当の変速比より小さい変速比に設定することを特徴とする先行車追従走行制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の先行車追従走行制御装置において、
前記負荷検知手段は、車両の走行速度と走行抵抗を検出するとともに、目標走行速度、走行速度検出値および走行抵抗検出値に基づいて目標加速度を設定し、目標加速度より実際の加速度が小さい場合には走行負荷が大きいと判定し、
前記変速比設定手段は、前記負荷検知手段により走行負荷が大きいと判定された場合には、車両発進時のシフト位置を１速に設定するか、または車両発進時の変速比を有段変速機の２速相当の変速比より大きい変速比に設定することを特徴とする先行車追従走行制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載の先行車追従走行制御装置において、
前記負荷検知手段は降坂路走行を検知し、
前記変速比設定手段は、前記負荷検知手段により降坂路走行が検知された場合には、車両発進時のシフト位置を３速以上のシフト位置に設定するか、または車両発進時の変速比を有段変速機の２速相当の変速比より小さい変速比に設定することを特徴とする先行車追従走行制御装置。
【請求項５】
請求項１に記載の先行車追従走行制御装置において、
前記負荷検知手段は登坂路走行を検知し、
前記変速比設定手段は、前記負荷検知手段により登坂路走行が検知された場合には、車両発進時のシフト位置を１速に設定するか、または車両発進時の変速比を有段変速機の２速相当の変速比より大きい変速比に設定することを特徴とする先行車追従走行制御装置。
【請求項６】
請求項１に記載の先行車追従走行制御装置において、
前記負荷検知手段は車両の積載荷重を検知し、
前記変速比設定手段は、前記負荷検知手段により基準値より小さい積載荷重が検知された場合には、車両発進時のシフト位置を３速以上のシフト位置に設定するか、または車両発進時の変速比を有段変速機の２速相当の変速比より小さい変速比に設定することを特徴とする先行車追従走行制御装置。
【請求項７】
請求項１に記載の先行車追従走行制御装置において、
前記負荷検知手段は車両の積載荷重を検知し、
前記変速比設定手段は、前記負荷検知手段により基準値より大きい積載荷重が検知された場合には、車両発進時のシフト位置を１速に設定するか、または車両発進時の変速比を有段変速機の２速相当の変速比より大きい変速比に設定することを特徴とする先行車追従走行制御装置。
【請求項８】
請求項４または請求項５に記載の先行車追従走行制御装置において、
前記負荷検知手段は、道路勾配に応じた信号を出力する振り子式前後加速度センサーを有し、前記センサーの出力信号に基づいて降坂路走行または登坂路走行を検知することを特徴とする先行車追従走行制御装置。
【請求項９】
請求項４または請求項５に記載の先行車追従走行制御装置において、
前記負荷検知手段は、車両の前輪と後輪のサスペンションにそれぞれ独立のストロークセンサーを設け、前記各センサーの出力に基づいて降坂路走行または登坂路走行を検知することを特徴とする先行車追従走行制御装置。
【請求項１０】
請求項６または請求項７に記載の先行車追従走行制御装置において、
前記負荷検知手段は、車輪のサスペンションにストロークセンサーを設け、前記センサーの出力に基づいて積載荷重が基準値より大きいかまたは小さいかを判定することを特徴とする先行車追従走行制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は先行車追従走行制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
渋滞路において先行車に追従走行する際、頻繁に発進、停止を繰り返すことが多い。このような場合に、２速ギアで発進を行うようにした車両速度制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この出願の発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
【特許文献１】特開平０８−２６８１１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の車両速度制御装置では、低速域では常に２速ギアにより発進するので、登坂路からの発進や、乗員や荷物の積載量が多い場合には、２速ギアでは発進が困難となるおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
所定の車間距離を保ちながら先行車に追従走行する先行車追従走行制御装置において、車両の走行負荷を検知し、走行負荷に応じて車両発進時の有段変速機のシフト位置または無段変速機の変速比を設定する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、車両を確実に発進させながら燃費を改善できる最適なギア位置を選択することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、一実施の形態の先行車追従走行制御装置を搭載した車両の構成を示す。エンジン１の駆動力は自動変速機２および減速機３を介して後輪４ａ、４ｂに伝達される。エンジン制御装置５は、スロットルバルブ開度、点火時期、燃料噴射量および噴射時期などを調節することによってエンジン１の回転速度、トルク、出力などを制御する。変速機制御装置６は、自動変速機２のクラッチやブレーキ（不図示）に供給する作動流体圧を調節することによってシフト位置を変更し、前進１〜４速、あるいは前進１〜５速の間で変速する。
【０００８】
各車輪４ａ〜４ｄはディスクブレーキを構成するホイールシリンダー７ａ〜７ｄを備えており、各ホイールシリンダー７ａ〜７ｄに制動流体を供給することによって各車輪４ａ〜４ｄに制動力を発生させる。制動流体圧制御装置８は、各ホイールシリンダー７ａ〜７ｄに供給する制動流体圧を調節して各車輪４ａ〜４ｄの制動力を制御する。制動流体圧センサー９は、各ホイールシリンダー７ａ〜７ｄに供給される制動流体圧を検出する。なお、制動流体圧制御装置８内で調節される制動流体圧は、ブレーキペダル１０の踏み込みよって昇圧するマスターシリンダー１１から供給される。
【０００９】
制御装置１２は、エンジン制御装置５、変速機制御装置６、制動流体圧制御装置８などを制御し、車速制御、変速制御、車間距離制御、先行車追従走行制御などを行う。この制御装置１２には上述した制動流体圧センサー９の他に、前方状態検出装置１３、車輪速センサー１４、アクセル開度センサー１５、手動スイッチ１６などが接続されている。
【００１０】
前方状態検出装置１３は、ＣＣＤカメラやレーザーレーダーなどを備え、自車両前方の走行車線の状況や先行車の有無、先行車までの距離などを検出する。車輪速センサー１４は各車輪４ａ〜４ｄの回転速度を検出し、アクセル開度センサー１５はアクセルペダル（不図示）の踏み込み量を検出する。手動スイッチ１６は、乗員が設定車速や設定車間距離などを入力するための操作部材である。
【００１１】
図２は制御装置１２で実行される制御プログラムを示すフローチャートである。このフローチャートにより、一実施の形態の動作を説明する。制御装置１２のマイクロコンピューター（不図示）は、例えば１０ｍsecごとにこの制御プログラムを実行する。
【００１２】
ステップ１において、車輪速センサー１４から車輪速度Ｖwj(ｊ＝４ａ〜４ｄ)を、アクセル開度センサー１５からアクセル開度Ａccを、制動流体圧センサー９から制動流体圧Ｐmをそれぞれ読み込む。また、手動スイッチ１６から設定車速Ｖcおよび設定車間距離ｄcを、前方状態検出装置１３から先行車との車間距離ｄを、エンジン制御装置５からトルクＴwをそれぞれ読み込む。
【００１３】
ステップ２で車両速度Ｖwjのうち、従動輪である前輪４ｃ、４ｄの速度Ｖw4c、Ｖw4dの平均値を算出し、自車両の走行速度Ｖとする。ステップ３では先行車との車間距離ｄの今回の値ｄ(n)と前回の値ｄ(n-1)の差をサンプリング時間ΔＴ（この例では制御プログラムの実行時間間隔１０ｍsec）で除し、先行車との相対速度Ｖrを算出する。
【００１４】
次に、ステップ４で自車両の走行速度Ｖに応じた目標車間距離ｄrcを算出する。具体的には、自車両の走行速度Ｖに所定の制御ゲインを乗じ、さらに所定の制御定数を加算して目標車間距離ｄrcを算出する。なお、制御ゲインおよび制御定数は手動スイッチ１６により入力された設定車間距離に応じて決定される。
【００１５】
ステップ５において目標走行速度Ｖsを算出する。すなわち、設定車間距離ｄcと実際の車間距離ｄとの偏差に比例制御ゲインを乗じた値と、相対速度Ｖrに微分制御ゲインを乗じた値とを合算して基準目標走行速度Ｖs0を算出し、この基準目標走行速度Ｖs0と入力スイッチ１６により入力された設定車速Ｖcとの内のいずれか小さい方を目標走行速度Ｖsとする。
【００１６】
ステップ６では目標走行速度Ｖsと実際の走行速度Ｖとの偏差に基づいて、例えばＰＩＤ制御により目標加速度ａ0を算出し、この目標加速度ａ0に走行抵抗ａrを加算して目標加速度ａc（＝ａ0＋ａr）を算出する。走行抵抗ａrは、予め実車実験により平坦路での路面抵抗分を自車速に対する加速度として求めた値である。
【００１７】
次に、ステップ７において図３に示す発進ギア位置ｔrs算出ルーチンを実行し、発進時のギア位置（シフト位置）を設定する。図３のステップ１１において、自車両の走行速度Ｖの今回の値Ｖ(n)と前回の値Ｖ(n-1)との差をサンプリング時間ΔＴで除して自車両の実際の加速度ａhを算出する。続くステップ１２で目標加速度ａcが負か、つまり減速要求時か否かを確認し、減速要求時であればステップ１３へ進み、そうでなければ図２に示す制御プログラムへリターンする。
【００１８】
ステップ１３では目標加速度ａcと実際の加速度ａhとを比較する。ただし、ノイズなどの影響により頻繁にギア位置が変化するのを避けるために、ヒステリシスを設定して比較し、判定を行う。すなわち、目標加速度ａcからヒステリシス分δ（＞０）を減じた値（ａc−δ）と実際の加速度ａhとを比較する。目標加速度（ａc−δ）が実際の加速度ａhより大きい場合はステップ１４へ進み、そうでなければステップ１７へ進む。減速要求時で、且つ目標加速度（ａc−δ）が実際の加速度ａhより大きい場合は、走行負荷が大きい、すなわち上り坂かあるいは荷重が基準値より重いと判断してステップ１４でギア位置を１速（ｔrs＝１）とする。
【００１９】
一方、ステップ１７で目標加速度ａcにヒステリシス分δを加算した値（ａc＋δ）と実際の加速度ａhとを比較し、目標加速度（ａc＋δ）が実際の加速度ａhより小さい場合はステップ１８へ進み、そうでなければステップ１９へ進む。減速要求時で、且つ目標加速度（ａc＋δ）が実際の加速度ａhより小さい場合は、走行負荷が小さい、すなわち下り坂かあるいは荷重が基準値より軽いと判断してステップ１８でギア位置を３速（ｔrs＝３）とする。
【００２０】
さらに、（ａc−δ）≦ａh≦（ａc＋δ）の場合はステップ１９へ進み、ギア位置を２速（ｔrs＝２）とする。ステップ１５において、自車速Ｖが０か、つまり自車両が停車しているか否かを確認し、停車している場合はステップ１６へ進み、そうでなければ図２に示す制御プログラムへリターンする。自車両が停車している場合は、ステップ１６で変速機制御装置６に発進時のギア位置としてｔrsを設定する。その後、図２に示す制御プログラムへリターンする。
【００２１】
図２のステップ８において、目標加速度ａcが負、つまり減速を必要とする場合には、この目標加速度ａcにブレーキ諸元係数を乗じた値と、制動流体圧Ｐmにブレーキ諸元係数を乗じた値の内、いずれか大きい方を目標制動流体圧Ｐwsjとして算出する。なお、ブレーキ諸元係数とは、例えば各車輪のディスクロータパッド間摩擦係数、ホイールシリンダー断面積、ディスクロータ有効半径、タイヤ転がり動半径などによって決まる係数である。
【００２２】
次にステップ９では、目標加速度ａcが正、つまり加速を必要とする場合には、この目標加速度ａcに駆動系諸元係数を乗じた値と、アクセル開度Ａccに駆動系諸元係数を乗じた値との内、いずれか大きい方を目標駆動トルクＴesとして算出する。なお、駆動系諸元係数とは、例えば歯車慣性、減速比、伝達効率、エンジン特性などによって決まる変数である。
【００２３】
ステップ１０で目標制動流体圧Ｐwsjを制動流体圧制御装置８へ、目標駆動トルクＴesをエンジン制御装置５へそれぞれ出力する。
【００２４】
このように、一実施の形態によれば、所定の車間距離を保ちながら先行車に追従走行する先行車追従走行制御装置において、車両の走行負荷を検知し、走行負荷に応じて車両発進時の有段変速機のギア位置（シフト位置）を設定するようにしたので、車両を確実に発進させながら燃費を改善できる最適なギア位置を選択することができる。
【００２５】
また、一実施の形態によれば、車両の走行速度と走行抵抗を検出するとともに、目標走行速度、走行速度検出値および走行抵抗検出値に基づいて目標加速度を設定し、目標加速度より実際の加速度が大きい場合には走行負荷が小さいと判定し、走行負荷が小さいと判定された場合には、車両発進時のシフト位置を３速以上のシフト位置に設定する。一方、目標加速度より実際の加速度が小さい場合には走行負荷が大きいと判定し、走行負荷が大きいと判定された場合には、車両発進時のシフト位置を１速に設定するようにした。これにより、車両を確実に発進させながら燃費を改善できる。
【００２６】
一実施の形態において、制御装置１２が特許請求の範囲の欄の負荷検知手段および変速比設定手段を構成する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。
【００２７】
なお、上述した一実施の形態では有段変速機を用いた例を示したが、本発明は無段変速機を備えた車両に適用することもできる。無段変速機を備えた車両では、走行負荷が小さいと判定された場合には、車両発進時の変速比を有段変速機の２速相当の変速比より小さい変速比に設定し、走行負荷が大きいと判定された場合には、車両発進時の変速比を有段変速機の２速相当の変速比より大きい変速比に設定すればよい。
【００２８】
また、上述した一実施の形態では、目標加速度ａcと実加速度ａhとを比較して登坂路か降坂路か、あるいは荷重が重いか軽いかを判断する例を示したが、道路勾配に応じた信号を出力する振り子式の前後加速度センサーを用い、停車したときに勾配を検出して登坂路か降坂路かを判断してもよい。また、車両の前輪と後輪のサスペンションにそれぞれ独立のストロークセンサーを設ければ、平坦路に比べて坂道では前輪と後輪のサスペンションのストロークが変化するので、ストロークにより登坂路か降坂路かを判断することができる。
そして、降坂路走行が検知された場合には、車両発進時のシフト位置を３速以上のシフト位置に設定するか、または車両発進時の変速比を２速相当の変速比より小さい変速比に設定し、登坂路走行が検知された場合には、車両発進時のシフト位置を１速に設定するか、または車両発進時の変速比を２速相当の変速比より大きい変速比に設定する。これにより、車両を確実に発進させながら燃費を改善できる。
【００２９】
さらに、サスペンションのストロークセンサーを用いて荷重が重いか軽いかを判断してもよい。
そして、基準値より小さい積載荷重が検知された場合には、車両発進時のシフト位置を３速以上のシフト位置に設定するか、または車両発進時の変速比を２速相当の変速比より小さい変速比に設定し、基準値より大きい積載荷重が検知された場合には、車両発進時のシフト位置を１速に設定するか、または車両発進時の変速比を２速相当の変速比より大きい変速比に設定する。これにより、車両を確実に発進させながら燃費を改善できる。
なお、積載荷重の基準値は、例えば乗用車であれば乗車定員により決定し、貨物車であれば定格積載荷重とする。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】一実施の形態の先行車追従走行制御装置を搭載した車両の構成を示す図である。
【図２】一実施の形態の先行車追従走行制御プログラムを示すフローチャートである。
【図３】発進ギア位置算出ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３１】
１  エンジン
２  自動変速機
３  減速機
４ａ〜４ｄ  車輪
５  エンジン制御装置
６  変速機制御装置
７ａ〜７ｄ  ホイールシリンダー
８  制動流体圧制御装置
９  制動流体圧センサー
１０  ブレーキペダル
１１  マスターシリンダー
１２  制御装置
１３  前方状態検出装置
１４  車輪速センサー
１５  アクセル開度センサー
１６  手動スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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