(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の目標駆動トルクの発進時における初期値を演算する初期値演算手段と、前記車両の目標速度を演算する目標速度演算手段と、前記車両の自車速度を計測する自車速度計測手段と、前記初期値演算手段、前記目標速度演算手段、並びに前記自車速度計測手段からの各出力信号を入力して前記車両の目標駆動トルクを演算する目標駆動トルク演算手段と、該目標駆動トルク演算手段からの出力信号に基づいて目標スロットル開度を演算する目標スロットル開度演算手段とからなり、前記目標駆動トルク演算手段は、前記車両の発進時には、前記目標駆動トルクを前記初期値、前記車両の目標速度及び前記車両の自車速度に基づいて演算することを特徴とする車両の走行制御装置。
【請求項２】
前記初期値演算手段は、前記車両の駆動トルクを演算する駆動トルク演算手段と、前記車両の発進若しくは停止を判定する自車走行判定手段と、前記駆動トルクの誤差を演算するトルク誤差演算手段と、前記初期値を補正する初期値補正手段とからなることを特徴とする請求項１記載の車両の走行制御装置。
【請求項３】
前記初期値演算手段は、前記車両の加速度を演算する自車加速度演算手段と、前記車両の重量を演算する自車重量演算手段と、道路の勾配を演算する勾配演算手段とを備えていることを特徴とする請求項２記載の車両の走行制御装置。
【請求項４】
前記初期値演算手段は、前記車両のカー・ナビゲーションの地図情報に基づいて前記道路の勾配を演算することを特徴とする請求項３記載の車両の走行制御装置。
【請求項５】
前記初期値演算手段は、前記車両の駆動トルク、前記車両の速度及び加速度に基づいて前記道路の勾配を演算することを特徴とする請求項３記載の車両の走行制御装置。
【請求項６】
前記初期値演算手段は、前記車両の重量と前記道路の勾配とからなるマップに基づいて前記初期値を演算することを特徴とする請求項３乃至５のいずれか一項に記載の車両の走行制御装置。
【請求項７】
前記目標スロットル開度演算手段は、エンジンの回転数及び変速機のタービン回転数、該変速機のギア位置、並びに前記目標駆動トルクに基づいて前記エンジンの目標とするトルクを演算する目標エンジントルク演算手段と、該目標エンジントルクと前記エンジンの回転数とに基づいて目標とするスロットル開度を検索するスロットル開度検索手段とからなることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の車両の走行制御装置。
【請求項８】
前記目標スロットル開度演算手段は、前記エンジンの回転数、前記変速機のタービン回転数、並びにギア位置に基づいて推定駆動トルクを演算する推定駆動トルク演算手段と、該推定駆動トルクと前記目標駆動トルクとの偏差に基づいて制御を行う制御手段とからなり、前記目標スロットル開度に前記制御手段の演算結果を加算して、他の目標スロットル開度を演算していることを特徴とする請求項７記載の車両の走行制御装置。
【請求項９】
前記目標駆動トルク演算手段は、前記車両の発進後には、前記目標速度及び前記自車速度に基づいて演算することを特徴とする請求項１記載の車両の走行制御装置。
【請求項１０】
前記目標速度演算手段は、前方を走行する先行車と該先行車との車間距離を自動的に調整する自車間の車間距離を計測する車間距離計測手段及び前記先行車と前記自車間の相対速度を計測する相対速度計測手段からの各出力信号、並びに、前記先行車の発進から前記自車の発進開始に至るまでの車間距離を設定する車間距離設定手段及び前記先行車の発進から前記自車の発進開始に至るまでの相対速度を設定する相対速度設定手段からの各出力信号に基づいて、前記自車を発進させることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の車両の走行制御装置。
【請求項１１】
前記車間距離設定手段及び前記相対速度設定手段は、その各出力信号を同時に切換可能であることを特徴とする請求項１０記載の車両の走行制御装置。
【請求項１２】
前記車間距離設定手段及び前記相対速度設定手段は、前記車間距離を長く設定する場合には前記相対速度を小さく設定する、又は前記車間距離を短く設定する場合には前記相対速度を大きく設定することを特徴とする請求項１０又は１１記載の車両の走行制御装置。
【請求項１３】
前記目標速度演算手段は、前記先行車と前記自車間の車間距離と、前記先行車と前記自車間の相対速度とからなるマップを有し、前記先行車及び前記自車が、前記車間距離と前記相対速度とで囲まれる領域内にある場合には、前記自車を停車させることを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の車両の走行制御装置。
【請求項１４】
前記車両のエンジンと変速機との間にクラッチを備え、前記走行制御装置は、前記車両の発進時、前記初期値に基づく前記目標スロットル開度の設定とともに、前記クラッチの繋ぎ作動を行うことを特徴とする請求項１に記載の車両の走行制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の走行制御装置に係り、特に、発進時に、運転者に与える不快感を低減させる車両の走行制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、先行車に自動的に追従させる追従走行機能を備えた車両が開発されている。前記追従走行機能は、車間距離を保ちつつ長時間及び定速度の走行が強いられる場合等、運転者にとって単調である一方で、高度の注意力が要求されるときには特に有効な機能である。そして、現在は、自車の発進から停止に至るまで前記追従走行機能に委ねる車両の開発が行われている。
【０００３】
前記追従機能を備えた車両の走行制御装置については、自車の内部変数を直接操作する目標の駆動トルクに基づく制御を行うことよって制御性の向上を図ることが知られており、その一例として、前記目標駆動トルクに基づいてスロットルバルブ、変速機並びにブレーキ等を制御し、発進時における自車の加速を行う車両の走行制御装置の技術がある（例えば、特開平１１−６６４９９号公報参照）。
【０００４】
該特開平１１−６６４９９号公報記載の技術は、先行車と自車との停車時における車間距離が目標車間距離よりも短い場合には、前記自車は、前記先行車が発進しても前記目標車間距離に達するまでその場に停止し続け、前記自車の運転者にもたつき感を与えるため、この解消を図るものである。
【０００５】
すなわち、停車時のアイドリング状態（スロットルバルブ全閉状態）から、発進するために前記スロットルバルブを開く場合には、前記目標駆動トルクを所定値よりも大きな値にする必要があり、この所定値を求めるために、前記目標駆動トルクＴｔａｒ′の演算は、フィードバック項のほか、該フィードバック項にフィードフォワード項が付加され、発進時には、該フィードフォワード項による目標駆動トルクＴｆを前記所定値とし、該目標駆動トルクＴｆに基づいて前記自車の発進時の加速を行っている。
つまり、前記走行制御装置の目標駆動トルクＴｔａｒ′は、式１のように算出される。
【０００６】
【数１】
0003739619.tif 000002
【０００７】
ここで、該式１の第１項乃至第３項は、ＰＩＤ制御を行うフィードバック項であり、第１項のＫｐは比例ゲイン、Ｅｖは前記自車の目標速度Ｖｔａｒと自車速度Ｖとの偏差、第２項のＫｉは積分ゲイン、第３項のＫｄは微分ゲインをそれぞれ示している。
また、前記式１の第４項は、目標駆動トルクＴｔａｒ′を発進時の目標駆動トルクＴｆにするフィードフォワード項であり、式２のように算出される。
【０００８】
【数２】
Ｔｆ＝ Ｔｉｎｉ×（１−Ｖ／Ｖ０）    （２）
【０００９】
ここで、Ｔｉｎｉは目標駆動トルクの時刻Ｔ０における初期値、Ｖ及びＶ０は、それぞれ自車速度及び予め設定されている自車速度である。そして、該フィードフォワード項は、予め設定された目標駆動トルクの初期値Ｔｉｎｉ、予め設定された自車速度Ｖ０等のパラメータに基づいて発進時の目標駆動トルクＴｆを算出しており、自車速度Ｖの増加、つまり、該自車速度Ｖが予め設定された前記自車速度Ｖ０に近づくとともに減少し、所定時間経過後には零になり、自車速度Ｖが遅い場合に作用し、速いときには作用させないようにされている。なお、前記所定時間の経過以降は、前記フィードバック項によって、目標速度Ｖｔａｒと自車速度Ｖとの偏差Ｅｖに基づいて目標駆動トルクＴｔａｒ′を算出し、前記自車の駆動トルクＴｏを前記目標駆動トルクＴｔａｒ′に追従させて前記偏差Ｅｖをなくすように制御されている。
【００１０】
これにより、前記車間距離が前記目標車間距離よりも短い場合であっても、前記フィードフォワード項を介して、前記先行車の発進を判断した前記自車を直ちに発進させ、該自車の運転者に与えるもたつき感の軽減を図っている。
また、目標駆動トルクに基づく前記走行制御装置の他の一例としては、目標駆動トルクに基づいて自車の走行中にエンジン及ブレーキ等を制御する技術が各種提案されている（例えば、特開平６−０６４４６０号公報、特開特開平１０−３０９９５９号公報、及び特開平１１−２９１７８９号公報等参照）。なお、目標駆動トルクと初期値とを比較して、エンジントルクのばらつきを低減させ、機差及び経時変化よる変動を吸収する制御装置についても各種提案されている（例えば、特開平８−３４２６６号公報、特開平１０−１５３２５６号公報等参照）。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記特開平１１−６６４９９号公報記載の技術は、発進時の目標駆動トルクを前記フィードバック項に付加された前記フィードフォワード項から求める走行制御装置であるが、付加された該フィードフォワード項から求められる目標駆動トルクＴｆは、前記式２のように、自車速度Ｖに基づいて算出され、目標速度Ｖｔａｒ、該目標速度Ｖｔａｒと自車速度Ｖとの偏差Ｅｖに基づいていないものであることから、目標速度Ｖｔａｒに収束せずに変動し得るものである。
【００１２】
すなわち、前記フィードフォワード項から算出された目標駆動トルクＴｆによって発進時のもたつき感の低減を図ることはできるものの、前記目標駆動トルクＴｆの変動に伴って前記自車の駆動トルクＴｏも変動することから、運転者に前後方向の揺れによる不快感を与え、ドライバビリティを損なうという課題を依然として残しているものである。
【００１３】
また、付加された前記フィードフォワード項から算出された目標駆動トルクＴｆを用いる前記自車は、発進時から前記所定時間が経過しなければ自車速度Ｖを目標速度Ｖｔａｒに追従させることができず、しかも、前記所定時間経過時には、前記フィードフォワード項から前記フィードバック項への切換えを必要とし、スムーズな発進及び加速ができないという問題がある。
【００１４】
さらに、付加された前記フィードフォワード項は、上記のように、予め設定された目標駆動トルクの初期値Ｔｉｎｉと、予め設定された自車速度Ｖ０との二つのパラメータがあり、該二つのパラメータを予めそれぞれチューニングしてから制御装置の製造を行うので、製品の開発時間の短縮化を図ることができないという問題がある。
【００１５】
さらにまた、記載された前記従来の他の技術は、前記自車の走行中にエンジン及ブレーキ等を制御する走行制御装置等であり、上記のように、前記自車の発進時に運転者に与えるもたつき感、及び発進後一定時間の経過までに運転者に与える不快感を解消し、ドライバビリティの向上を図る点等については、いずれも格別の配慮がなされていないものである。
【００１６】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、車両の発進時に運転者に与えるもたつき感、及び不快感を解消してドライバビリティの向上を図るとともに、製品の開発コストの低減を図ることができる車両の走行制御装置を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成すべく、本発明に係る車両の走行制御装置は、車両の目標駆動トルクの発進時における初期値を演算する初期値演算手段と、前記車両の目標速度を演算する目標速度演算手段と、前記車両の自車速度を計測する自車速度計測手段と、前記初期値演算手段、前記目標速度演算手段、並びに前記自車速度計測手段からの各出力信号を入力して前記車両の目標駆動トルクを演算する目標駆動トルク演算手段と、該目標駆動トルク演算手段からの出力信号に基づいて目標スロットル開度を演算する目標スロットル開度演算手段とからなり、前記目標駆動トルク演算手段は、前記車両の発進時には、前記目標駆動トルクを前記初期値、前記車両の目標速度及び前記車両の自車速度に基づいて演算すること、具体的には、前記目標駆動トルク演算手段は、前記目標速度と前記自車速度との偏差に基づいてＰＩ制御を行い、該ＰＩ制御内に、前記目標駆動トルクを前記初期値と前記偏差とに基づいて演算するフィードフォワード項を有することを特徴としている。
【００１８】
前記の如く構成された本発明の車両の走行制御装置は、発進時の目標駆動トルクが演算された初期値と、自車両の目標速度と自車速度とから演算され、すなわち、前記目標速度及び自車速度の偏差とから演算されるフィードバック項内に、前記初期値と前記偏差とに基づいたフィードフォワード項を有するので、フィードバック項にフィードフォワード項を付加する場合よりも、発進時の加速、及び所定時間経過時の加速の切換えをスムーズに行うことができ、目標駆動トルクが変動せず、発進時のもたつき感、及び前後方向の揺れによる不快感を解消してドライバビリティの向上を図ることができる。さらに、発進時の目標駆動トルクが演算された前記初期値と前記偏差とに基づいているので、予めチューニングをする必要をなくし、製品開発時間の短縮化を図ることができる。
【００１９】
また、本発明に係る車両の走行制御装置の具体的態様は、前記初期値演算手段は、前記車両の駆動トルクを演算する駆動トルク演算手段と、前記車両の発進若しくは停止を判定する自車走行判定手段と、前記駆動トルクの誤差を演算するトルク誤差演算手段と、前記初期値を補正する初期値補正手段とからなること、前記車両の加速度を演算する自車加速度演算手段と、前記車両の重量を演算する自車重量演算手段と、道路の勾配を演算する勾配演算手段とを備えていること、前記車両のカー・ナビゲーションの地図情報に基づいて前記道路の勾配を演算すること、前記車両の駆動トルク、前記車両の速度及び加速度に基づいて前記道路の勾配を演算すること、又は前記車両の重量と前記道路の勾配とからなるマップに基づいて前記初期値を演算することを特徴としている。
【００２０】
さらに、本発明に係る車両の走行制御装置の他の具体的態様は、前記目標スロットル開度演算手段は、エンジンの回転数及び変速機のタービン回転数に基づいて該変速機の入力軸と出力軸のトルク比を演算するトルク比演算手段と、該トルク比、前記変速機のギア位置、並びに前記目標駆動トルクに基づいて前記エンジンの目標とするトルクを演算する目標エンジントルク演算手段と、該目標エンジントルクと前記エンジンの回転数とに基づいて目標とするスロットル開度を検索するスロットル開度検索手段とからなること、又は、前記エンジンの回転数、前記変速機のタービン回転数、並びにギア位置に基づいて推定駆動トルクを演算する推定駆動トルク演算手段と、該推定駆動トルクと前記目標駆動トルクとの偏差に基づいて制御（ＰＩＤ制御）を行う制御手段（ＰＩＤ制御手段）とからなり、前記目標スロットル開度に前記制御手段の演算結果を加算して、他の目標スロットル開度を演算していること、若しくは前記目標駆動トルク演算手段は、前記車両の発進後には、前記目標速度及び前記自車速度に基づいて演算することを特徴としている。
【００２１】
さらにまた、本発明に係る車両の走行制御装置のさらに他の具体的態様は、前記目標速度演算手段は、前方を走行する先行車と該先行車との車間距離を自動的に調整する自車間の車間距離を計測する車間距離計測手段及び前記先行車と前記自車間の相対速度を計測する相対速度計測手段からの各出力信号、並びに、前記先行車の発進から前記自車の発進開始に至るまでの車間距離を設定する車間距離設定手段及び前記先行車の発進から前記自車の発進開始に至るまでの相対速度を設定する相対速度設定手段からの各出力信号に基づいて、前記自車を発進させること、又は、前記車間距離設定手段及び前記相対速度設定手段は、その各出力信号を、同時に切換可能であること、前記車間距離設定手段及び前記相対速度設定手段は、前記車間距離を長く設定する場合には前記相対速度を小さく設定する、若しくは前記車間距離を短く設定する場合には前記相対速度を大きく設定すること、又は、前記目標速度演算手段は、前記先行車と前記自車間の車間距離と、前記先行車と前記自車間の相対速度とからなるマップを有し、前記先行車及び前記自車が、前記車間距離と前記相対速度とで囲まれる領域内にある場合には、前記自車を停車させることを特徴としている。
さらに、前記車両のエンジンと変速機との間にクラッチを備え、前記走行制御装置は、前記車両の発進時、前記初期値に基づく前記目標スロットル開度の設定とともに、前記クラッチの繋ぎ作動を行うことを特徴としている。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の各実施形態に係る車両の走行制御装置１０を備えた自動車１００の全体構成図である。
【００２３】
該自動車１００は、前記走行制御装置１０に制御されるエンジン６０、該エンジン６０の出力をギアを介して車軸に伝達する変速機７０、該変速機７０からの出力により駆動・従動する四つの車輪５４，５５，５６，５７、該各車輪５４等を制動させるブレーキを操作するブレーキペダル５１を備えるとともに、運転者による該ブレーキペダル５１の踏み込み力を検出するブレーキ踏力検出手段５２、アクセルペダル操作量を検出するアクセル入力手段４７、前方を走行する先行車両（先行車）と車両（自車）間の車間距離Ｄｓ及びその相対速度Ｖｒを測定する車間距離測定器８０、前記運転者の操作に応じて、自動追従運転モード若しくは手動運転モードの切換えを行うとともに、前記先行車と前記自車間の車間距離Ｄｓ及びその相対速度Ｖｒを設定、及び入力の切換えを行うスイッチ入力手段９０を備えている。なお、前記車間距離測定器８０は、例えば、ミリ波レーダ、レーザレーダ等のレーダ装置で構成されており、また、前記ブレーキ踏力検出手段５２は、踏み込み力を検出するセンサのほか、ブレーキペダル５１のストローク量を検出するセンサ、又はブレーキ液圧を検出するセンサであってもよい。
【００２４】
前記走行制御装置１０は、駆動力マネージメントユニット１、変速機制御ユニット２、エンジン制御ユニット３、スロットル制御ユニット４、ブレーキ制御ユニット５から構成される。
前記駆動力マネージメントユニット１は、車間距離測定器８０で測定された前記先行車と前記自車間の車間距離Ｄｓ及びその相対速度Ｖｒと、スイッチ入力手段９０を介して運転者の操作によって設定された前記先行車と前記自車間の車間距離Ｄｓ及びその相対速度Ｖｒとに基づいて、前記自車の目標速度Ｖｔａｒを算出した後、該自車の走行速度Ｖを前記目標速度Ｖｔａｒにするための目標駆動トルクＴｔａｒを算出する。また、前記駆動力マネージメントユニット１は、前記自車の発進時には、道路の勾配等から演算された後述する目標駆動トルクの初期値Ｔｉｎｉに基づいて目標駆動トルクＴｔａｒを所定値以上にする。
【００２５】
前記変速機制御ユニット２は、変速機７０の出力軸の回転数を検出して自車速度Ｖを計測し、該自車速度Ｖを前記駆動力マネージメントユニット１に出力するとともに、該駆動力マネージメントユニット１で算出される目標駆動トルクＴｔａｒに基づいて変速機７０に制御信号を出力する。
【００２６】
前記エンジン制御ユニット３は、前記駆動力マネージメントユニット１で算出される目標駆動トルクＴｔａｒに基づいてエンジン６０の燃料噴射量及び点火時期を演算し、その制御信号を出力する。
前記スロットル制御ユニット４は、前記駆動力マネージメントユニット１０１で算出される目標駆動トルクＴｔａｒ、又はアクセル入力手段４７からの信号に基づいてスロットルバルブ４８の開度を演算し、その制御信号を出力する。
【００２７】
前記ブレーキ制御ユニット５は、前記駆動力マネージメントユニット１で算出される目標駆動トルクＴｔａｒが負になった場合には、その負方向の値に応じてブレーキアクチュエータ５３に駆動信号を出力し、各車輪５４，５５，５６，５７を制動させる。前記ブレーキアクチュエータ５３は、ブレーキペダル５１の油圧シリンダ（マスタシリンダ）とは異なり、ブレーキ配管内のブレーキ液に圧力をかけて制動力を生じさせるものである。
【００２８】
図２は、前記走行制御装置１０の制御ブロック図である。
前記走行制御装置１０の駆動力マネージメントユニット１は、前記自車の発進時における目標駆動トルクの初期値Ｔｉｎｉを演算する初期値演算手段１１と、前記自車の目標速度Ｖｔａｒを演算する目標速度演算手段１２と、前記自車の目標駆動トルクＴｔａｒを演算する目標駆動トルク演算手段１３とからなる。
【００２９】
前記初期値演算手段１１は、前記自車の駆動トルクＴｏを演算する駆動トルク演算手段と、加速度を演算する自車加速度演算手段と、重量を演算する自車重量演算手段と、道路の勾配を演算する勾配演算手段とからなるとともに、これらの各演算値に基づいて前記初期値Ｔｉｎｉを演算し、前記車両の発進若しくは停止を判定する自車走行判定手段と、前記駆動トルクの誤差を演算するトルク誤差演算手段と、前記初期値Ｔｉｎｉを補正する初期値補正手段とからなる。
【００３０】
該初期値演算手段１１は、停車時のアイドリング状態（スロットルバルブ全閉）から、発進するために前記スロットルバルブ４８を開く場合には、目標駆動トルクＴｔａｒを所定値よりも大きなトルク値にする必要があり、しかも、該トルク値は、道路の勾配Ｓ、前記自車の重量ｍの変化に対応させることによって、停車中の前記自車をよりスムーズに発進させることができることから、該自車の状況を考慮した目標駆動トルクの初期値Ｔｉｎｉを演算している。
【００３１】
前記目標速度演算手段１２は、車間距離測定器８０の車間距離計測手段８１による前記先行車と前記自車間の車間距離Ｄｒ及び相対速度計測手段８２による前記先行車と前記自車間の相対速度Ｖｒと、スイッチ入力手段９０の車間距離設定手段９１による前記先行車の発進から前記自車の発進開始に至るまでの車間距離Ｄｓ及び相対速度設定手段９２による前記先行車の発進から前記自車の発進開始に至るまでの相対速度Ｖｓとの各出力信号に基づいて、目標速度Ｖｔａｒを演算し、前記目標駆動トルク演算手段１３に信号を出力する。
【００３２】
前記目標駆動トルク演算手段１３は、前記初期値演算手段１１、前記目標速度演算手段１２、並びに前記変速機制御ユニット２の自車速度計測手段２１における自車速度Ｖの各出力信号に基づいて、後述する前記自車の目標駆動トルクＴｔａｒを演算し、目標速度Ｖｔａｒと自車速度Ｖとの偏差Ｅｖをなくしており、前記スロットル制御ユニット４の目標スロットル開度演算手段４１に前記目標駆動トルクＴｔａｒの信号を出力する。
そして、前記目標スロットル開度演算手段４１では、前記目標駆動トルクＴｔａｒに基づいて目標スロットル開度Ｏｔａｒの演算が行われ、スロットルバルブ４８の開度が制御される。
【００３３】
図３は、本発明の第一実施形態の走行制御装置１０における初期値演算手段１１の動作フローチャートであり、このルーチンは、例えば１０（ｍｓ）毎に周期的に実行される。
ステップ１０１では、前記駆動トルク演算手段でエンジン６０の回転数、及び変速機７０のタービン回転数、最終減速比に基づいて、前記自車の駆動トルクＴｏを演算し、ステップ１０２では、前記自車加速度演算手段で前記自車速度Ｖを微分して前記自車の加速度αを演算し、ステップ１０３では、前記自車重量演算手段で、式３に示すように前記自車の重量ｍを演算する。
【００３４】
【数３】
ｍ＝（Ｔｏ１−Ｔｏ２）／（（α１−α２）×Ｒｔ）  （３）
【００３５】
ここで、Ｔｏ１及びα１は、それぞれ前回の周期で演算された前記自車の駆動トルク及び加速度であり、Ｔｏ２及びα２は、それぞれ今回の周期で演算された前記自車の駆動トルク及び加速度である。また、Ｒｔはタイヤ半径である。
ステップ１０４では、前記勾配演算手段で後述するカー・ナビゲーションの地図情報（ノード情報）、自車速度Ｖ等に基づいて道路の勾配Ｓを演算し、ステップ１０５では、前記自車をスムーズに発進させるために必要な目標駆動トルクの初期値Ｔｉｎｉを演算する。
【００３６】
ステップ１０６では、前記自車走行判定手段で前記自車が走行中であるか否かを判定し、車両速度Ｖが０（ｍ／ｓ）でない場合、すなわちＹＥＳのときにはステップ１０７に進み、前記トルク誤差演算手段で、走行中における後述するフィードバック項の目標駆動トルクＴｔａｒと前記駆動トルクＴｏとの誤差Ｅｔを式４により演算してステップ１０８に進む。
【００３７】
【数４】
Ｅｔ＝Ｔｔａｒ／Ｔｏ      （４）
【００３８】
一方、ステップ１０６で車両速度Ｖが０（ｍ／ｓ）のときにも、ステップ１０８に進み、前記自車走行判定手段で前記自車が発進を開始するか否かを判定し、自車速度Ｖが０（ｍ／ｓ）であって目標速度Ｖｔａｒが０（ｍ／ｓ）より大きい場合、すなわちＹＥＳのときにはステップ１０９に進み、前記初期値補正手段で前記誤差Ｅｔに基づいて前記初期値の補正値Ｔｈを式５に示すように演算し、このルーチンを終了する。なお、ステップ１０８で前記自車が発進を開始しないときには、このルーチンを終了する。
【００３９】
【数５】
Ｔｈ＝Ｔｉｎｉ×Ｅｔ        （５）
【００４０】
このようなステップ１０６からステップ１０９の処理により、エンジン６０、変速機７０等の経年変化又は道路表面の荒れ具合によって目標駆動トルクＴｔａｒと駆動トルクＴｏとの間に定常偏差ができてしまう場合であっても、これを吸収することができる。
【００４１】
図４は、前記初期値演算手段１１における前記勾配演算手段の動作フローチャートであり、本実施形態では、カー・ナビゲーションの前記ノード情報等に基づいて道路の勾配Ｓを演算している。
ステップ２０１では、前記自車走行判定手段で前記自車が停止中であるか否かを判定し、車両速度Ｖが０（ｍ／ｓ）である場合、すなわちＹＥＳのときにはステップ２０２に進み、前記カー・ナビゲーションの地図データから、道路上における前記自車の前後２点の３次元位置情報（Ｘ，Ｙ，Ｚ）及び交差点番号等を含んだ前記ノード情報を取り込む。一方、車両速度Ｖが０（ｍ／ｓ）でないときには、このルーチンを終了する。
ステップ２０３では、前記ノード情報中の３次元位置情報（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を取り込んでステップ２０４に進み、前記勾配演算手段で、式６に示すように、前記自車が存在する道路の勾配を演算し、このルーチンを終了する。
【００４２】
【数６】
0003739619.tif 000003
【００４３】
ここで、Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１、Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２は、それぞれ前記自車の前後２点の３次元位置情報である。
このように、前記カー・ナビゲーションの前記ノード情報を用いることにより、勾配Ｓの高精度な計測を行うことができる。
【００４４】
図５は、前記初期値演算手段１１における初期値Ｔｉｎｉ演算の動作フローチャートであり、自車重量ｍ及び勾配Ｓに基づいて目標駆動トルクの初期値Ｔｉｎｉを演算している。
ステップ４０１では、前記自車走行判定手段で前記自車が発進開始であるか否かを判定し、自車速度Ｖが０（ｍ／ｓ）であって目標速度Ｖｔａｒが０（ｍ／ｓ）より大きい場合、すなわちＹＥＳのときにはステップ４０２に進み、前記自車走行判定手段で前記自車重量ｍの補正値Ｔａを式７に示すように演算する。一方、発進開始でないときには、このルーチンを終了する。
【００４５】
【数７】
Ｔａ＝Ｋａ×ｍ    （７）
【００４６】
ここで、Ｋａはゲインである。
ステップ４０３では、前記勾配演算手段で道路の勾配Ｓの補正値Ｔｂを式８に示すように演算する。
【００４７】
【数８】
Ｔｂ＝Ｋｂ×Ｓ    （８）
【００４８】
ここで、Ｋｂはゲインである。
ステップ４０４では、前記自車重量ｍの補正値Ｔａ、前記道路勾配Ｓの補正値Ｔｂ等に基づいて、目標駆動トルクの初期値Ｔｉｎｉを式９に示すように演算し、このルーチンを終了する。
【００４９】
【数９】
Ｔｉｎｉ＝Ｔａ＋Ｔｂ＋Ｔｃ    （９）
【００５０】
ここで、Ｔｃは、前記自車に運転者一人のみ乗車した場合において、平坦路を発進させるために必要な駆動トルクであり、予め設定されているものである。
図６は、前記目標速度演算手段１２における目標速度Ｖｔａｒ演算の動作フローチャートであり、このルーチンは、例えば１０（ｍｓ）毎に周期的に実行される。
【００５１】
ステップ７０１では、前記自車が停車中であるか否かを判定し、自車速度Ｖが０（ｍ／ｓ）である場合、すなわちＹＥＳのときにはステップ７１１に進み、前記先行車の速度Ｖｐｒｅを式１０に示すように演算する。
【００５２】
【数１０】
Ｖｐｒｅ＝Ｖ＋Ｖｒ      （１０）
【００５３】
ここで、Ｖｒは、前記相対速度計測手段８２で計測された相対速度である。
ステップ７０４では、前記先行車が停車中であるか否かを判定し、先行車の速度が０（ｍ／ｓ）である場合、すなわちＹＥＳのときには、ステップ７１０に進んで、前記自車の目標速度Ｖｔａｒを式１１に示すように設定し、このルーチンを終了する。
【００５４】
【数１１】
Ｖｔａｒ＝０      （１１）
【００５５】
一方、ステップ７０４で前記先行車が停車中でないときには、ステップ７０５に進んで、前記車間距離設定手段９１及び前記相対速度設定手段９２の設定結果と、前記車間距離計測手段８１及び前記相対速度計測手段８２の計測結果とを後述する発進マップから検索して、ステップ７０６に進み、前記自車を発進させるか否かを判定する。
【００５６】
該ステップ７０６で前記自車を発進させる場合、すなわちＹＥＳのときにはステップ７０７に進み、前記自車を安全に前記先行車に追従させるための目標車間距離を演算し、ステップ７０８に進む。
該ステップ７０８では、演算された前記目標車間距離と、前記車間距離計測手段８１で計測された前記車間距離との偏差Ｅｄをなくすように、前記自車の目標速度Ｖｔａｒを式１２で演算し、このルーチンを終了する。
【００５７】
【数１２】
0003739619.tif 000004
【００５８】
ここで、Ｋｐ、Ｋｉ、Ｋｄは、それぞれ比例ゲイン、積分ゲイン、微分ゲインである。
一方、ステップ７０６で前記自車を発進させないときには、ステップ７０９に進み、前記自車の目標速度Ｖｔａｒを式１１と同様に０にして終了する。
【００５９】
また、ステップ７０１で、前記自車が停車中でないときには、ステップ７０２に進み、前記自車を安全に前記先行車に追従させるための目標車間距離を演算し、ステップ７０３に進む。そして、該ステップ７０３では、前記式１２と同様に、前記自車の目標速度Ｖｔａｒを演算し、このルーチンを終了する。
【００６０】
図７は、前記ステップ７０５の発進マップを示している。
該発進マップは、横軸に車間距離、縦軸に相対速度をとり、前記車間距離設定手段９１で車間距離Ｄｓが縦軸に平行に設定されるとともに、前記相対速度設定手段９２で相対速度Ｖｓが横軸に平行に設定されて停車領域１９０１が設けられている。該停車領域１９０１は、車間距離Ｄｓが短い場合には、相対速度Ｖｓを大きくして安全性を確保するものである。そして、前記先行車と前記自車との関係が、該停車領域１９０１の内側にあって、前記先行車と前記自車ともに停止している場合（図中、Ａ点で示す。）には、前記走行制御装置１０は、前記自車に停車を指示する。
【００６１】
また、前記先行車は動いているが、前記停車領域１９０１の内側にある場合（図中、Ｂ点で示す。）にも、前記自車に停車を指示する。そして、前記先行車がさらに走り続けて、前記先行車と前記自車との関係が、前記停車領域１９０１の外側にある場合（図中、Ｃ点に示す。）には、前記自車に発進を指示して発進する。
【００６２】
なお、前記停車領域１９０１は、前記スイッチ入力手段９０による車間距離Ｄｓ及び相対速度Ｖｓを同時に設定変更することによって、停車領域１９０２、又は停車領域１９０３のように変更することができる。該停車領域１９０３は、車間距離Ｄｓが長い場合には、相対速度Ｖｓを小さくしても安全性が確保される領域である。
【００６３】
図８及び図９は、前記目標駆動トルク演算手段１３における目標駆動トルクＴｔａｒの演算を示しており、図８は、目標駆動トルクＴｔａｒ演算の動作フローチャートである。
ステップ６０１では、目標速度演算手段１２で演算された前記自車の目標車速Ｖｔａｒを取り込んでステップ６０２に進む。該ステップ６０２では、前記自車走行判定手段で前記自車が発進開始であるか否かを判定し、自車速度Ｖが０（ｍ／ｓ）である場合、すなわちＹＥＳのときにはステップ６０３に進み、式１３で示すように、発進時の目標駆動トルクが初期値Ｔｉｎｉになるようにフィードフォワード項Ｅｖ１を設定し、ステップ６０４で発進時の目標駆動トルク（初期値Ｔｉｎｉ）を演算する。
【００６４】
【数１３】
0003739619.tif 000005
【００６５】
一方、前記ステップ６０２で、前記自車走行判定手段で前記自車速度Ｖが０（ｍ／ｓ）でないときには、ステップ６０４に進み、式１４に示すように、後述するＰＩ制御で偏差Ｅｖをなくし、目標駆動トルクＴｔａｒを演算し、このルーチンを終了する。
【００６６】
【数１４】
0003739619.tif 000006
【００６７】
ここで、Ｋｐ、Ｋｉは、フィードバック項によるそれぞれ比例ゲイン、積分ゲインであり、Ｅｖは、目標速度Ｖｔａｒと自車速度Ｖとの偏差、Ｅｖ１は、前記式１３のフィードフォワード項である。このＰＩ制御は、図９に示すように、前記偏差Ｅｖに比例ゲインＫｐを乗じた値と、前記偏差Ｅｖをａ０、ａ１、ｂ１、並びにＺ-1、若しくはＥｖ１に基づいて積分した値に積分ゲインＫｉを乗じた値とを加算し、目標駆動トルクＴｔａｒを算出している。
図１０は、前記目標スロットル開度演算手段４１の制御ブロック図である。
【００６８】
該目標スロットル開度演算手段４１は、前記駆動トルク演算手段でのエンジン６０の回転数及び変速機７０のタービン回転数に基づいて、変速機７０の入力軸と出力軸のトルク比を演算するトルク比演算手段４２と、該トルク比、前記変速機７０のギア位置、並びに目標駆動トルク演算手段１３の目標駆動トルクＴｔａｒに基づいて目標とするエンジン６０のトルクを演算する目標エンジントルク演算手段４３と、該目標エンジントルクと前記エンジン６０の回転数とに基づいて目標スロットル開度Ｏｔａｒを検索するスロットル開度検索手段４４とからなり、スロットルバルブ４８の開度が制御される。
【００６９】
図１１及び図１２は、本発明の第二の実施形態の走行制御装置を示すものであり、初期値演算手段１１の構成、及び目標スロットル開度演算手段４１の構成を除き、前記第一の実施形態と同一の構成からなることから、この初期値演算手段１１の構成、及び目標スロットル開度演算手段４１の構成について詳細に説明する。
【００７０】
本実施形態の走行制御装置１０は、駆動力マネージメントユニット１、変速機制御ユニット２、エンジン制御ユニット３、スロットル制御ユニット４、ブレーキ制御ユニット５から構成され、前記駆動力マネージメントユニット１は、前記自車の発進時における目標駆動トルクの初期値Ｔｉｎｉを演算する初期値演算手段１１と、前記自車の目標速度Ｖｔａｒを演算する目標速度演算手段１２と、前記自車の目標駆動トルクＴｔａｒを演算する目標駆動トルク演算手段１３とからなる。そして、該目標駆動トルク演算手段１３による目標駆動トルクＴｔａｒに基づいてスロットル開度検索手段で目標スロットル開度Ｏｔａｒ（第一の目標スロットル開度Ｏｔａｒ１）を検索するとともに、前記スロットル制御ユニット４の目標スロットル開度演算手段４１では、後述する推定駆動トルク演算手段及びＰＩＤ制御手段を設け、目標駆動トルクＴｔａｒと前記推定駆動トルク演算手段による推定駆動トルクＴｅとの偏差をなくすように、前記第一の目標スロットル開度Ｏｔａｒ１に基づいて目標スロットル開度Ｏｔａｒ（第二の目標スロットル開度Ｏｔａｒ２）の演算が行われ、スロットルバルブ４８の開度が制御されている。
【００７１】
前記初期値演算手段１１は、前記自車の駆動トルクＴｏを演算する駆動トルク演算手段と、初期値Ｔｉｎｉを必要とするかを判定する自車走行判定手段と、前記駆動トルクの誤差を演算するトルク誤差演算手段と、前記初期値Ｔｉｎｉを補正する初期値補正手段とからなる。
【００７２】
図１１は、該初期値演算手段１１の動作フローチャートであり、このルーチンは、例えば１０（ｍｓ）毎に周期的に実行される。
ステップ８０１では、前記式１３、１４における目標駆動トルクＴｔａｒ、及び該目標駆動トルクを初期値Ｔｉｎｉにするフィードフォワード項Ｅｖ１の演算において、前記自車の目標駆動トルクの初期値Ｔｉｎｉを０にする初期値演算を行って、ステップ８０２に進む。  この前記ステップ８０１における初期値の演算については、後述する推定駆動トルクＴｅと目標駆動トルクＴｔａｒとの間に偏差ができた場合には、前記目標スロットル開度演算手段４１でそれに応じた目標スロットル開度Ｏｔａｒ（第二の目標スロットル開度Ｏｔａｒ２）を直ちに算出しており、該第二の目標スロットル開度Ｏｔａｒ２は、自車重量ｍ及び勾配Ｓの変化に対する影響を受けないことから、前記式１３、１４における前記初期値Ｔｉｎｉを零にするものである。
【００７３】
ステップ８０２では、前記自車の駆動トルクＴｏを演算してステップ８０３に進み、該ステップ８０３では、前記自車走行判定手段で前記自車が走行中であるか否かを判定し、車両速度Ｖが０（ｍ／ｓ）でないときにはステップ８０４に進み、前記トルク誤差演算手段で、走行中における後述するフィードバック項の目標駆動トルクＴｔａｒと前記駆動トルクＴｏの誤差Ｅｔを前記式４により演算する。
【００７４】
一方、ステップ８０３で車両速度Ｖが０（ｍ／ｓ）のときには、ステップ８０５に進み、前記自車走行判定手段で前記自車が発進を開始するか否かを判定し、自車速度Ｖが０（ｍ／ｓ）であって目標速度Ｖｔａｒが０（ｍ／ｓ）より大きいときにはステップ８０６に進み、前記初期値補正手段で前記誤差Ｅｔに基づいて前記初期値Ｔｉｎｉの補正値Ｔｈを前記式５に示すように演算し、このルーチンを終了する。なお、ステップ８０５で前記自車が発進を開始しないときにも、このルーチンを終了する。このステップ８０２、ステップ８０３乃至８０６は、前記第一の実施形態におけるステップ１０１、ステップ１０６乃至ステップ１０９と同様のものである。
【００７５】
図１２は、前記走行制御装置１０における前記目標スロットル開度演算手段４１の制御ブロック図である。
該目標スロットル開度演算手段４１は、前記駆動トルク演算手段でのエンジン６０の回転数及び変速機７０のタービン回転数に基づいて、変速機７０の入力軸と出力軸のトルク比を演算するトルク比演算手段４２と、該トルク比、前記変速機７０のギア位置、並びに目標駆動トルク演算手段１３の目標駆動トルクＴｔａｒに基づいて目標とするエンジン６０のトルクを演算する目標エンジントルク演算手段４３と、該目標エンジントルクと前記エンジン６０の回転数とに基づいて目標スロットル開度（第一の目標スロットル開度Ｏｔａｒ１）を検索するスロットル開度検索手段４４とからなるとともに、前記エンジン６０の回転数、変速機７０のタービン回転数、並びにギア位置に基づいて推定駆動トルクＴｅを演算する推定駆動トルク演算手段４５と、該推定駆動トルクＴｅと目標駆動トルク演算手段１３の目標駆動トルクＴｔａｒとの偏差に基づいてＰＩＤ制御を行うＰＩＤ制御器４６とからなり、前記第一の目標スロットル開度Ｏｔａｒ１に前記ＰＩＤ制御器４６の演算結果を加算して、他の目標スロットル開度（第二の目標スロットル開度Ｏｔａｒ２）を演算し、スロットルバルブ４８の開度が制御されている。
【００７６】
このように、本実施形態の走行制御装置１０では、目標スロットル開度演算手段４１において、目標駆動トルクＴｔａｒと推定駆動トルクＴｅとの偏差を吸収しており、エンジン６０、変速機７０等の経年変化に対応させている。
以上のように、本発明の前記各実施形態は、上記の構成としたことによって次の機能を奏するものである。
【００７７】
前記第一の実施形態の走行制御装置１０は、前方を走行する先行車に自車を自動的に追従させ、前記自車の発進時における目標駆動トルクの初期値Ｔｉｎｉを演算する初期値演算手段１１と、前記自車の目標速度Ｖｔａｒを演算する目標速度演算手段１２と、前記自車の速度を計測する自車速度計測手段２１と、前記初期値演算手段１１、前記目標速度演算手段１２、並びに前記自車速度計測手段２１からの各出力信号に基づいて前記自車の目標駆動トルクＴｔａｒを演算する目標駆動トルク演算手段１３と、該目標駆動トルク演算手段１３からの出力信号に基づいて目標スロットル開度を演算する目標スロットル開度演算手段４１とからなり、前記目標駆動トルク演算手段１３は、前記目標速度Ｖｔａｒと前記自車速度Ｖとの偏差Ｅｖに基づいてＰＩ制御を行うとともに、該ＰＩ制御内に、前記自車の発進時には前記目標駆動トルクを前記偏差Ｅｖに基づくフィードフォワード項を有し、初期値Ｔｉｎｉを演算しているので、フィードバック項にフィードフォワード項を付加する場合よりも、発進時の加速、及び所定時間経過時の加速の切換えをスムーズに行って、発進時のもたつき感のほか、前後方向の揺れによる不快感を解消してドライバビリティの向上を図ることができる。さらに、発進時の目標駆動トルクが、道路の勾配Ｓ及び自車の重量ｍから演算された前記初期値と前記偏差とに基づいているので、予めチューニングをする必要がなく、製品開発時間の短縮化を図ることができる。
【００７８】
また、前記第二の実施形態の走行制御装置１０は、前記目標スロットル開度演算手段４１が、前記エンジン６０の回転数、前記変速機７０のタービン回転数、並びにギア位置に基づいて推定駆動トルクＴｅを演算する推定駆動トルク演算手段４５と、該推定駆動トルクＴｅと前記目標駆動トルクＴｔａｒとの偏差に基づいてＰＩＤ制御を行うＰＩＤ制御手段４６とからなり、前記第一の目標スロットル開度Ｏｔａｒ１に前記ＰＩＤ制御手段４６の演算結果を加算して、第二の目標スロットル開度Ｏｔａｒ２を演算しているので、エンジン６０、変速機７０等の経年変化に対応させることができる。そして、このように、推定駆動トルクＴｅと目標駆動トルクＴｔａｒとの間に偏差を吸収し、第二の目標スロットル開度Ｏｔａｒ２は、自車重量ｍ及び勾配Ｓの変化に対する影響を受けないことから、前記目標駆動トルク演算手段１３は、前記自車の発進時には、前記初期値をクリアにしている。
【００７９】
図１３乃至図２０は、前記第一の実施形態の走行制御装置１０と前記従来技術の走行制御装置（前記特開平１１−６６４９９号公報）との発進時におけるタイミングチャートであり、まず、図１３乃至図１６は、平坦路で発進する場合のタイミングチャートを示している。  図１３は、前記第一の実施形態の走行制御装置１０の場合であり、前記自車は、時刻Ｔ０に至るまで前記ブレーキをかけて車輪５４等を停止させ、前記自車の目標速度Ｖｔａｒは、時刻Ｔ０で０（ｍ／ｓ）になり、時刻Ｔ０から時刻Ｔ１までは、０．２（ｍ／ｓ2）の一定加速度で加速され、時刻Ｔ１以降は、目標速度Ｖｔａｒで一定に保たれている。
【００８０】
該走行制御装置１０は、時刻Ｔ０で前記自車の発進開始を判断すると、初期値演算手段１１の演算結果に基づいて目標駆動トルク演算手段１３で目標駆動トルクＴｉｎｉ（１８００（Ｎｍ））を算出する。そして、前記ブレーキを解除すると、駆動トルクＴｏは、前記目標駆動トルクＴｉｎｉに追従して直ちに立ち上がることが分かる。
【００８１】
時刻Ｔ１以降は、目標速度演算手段１２で求めた目標速度Ｖｔａｒと、自車速度計測手段２１で求めた自車速度Ｖとの偏差Ｅｖに基づいて、目標駆動トルク演算手段１３で目標駆動トルクＴｔａｒを算出する。そして、該目標駆動トルクＴｔａｒに応じた駆動トルクＴｏの制御信号をスロットルバルブ４８及び変速機７０に出力し、自車速度Ｖと目標速度Ｖｔａｒとの偏差Ｅｖをなくすように追従されている。
一方、図１４は、前記従来の技術の走行制御装置の場合であり、前記自車の目標速度Ｖｔａｒは、前記図１３のときと同様に変化させる。
【００８２】
該走行制御装置は、時刻Ｔ０で前記自車の発進開始を判断すると、前記式２の前記フィードフォワード項における初期値Ｔｉｎｉ及び予め定めた所定速度Ｖ０に自車速度Ｖとの演算結果に基づいて目標駆動トルクＴｆ（１８００（Ｎｍ））を算出し、前記ブレーキを解除する。そして、時刻Ｔ３に至るまでは、ＰＩＤ制御に付加されたフィードフォワード項から式１のように目標駆動トルクＴｔａｒを算出するので、目標駆動トルクＴｔａｒが変動し、それに伴って駆動トルクＴｏ及び自車速度Ｖも変動し、運転者に前後方向の不快感を与えることが分かる。なお、時刻Ｔ３以降では目標駆動トルクＴｔａｒは、漸く目標速度Ｖｔａｒと自車速度Ｖとの偏差Ｅｖをなくすようにされている。
【００８３】
また、前記従来の技術の走行制御装置では、前記フィードフォワード項が自車速度Ｖに基づいて算出され、目標速度Ｖｔａｒ、及び該目標速度Ｖｔａｒと自車速度Ｖとの偏差Ｅｖに基づいていない二つのパラメータがあり、このパラメータの値を変えることによって目標駆動トルクＴｔａｒの変動をなくすことを試みた結果を図１５及び図１６に示す。
該図１５及び図１６の目標速度Ｖｔａｒは、図１３と同様にし、図１５は、目標駆動トルクの初期値Ｔｉｎｉを小さめの１５００（Ｎｍ）にした場合であり、図１６は、初期値Ｔｉｎｉを大きめの２１００（Ｎｍ）にした場合である。
【００８４】
図１５に示すように、自車速度Ｖは、時刻Ｔ０から時刻Ｔ２までは、クリープで走行する。目標駆動トルクＴｔａｒは、時刻Ｔ２まで変動せず、さらに、初期値Ｔｉｎｉが小さいためにスロットルが開かず、駆動トルクＴｏを路面に伝えることができない。よって、この時刻Ｔ２に至るまでは、自車速度Ｖは目標速度Ｖｔａｒに追従できずに偏差Ｅｖも大きくなり、結果として、運転者にもたつき感を与えてしまうことが分かる。
【００８５】
一方、図１６では、目標駆動トルクＴｔａｒの変動が大きくなっており、自車速度Ｖは、目標速度Ｖｔａｒよりも大きくなりすぎていることが分かる。これは、渋滞で追従制御を行う場合には自車を危険に晒すことになる。
したがって、前記従来の技術の走行制御装置は、予めパラメータを調整することが必要になり、製品開発時間の短縮化を図ることができないことが分かる。
次に、図１７及び図１８は、上り勾配の道路で発進する場合のタイミングチャートを示している。
【００８６】
図１７は、前記第一の実施形態の走行制御装置１０の場合であり、前記自車は、勾配Ｓ＝５（％）（０．０５）の上り坂を発進し、目標速度Ｖｔａｒは、図１３と同様であり、目標駆動トルクの初期値Ｔｉｎｉは、３０００（Ｎｍ）である。
【００８７】
前記走行制御装置１０の自車速度Ｖは、前記平坦路と同様に、目標速度Ｖｔａｒに追従できる。一方、図１８に示すように、前記従来技術の車両の走行制御装置の自車速度Ｖは、目標駆動トルクＴｔａｒが、時刻Ｔ４にて一旦落ち込み、これに伴って駆動トルクＴｏも落ち込むことから、前記フィードフォワード項の影響を受ける時刻Ｔ３に至るまでは、目標速度Ｖｔａｒに追従できないことが分かる。
さらに、図１９及び図２０は、下り勾配の道路で発進する場合のタイミングチャートを示している。
【００８８】
図１９は、前記第一の実施形態の走行制御装置１０の場合であり、前記自車は、勾配Ｓ＝−５（％）（−０．０５）の下り坂を発進し、目標速度Ｖｔａｒは、図１３と同様であり、目標駆動トルクの初期値Ｔｉｎｉは、−８００（Ｎｍ）である。
【００８９】
前記走行制御装置１０の自車速度Ｖは、自車重量ｍの影響を受けてエンジン６０の出力を上げなくても速度が出るため、前記ブレーキの制御で自車速度Ｖを目標速度Ｖｔａｒに追従させ、該目標速度Ｖｔａｒとの偏差Ｅｖをなくすように追従できる。一方、図２０に示すように、前記従来技術の走行制御装置の自車速度Ｖは、上記のような目標駆動トルクの変動はないものの、該目標駆動トルクが大きいことから、前記フィードフォワード項の影響を受ける時刻Ｔ３に至るまでは、目標速度Ｖｔａｒよりも大きくなっていることが分かる。
【００９０】
図２１は、本発明の前記走行制御装置１０と前記従来技術の走行制御装置とにおける前記平坦路、前記勾配Ｓの違いによる目標駆動トルクＴｔａｒの変動量を示す。該図２１は、目標駆動トルクの初期値Ｔｉｎｉを算出した時刻Ｔ０から目標速度Ｖｔａｒが一定になる時刻Ｔ１までの目標駆動トルクＴｔａｒの最大値と最小値の差をプロットしたものである。
【００９１】
図２１に示すように、前記従来技術の走行制御装置は、目標速度Ｖｔａｒと自車速度Ｖとの偏差Ｅｖに無関係の変数を用いて目標駆動トルクＴｔａｒを算出しているので、勾配Ｓの影響を受け易いのに対し、前記走行制御装置１０は、目標速度Ｖｔａｒと自車速度Ｖとの偏差Ｅｖから目標駆動トルクＴｔａｒを算出しているので、勾配Ｓの影響を受け難いことが分かる。
【００９２】
また、図２２は、前記走行制御装置１０において、エンジン６０と変速機７０との間にある乾式単板クラッチを、前記初期値Ｔｉｎｉ等に基づいて自動的に操作して前記自車を発進させる場合のタイミングチャートである。該乾式単板クラッチは、マニュアル変速機に一般に用いられているものである。なお、目標速度Ｖｔａｒは、図１３と同様に変化させる。
【００９３】
図２２に示すように、前記走行制御装置１０は、時刻Ｔ０で発進開始を判断しても、この時点では前記クラッチが切れて駆動トルクＴｏが路面に伝わらないため、目標駆動トルクＴｔａｒは０（Ｎｍ）になる。
ここで、前記クラッチを操作してエンジン６０と変速機７０とを繋いだ場合にもエンジン６０を停止させないようにするには、スロットルバルブ４８を開いてエンジントルクを大きくする必要があるが、スロットルバルブ４８の開度は、上記のように、目標のエンジントルクとエンジン６０の回転数とから算出されるので、目標駆動トルクの初期値Ｔｉｎｉを目標エンジントルクにしてスロットルバルブ４８の開度を設定し、前記クラッチを繋いだときにエンジン６０を停止させない大きさのエンジントルクを早く立ち上げている。
【００９４】
そして、前記クラッチを操作して時刻Ｔ５で半クラッチの状態になると、駆動トルクＴｏが発生して前記自車は発進し、前記式１３から算出された目標駆動トルクＴｔａｒに基づいて前記自車を制御する。
さらに、前記クラッチが完全に繋がる時刻Ｔ６に至るまで、該クラッチを徐々に操作し、該クラッチが完全に繋がった時刻６以降は、自車速度Ｖが目標速度Ｖｔａｒに追従しており、前記走行制御装置１０は、前記乾式単板クラッチを自動的に操作して前記自車を発進させることができる。
【００９５】
以上、本発明の一実施形態について詳説したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の精神を逸脱しない範囲で、設計において種々の変更ができるものである。
例えば、前記各実施形態の車両の走行制御装置１０は、前方を走行する先行車両に自動的に追従させる車両（自車）の走行制御装置として示されているが、本発明は、該走行制御装置に限定されるものではなく、追従機能を有しない他の走行制御装置に用いても、車両の発進時に運転者に与える不快感の低減等を図ることができる。
【００９６】
また、前記第一実施形態の走行制御装置１０における初期値演算手段１１のステップ１０４では、前記勾配演算手段でカー・ナビゲーションのノード情報、自車速度Ｖ等に基づいて道路の勾配Ｓを演算しているが、既存のセンサを用いてもよいものである。
【００９７】
図２３は、前記センサを用いて道路の勾配Ｓの演算を行う勾配演算手段の動作フローチャートである。
ステップ３０１では、前記自車走行判定手段で前記自車が停止中であるか否かを判定し、車両速度Ｖが０（ｍ／ｓ）でない場合、すなわちＹＥＳのときにはステップ３０２に進み、自車速度Ｖに基づいて平地走行抵抗トルクＴｒｌを演算する。一方、車両速度Ｖが０（ｍ／ｓ）でないときには、このルーチンを終了する。
ステップ３０３では、自車加速度αに基づいて加速抵抗トルクＴαを演算し、ステップ３０４では、式１５に示すように、勾配抵抗トルクＴｓを演算する。
【００９８】
【数１５】
Ｔｓ＝Ｔｏ−（Ｔｒｌ＋Ｔα）                    （１５）
【００９９】
ステップ３０５では、式１６に示すように、前記勾配抵抗トルクＴｓに基づいて勾配Ｓを演算して、このルーチンを終了する。
【０１００】
【数１６】
Ｓ＝ｔａｎ（ｓｉｎ-1（Ｔｓ／（ｍ×Ｒｔ）））     （１６）
【０１０１】
このように、既存のセンサを用いても、前記カー・ナビゲーションを用いた場合と同様に勾配Ｓを求めることができる。
また、前記第一実施形態の走行制御装置１０における初期値演算手段１１のステップ１０５では、自車重量ｍ及び勾配Ｓの各補正値に基づいて目標駆動トルクの初期値Ｔｉｎｉを演算しているが、予め用意した初期値のマップを用いてもよいものである。
【０１０２】
図２４は、前記マップを用いた前記初期値演算手段１１における初期値Ｔｉｎｉ演算の動作フローチャートである。
ステップ５０１では、前記自車走行判定手段で前記自車が発進開始であるか否かを判定し、自車速度Ｖが０（ｍ／ｓ）であって目標速度Ｖｔａｒが０（ｍ／ｓ）より大きい場合、すなわちＹＥＳのときにはステップ５０２に進み、予め用意された自車両重量ｍ及び勾配Ｓに基づいた初期値のマップ検索を行う（例えば、図２５参照）。
【０１０３】
該図２５は、前記マップ検索における初期値のマップである。該初期値マップは、横軸に勾配Ｓ、縦軸に車両重量ｍをとっており、例えば、自車重量ｍが２０５０（ｋｇ）、勾配Ｓが０．０５の上り坂で発進する場合には、マップ検索は、前記車両重量ｍ付近の２０００（ｋｇ）及び２１００（ｋｇ）の二行を選択するとともに、前記勾配Ｓ付近の０．０４及び０．０６の二列を選択し、この二行と二列とが交差する四つの初期値データＴｉｎｉ１乃至Ｔｉｎｉ４を初期値Ｔｉｎｉの候補として選択している。
ステップ５０３では、選択された前記四つの初期値データを補間して初期値Ｔｉｎｉを算出し、このルーチンを終了する。なお、ステップ５０１で発進開始でないときにもこのルーチンを終了する。
【０１０４】
さらに、前記第一実施形態の走行制御装置１０における前記目標速度演算手段１２のステップ７０５では、停車領域を、前記車間距離設定手段９１で車間距離を縦軸に平行に、前記相対速度設定手段９２で相対速度を横軸に平行にとっているが、図２６のように、車間距離が０（ｍ）のときの相対速度Ｖｓ１と、相対速度は０（ｍ／ｓ）のときの車間距離Ｄｓ１とを結び、車間距離が大きくなるに伴って相対速度を直線的に小さくさせる停車距離２００１であってもよいものである。また、前記停車領域２００１においても、前記スイッチ入力手段９０による車間距離Ｄｓ及び相対速度Ｖｓの設定変更によって、停車領域２００２、又は停車領域２００３のように変更することもでき、運転者の意図する切換えを容易に行うことができるものである。
【０１０５】
【発明の効果】
以上の説明から理解できるように、本発明の走行制御装置は、自車両の発進時の加速、及び所定時間経過時の加速の切換えをスムーズに行うことができ、運転者に与える発進時のもたつき感及び前後方向の揺れによる不快感を解消してドライバビリティの向上を図ることができる。
また、自車両の目標速度と自車速度との偏差に基づいて、発進時の目標駆動トルクを演算し、製品開発時間の短縮化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の各実施形態に係る車両の走行制御装置を備えた自動車の全体構成図。
【図２】前記走行制御装置の制御ブロック図。
【図３】本発明の第一実施形態の車両の走行制御装置における初期値演算手段の動作フローチャート。
【図４】図３の初期値演算手段における勾配演算手段の動作フローチャート。
【図５】図３の初期値演算手段における初期値演算の動作フローチャート。
【図６】図３の目標速度演算手段における目標速度演算の動作フローチャート。
【図７】図６の発進マップ。
【図８】図３の目標駆動トルク演算手段における目標駆動トルク演算の動作フローチャート。
【図９】図３の目標駆動トルク演算手段の制御ブロック図。
【図１０】図３の目標スロットル開度演算手段の制御ブロック図。
【図１１】本発明の第二の実施形態の車両の走行制御装置の初期値演算手段の動作フローチャート。
【図１２】図１１の走行制御装置における目標スロットル開度演算手段の制御ブロック図。
【図１３】図３の走行制御装置における平坦路で発進する場合のタイミングチャート。
【図１４】従来の技術の車両の走行制御装置における平坦路で発進する場合のタイミングチャート。
【図１５】従来の技術の車両の走行制御装置における平坦路で発進する場合のタイミングチャート。
【図１６】従来の技術の車両の走行制御装置における平坦路で発進する場合のタイミングチャート。
【図１７】図３の走行制御装置における上り勾配で発進する場合のタイミングチャート。
【図１８】従来の技術の車両の走行制御装置における上り勾配で発進する場合のタイミングチャート。
【図１９】図３の走行制御装置における下り勾配で発進する場合のタイミングチャート。
【図２０】従来の技術の車両の走行制御装置における下り勾配で発進する場合のタイミングチャート。
【図２１】図３の走行制御装置と前記従来技術の走行制御装置とにおける平坦路、勾配の違いによる目標駆動トルクの変動量を示す図。
【図２２】図３の走行制御装置において、乾式単板クラッチを自動的に操作して自車を発進させる場合のタイミングチャート。
【図２３】図３の走行制御装置における他の勾配演算手段の動作フローチャート。
【図２４】図３の走行制御装置におけるマップを用いた初期値演算手段の初期値演算の動作フローチャート。
【図２５】図２４のマップ検索の初期値マップ。
【図２６】図６の他の発進マップ。
【符号の説明】
１０  車両の走行制御装置
１１  初期値演算手段
１２  目標速度演算手段
１３  目標駆動トルク演算手段
２１  自車速度計測手段
４１  目標スロットル開度演算手段
４２  トルク比演算手段
４３  目標エンジントルク演算手段
４４  スロットル開度検索手段
４５  推定駆動トルク演算手段
４６  ＰＩＤ制御手段
６０  エンジン
７０  変速機
８１  車間距離計測手段
８２  相対速度計測手段
９１  車間距離設定手段
９２  相対速度設定手段
９０  スイッチ入力手段
【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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