JPH0577662A - 自動車の走行制御装置 - Google Patents

自動車の走行制御装置

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JPH0577662A
JPH0577662A JP3239265A JP23926591A JPH0577662A JP H0577662 A JPH0577662 A JP H0577662A JP 3239265 A JP3239265 A JP 3239265A JP 23926591 A JP23926591 A JP 23926591A JP H0577662 A JPH0577662 A JP H0577662A
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JP
Japan
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acceleration
engine output
output torque
braking force
vehicle
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JP3239265A
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English (en)
Inventor
Naoyuki Ozaki
直幸 尾崎
Masahiko Ibamoto
正彦 射場本
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • F02D2011/101Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the means for actuating the throttles
    • F02D2011/102Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the means for actuating the throttles at least one throttle being moved only by an electric actuator

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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Control Of Transmission Device (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】登坂時や下り坂の走行時に運転者が平地と同じ
惰性走行性あるいは加速性あるいは減速性あるいは定速
走行性を得る。 【構成】マイクロコンピュータからの指令によってエン
ジン出力トルク調節する機構あるいは変速比を変更する
機構あるいは車輪の制動力を調節する機構を有する。車
速と加速度をフィードバックすることにより、ブレーキ
ペダルの踏み角あるいはアクセルペダルの踏み角によっ
て決定される目標加速度あるいは目標車速に車体の加速
度あるいは車速を追従させる。 【効果】常に平地と同じ惰性走行性あるいは加速性ある
いは減速性あるいは定速走行性が得られるため自動車の
操作が容易になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アクセルペダルあるい
はブレーキペダルの踏み角に応じた加速度あるいは減速
度を実現する自動車の走行制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、車両用の走行制御装置では、特開
昭55−81244 号に見られるように、実際の車速の値を設
定車速に合わせる制御を行っていた。また、車両の加速
度をフィードバックしてエンジン出力トルクを変更する
制御方式については、特開昭62−282148号で論じられて
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、車
両の惰性走行あるいは定加速度走行について論じておら
ず、登坂時や下り坂の走行時に運転者が平地と同じ惰性
走行性あるいは加速性あるいは減速性を得るためには、
頻繁にアクセルペダルやブレーキペダルや走行レンジを
変更する操作を行わなければならないという問題点があ
った。
【0004】本発明の目的は、上記問題点を解決し、自
動車の容易な操作性を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、アクセルペダルの踏み角とブレーキペダルの踏み角
を検出し、それぞれの踏み角に応じた目標加速度を設定
し、現在の車体前後加速度と目標加速度を比較すること
によりエンジン出力トルクあるいは車輪の制動力あるい
は変速比を変更する。
【0006】
【作用】上記手段によれば、運転者の意志通りに車両が
加減速をするので車体の挙動が予測し易く,運転が容易
になる。
【0007】
【実施例】以下本発明の実施例を説明する。
【0008】図1は本発明の構成を示す。エンジン出力
トルクを調節する機構23はマイクロコンピュータから
のスロットル開度信号(θT)20によってエンジン出力
を調整する。これは、スロットルをモータによって駆動
することにより実現できる。変速比変更機構24は自動
変速機(AT)あるいは無段変速機(CVT)と呼ばれ
ているものに本実施例の制御装置からの変速指令信号
(i)21を受けたときのみ該信号通りに変速を行い、
それ以外は通常の変速動作を行うものである。制動力調
整機構25は本実施例の制御装置からの制動信号(Fb
22どおりの車輪制動力を発生する機構である。本実施
例の制御装置は上述の機構を持つ自動車において、ブレ
ーキペダル踏み角検出手段1からのブレーキペダル踏み
角(θb)10とアクセルペダル踏み角検出装置2からの
アクセルペダル踏み角(θa)18と車速検出手段3から
の車速(v)11と車体前後加速度検出手段4からの車
体前後加速度(αs)12とトラクション制御装置5から
のトラクション動作信号13とアンチスキッド制御装置
6からのアンチスキッド動作信号14と走行レンジ検出
手段7からの走行レンジ信号15と設定車速上昇スイッ
チ8からの設定車速上昇信号16と設定車速低下スイッ
チ9からの設定車速低下信号17をマイクロコンピュー
タ内に取り込み、これらの信号に基づきスロットル開度
信号(θT)20と変速指令信号(i)21と制動信号(F
b)22を出力する。
【0009】以下で本実施例の制御装置の制御方法を説
明する。
【0010】図2は図1における速度制御の基本ループ
を示したものである。
【0011】アクセルペダルの踏み角は運転者の加速意
志を表す指標であり、ブレーキペダルの踏み角は運転者
の減速意志を表す指標である。従ってこれらを各々加速
度の(+)信号,(−)信号として和をとれば加減速指
令と考えて良い。これを速度指令発生部において実車の
持つ積分定数で積分すればその時点における速度指令を
与えることが出来る。この速度指令を車速検出手段3の
出力と比較して得られる速度偏差を制御部に与えると、
その時の車速によりエンジン出力,変速比、あるいは制
動力の最適な組み合わせを選び、各アクチュエータを操
作して運転者の意図する加減速度が発生するように制御
される。
【0012】アクセルペダルもブレーキペダルも踏まな
いときは、加減速ゼロ即ち運転者はこの時の速度を保ち
たいという意志である。従って速度指令は変化せず、走
行抵抗を補うだけの出力制御が行われて定速走行を続け
る。従って本発明の方法によれば、オートクルーズ制御
を別に設けなくても定速走行モードが得られる。
【0013】高速道路においては、ペダルを離した時点
から定速走行に移るのは都合がよいが、しかし市街地帯
における中速走行時には運転者は自然減速するものと思
っているので、この領域で定速走行させるのは違和感,
不安感を与える恐れがある。従ってこのような状況にお
いては走行抵抗に見合う自然な減速度が得られる惰性走
行モードが用意されている。これらのモード遷移を図3
に示す。
【0014】図3は本実施例の制御装置の動作状態を示
した図である。本制御装置は、惰性走行モード,加速モ
ード,高定速モード,減速モード,停止モードの5つの
モードより成る。これらのモードの間をブレーキペダル
踏み角(θb)10とアクセルペダル踏み角(θa)18と
車速(v)11に応じて遷移する。
【0015】惰性走行モードは、ブレーキペダル踏み角
b)10が0、かつ、アクセルペダル踏み角(θa)1
8が0、かつ、車速(v)11が惰性走行最低車速vL
と惰性走行最高車速vH の間の時に、平地での自然惰行
に近い減速度になるような制御を行うモードである。
【0016】図4は惰性走行モード時の処理を示したも
のである。比較器26は、現在の車速(v)11と惰性
走行最低車速vL とを比較し、v<vL の場合には処理
32でスロットル開度信号(θT)20に0を代入してエ
ンジン出力トルクを最小にする。さらに処理33を行
い、制動信号(Fb)22を算出する。ここで制動信号
(Fb)22は、予めマイクロコンピュータに記憶してお
いた図5に示す制動力導出曲線のデータを用いて、ブレ
ーキペダル踏み角(θb)10から線形補間により求め
る。処理32と処理33によって低速走行時にブレーキ
ペダルとアクセルペダルから足をはなした場合に極低速
で走行する事が可能となり、坂道発進が容易にできる。
v>vL の場合には処理27の惰性走行演算処理27を
行った後、比較器28でブレーキペダル踏み角(θb
10を調べ、θb>0、つまりブレーキペダルが踏まれ
ている場合には減速モード処理30に移行する。θb
0、つまりブレーキペダルが踏まれていない場合には、
比較器29でアクセルペダル踏み角(θa)18を調
べ、θa>0、つまりアクセルペダルが踏まれている場
合には加速モード処理31に移行する。θa =0、つま
りアクセルペダルも踏まれていない場合には惰性走行モ
ード処理を続ける。
【0017】図6は惰性走行演算処理27の詳細を示し
た図である。処理34は惰性走行時の目標加速度
(αr)を算出する。ここで目標加速度(αr)は、予め
マイクロコンピュータに記憶しておいた図7に示す目標
加速度導出曲線のデータを用いて、車速(v)11から
線形補間によりもとめる。処理35では目標加速度
r)と車体前後加速度(αs)12の差から偏差(Δ
α)をもとめる。処理36では該偏差(Δα)と比例定
数K1 と比例定数K2 からスロットル開度信号(θT)2
0を以下の数1式を用いて算出する。
【0018】 θT=K1・Δα+K2・∫Δα …(数1) 比較器37ではスロットル開度信号(θT)20を調
べ、θT=0、つまりエンジン出力トルクをこれ以上小
さくできない場合には、処理38を行い変速比を変更す
る。ここでΔiは予め定数としてマイクロコンピュータ
内に設定しておく。さらに比較器39で偏差(Δα)と
予め定数としてマイクロコンピュータ内に設定しておい
た加速度の下限値(Δαc)を比較し、Δα>Δαcの場
合には処理40で、予め定数としてマイクロコンピュー
タ内に設定しておいた制動力定数(Fc)を制動信号
(Fb)22として出力する。Δα≦Δαc の場合には
処理41を行い、制動信号(Fb)22を0とする。処理
37以下の処理によって、エンジン出力トルクをこれ以
上小さくできない場合でも、変速比と車輪の制動力を変
更することによって、平地での自然惰行に近い減速度を
達成することができる。
【0019】減速モードは、ブレーキが踏まれたときに
ブレーキペダル踏み角(θb)10に応じた減速を行うモ
ードである。
【0020】図8に減速モード処理手順を示す。処理4
2は減速モード時の目標加速度(αr)を算出する。こ
こで目標加速度(αr)は、予めマイクロコンピュータ
に記憶しておいた図9に示す目標加速度導出曲線のデー
タを用いて、ブレーキペダル踏み角(θb)10から線形
補間によりもとめる。処理43では目標加速度(αr)と
車体前後加速度(αs)12の差から偏差(Δα)をもと
める。処理44ではスロットル開度信号(θT)20に0
を代入してエンジン出力トルクを最小にする。処理45
では該偏差(Δα)と比例定数K3 と比例定数K4 から
制動信号(F)22を以下の数2式を用いて算出す
る。
【0021】 F=K3・Δα+K4・∫Δα …(数2) 比較器46では、車速(v)11と惰性走行最高車速vH
とを比較し、v>vH の場合には高定速モード処理47
を行い、v≦vH の場合には惰性走行モード処理48に
一旦戻る。比較器46以降の処理によって、車速が高い
ときには自動的に定速走行に移ることができる。
【0022】加速モードは、アクセルが踏まれたときに
アクセルペダル踏み角(θa)18に応じた加速を行うモ
ードである。
【0023】図10に加速モード処理手順を示す。処理
49は加速モード時の目標加速度(αr)を算出する。
ここで目標加速度(αr)は、予めマイクロコンピュー
タに記憶しておいた図11に示す目標加速度導出曲線の
データを用いて、アクセルペダル踏み角(θa)18から
線形補間により求める。処理50では目標加速度(αr
と車体前後加速度(αs)12の差から偏差(Δα)を求
める。処理51では目標加速度(αr)と車体前後加速度
s)12の差から偏差(Δα)を求める。処理36で
は該偏差(Δα)と比例定数K5 と比例定数K6 からス
ロットル開度信号(θT)20を以下の式を用いて算出す
る。
【0024】 θT=K5・Δα+K6・∫Δα …(数3) 処理52では制動信号(Fb)22を0とし、制動力を0
とする。比較器53では、車速(v)11と惰性走行最
高車速vH とを比較し、v>vH の場合には高定速モー
ド処理47を行い、v≦vH の場合には惰性走行モード
処理48に一旦戻る。比較器53以降の処理によって、
車速が高いときには自動的に定速走行に移ることができ
る。
【0025】高定速モードは、車速(v)11が惰性走
行最高車速(vH)より大きな場合で、かつ、ブレーキペ
ダル踏み角(θb)10とアクセルペダル踏み角(θa
18がともに0の場合に、車速(v)11をブレーキペ
ダル踏み角(θb)10あるいはアクセルペダル踏み角
(θa)18が0になった時点での車速(vr)に保って
おくモードである。
【0026】図12に高定速モードの処理手順を示す。
比較器56はアクセルペダル踏み角(θa)18が0かど
うかを判定し、0でない場合には処理65で定速フラグ
を0にした後、加速モード処理31に移る。アクセルペ
ダル踏み角(θa)18が0の場合には比較器57でブレ
ーキペダル踏み角(θb)10が0かどうかを判定し、0
でない場合には処理63で定速フラグを0にした後、減
速モード処理30に移る。ブレーキペダル踏み角(θb
10が0の場合には比較器58で定速フラグの判定を行
い、定速フラグが0でない場合には、処理61を行う。
定速フラグが0の場合には処理59で定速フラグを1に
した後、処理60で保持車速(vr)に車速(v)11を
代入する。処理61では保持車速(vr)と車速(v)1
1の差と比例定数K7 と比例定数K8 からスロットル開
度信号(θT)20を以下の数4式を用いて算出する。
【0027】 θT=K7・(vr−v)+K8・∫(vr−v) …(数4) 処理62では制動信号(Fb)22を0とし、制動力を0
とする。
【0028】図13は高定速モードにはいる条件となる
惰性走行最高車速(vH)を変更するための処理を示した
ものである。比較器67ではスイッチフラグを判定し、
スイッチフラグが0でないときには処理68でスイッチ
フラグを1にした後、処理69で、惰性走行最高車速
(vH)に惰性走行最高車速の初期値(vi)を代入す
る。スイッチフラグを格納してあるRAMをイグニショ
ンオフの時にもバックアップしておくことにより、上述
の処理によって最初にRAMに電圧が加えられたときだ
け惰性走行最高車速(vH)に惰性走行最高車速の初期
値(vi)を代入し、それ以外の場合は、設定した惰性
走行最高車速(vH)を常に保存しておくことができる。
比較器70では、設定車速上昇スイッチ8が押されたか
否かを判定し、押されていた場合には処理71で惰性走
行最高車速(vH)を、予めマイクロコンピュータ内に定
数として設定しておいた変化分(β)だけ上昇させる。
比較器72では、設定車速低下スイッチ9が押されたか
否かを判定し、押されていた場合には処理73で惰性走
行最高車速(vH)を、予めマイクロコンピュータ内に定
数として設定しておいた変化分(β)だけ低下させる。
図13の処理は、マイクロコンピュータのリセット時
と、設定車速上昇スイッチ8あるいは設定車速低下スイ
ッチ9が押されたときに実行する。設定車速上昇スイッ
チ8あるいは設定車速低下スイッチ9が押され続けた場
合は、一定周期でこの処理を行うことで、徐々に設定車
速を変更することができる。
【0029】図14はトラクション動作あるいはアンチ
スキッド動作が行われているときに、本実施例の制御出
力をトラクション制御装置あるいはアンチスキッド制御
装置の制御出力値に変更するための処理である。比較器
74はトラクション制御装置5からのトラクション動作
信号13からトラクション動作が行われているか否かを
判定し、トラクション動作が行われている場合には、処
理78でスロットル開度信号(θT)20をトラクション
動作信号13に含まれているトラクション制御装置のス
ロットル開度信号(θS)に変更した後、処理79で制動
信号(Fb)22をトラクション動作信号13に含まれて
いるトラクション制御装置の制動信号(Fs)に変更す
る。トラクション動作が行われていない場合には、比較
器75でアンチスキッド制御装置6からのアンチスキッ
ド動作信号14からアンチスキッド動作が行われている
か否かを判定し、アンチスキッド動作が行われている場
合には、処理76でスロットル開度信号(θT)20をア
ンチスキッド動作信号14に含まれているアンチスキッ
ド制御装置のスロットル開度信号(θU)に変更した後、
処理77で制動信号(Fb)22をアンチスキッド動作信
号14に含まれているアンチスキッド制御装置の制動信
号(Fu)に変更する。アンチスキッド動作が行われてい
ない場合には、本実施例の制御装置のスロットル開度信
号(θT)20と制動信号(Fb)22をそのまま出力す
る。図14の処理によって、トラクション動作あるいは
アンチスキッド動作が行われている場合には、それらの
制御を優先させることができる。
【0030】図15に本発明の第2の実施例を示す。図
2の場合と異なるのはアクセルペダルを廃止し、代わり
に加減速ペダルを設けたことである。このペダルは加速
度と減速度の両方の指標を1つのペダルで発生できるよ
うにしたものであり、踏み込み方向は加速、戻し方向で
は減速を指示するように加減速センサを取り付けたもの
である。このペダルは、足を離すことによってバネの力
で中立点に戻るようになっており、この時が、第1の実
施例における、アクセルペダルもブレーキペダルも踏み
込まない状態に相当する。
【0031】さらに第2の実施例では、第1の実施例に
おける油圧ブレーキのほかに、制動力を加減速センサの
信号によって発生させる、制動力発生器を設ける。これ
を設けたことにより、加減速ペダルで減速を指示した場
合に、確実に減速することができ、1つのペダルによる
走行が可能となる。
【0032】さらに、第2の実施例では、ゲイン調整器
を設け、加減速ペダルの角度に応じてゲインを変える。
このゲイン調節器を設けたことにより、大きな加速が必
要な場合は、ゲインを高くすることにより、加速感を大
きくすることができる。
【0033】
【発明の効果】本発明によれば、登坂時や下り坂の走行
時に運転者が平地と同じ惰性走行性あるいは加速性ある
いは減速性を得ることができるため、自動車の運転者が
頻繁にアクセルペダルやブレーキペダルや走行レンジを
変更する操作を行わなくともよくなる。さらに運転者の
意志通りに車両が加減速をするので車体の挙動が予測し
易く、運転が容易になる。さらにアクセルペダルあるい
はブレーキペダルから足をはなすことによって自動的に
定速走行にはいれるため、定速走行のためのスイッチ動
作が不要になる上、車速の再設定にもスイッチ動作が不
要になるため安全性が向上する。さらにトラクション制
御あるいはアンチスキッド制御を優先させるので、安全
性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の構成図である。
【図2】基本制御ループを示す図である。
【図3】状態遷移図である。
【図4】惰性走行モード処理を示す図である。
【図5】惰性走行モード時の制動力導出曲線を示す図で
ある。
【図6】惰性走行演算処理を示す図である。
【図7】惰性走行時目標加速度導出曲線を示す図であ
る。
【図8】減速モード処理を示す図である。
【図9】減速モード時目標加速度導出曲線を示す図であ
る。
【図10】加速モード処理を示す図である。
【図11】加速モード時目標加速度導出曲線を示す図で
ある。
【図12】高定速モード処理を示す図である。
【図13】車速設定スイッチの処理を示す図である。
【図14】出力選択処理を示す図である。
【図15】第2の実施例の基本制御ループを示す図であ
る。
【符号の説明】
1…ブレーキペダル踏み角検出手段、2…アクセルペダ
ル踏み角検出手段、3…車速検出手段、4…車体前後加
速度検出手段、5…トラクション制御装置、6…アンチ
スキッド制御装置、7…走行レンジ検出手段、8…設定
車速上昇スイッチ、9…設定車速低下スイッチ、10…
ブレーキペダル踏み角(θb)、11…車速(v)、12
…車体前後加速度(αs)、13…トラクション動作信
号、14…アンチスキッド動作信号、15…走行レンジ
信号、16…設定車速上昇信号、17…設定車速低下信
号、18…アクセルペダル踏み角(θa)、19…マイク
ロコンピュータ、20…スロットル開度信号(θT)、2
1…変速指令信号(i)、22…制動信号(Fb)、23
…エンジン出力トルク調節する機構、24…変速比変更
機構、25…制動力調整機構。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F16H 59/18 8207−3J 59/54 8207−3J

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エンジン出力トルクを調節する機構と変速
    比を変更する機構と車輪の制動力を調節する機構とを有
    する車両において、アクセルペダルの踏み角を計測する
    手段とブレーキペダルの踏み角を計測する手段を設け、
    アクセルペダルの踏み角とブレーキペダルの踏み角がと
    もに0のときは平地での自然な惰行と同じ減速特性が得
    られるようにエンジン出力トルクと変速比と車輪の制動
    力の少なくとも1つを変更することを特徴とする自動車
    の走行制御装置。
  2. 【請求項2】請求項1において、極低速と高速では現在
    の車速を維持することを特徴とする自動車の走行制御装
    置。
  3. 【請求項3】請求項2において、高速域の敷居値を変更
    するためのスイッチを設けたことを特徴とする自動車の
    走行制御装置。
  4. 【請求項4】エンジン出力トルクを調節する機構と変速
    比を変更する機構と車輪の制動力を調節する機構とを有
    する車両において、アクセルペダルの踏み角を計測する
    手段を設け、アクセルペダルの踏み角に応じた加速度が
    得られるようにエンジン出力トルクと変速比と車輪の制
    動力の少なくとも1つを変更することを特徴とする自動
    車の走行制御装置。
  5. 【請求項5】請求項4において、アクセルペダルとブレ
    ーキペダルが同時に踏まれたときは、エンジン出力トル
    クを最小にすることを特徴とする自動車の走行制御装
    置。
  6. 【請求項6】エンジン出力トルクを調節する機構と変速
    比を変更する機構と車輪の制動力を調節する機構とを有
    する車両において、ブレーキペダルの踏み角を計測する
    手段を設け、ブレーキペダルの踏み角に応じた減速度が
    得られるようにエンジン出力トルクと変速比と車輪の制
    動力の少なくとも1つを変更することを特徴とする自動
    車の走行制御装置。
  7. 【請求項7】請求項1において、トラクション制御装置
    あるいはアンチスキッド制御装置の出力信号によって、
    エンジン出力トルクあるいは、車輪の制動力の少なくと
    も1つを変更することを特徴とする自動車の走行制御装
    置。
  8. 【請求項8】エンジン出力トルクを調節する機構と変速
    比を変更する機構と車輪の制動力を調節する機構とを有
    する車両において、中央を支点に回転するペダルと、そ
    の回転角度を計測する手段を設け、該ペダルの踏み角に
    応じた加減速特性が得られるようにエンジン出力トルク
    と変速比と車輪の制動力の少なくとも1つを変更するこ
    とを特徴とする自動車の走行制御装置。
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