JPH06255393A

JPH06255393A - 定速走行装置

Info

Publication number: JPH06255393A
Application number: JP5046334A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Shirota; 康弘城田; Masahiko Fujimoto; 正彦藤本
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 1993-03-08
Filing date: 1993-03-08
Publication date: 1994-09-13

Abstract

(57)【要約】【目的】走行中の自動車の加速、減速を自動的に制御
して、予め定めた設定速度に自動車の速度を収束させる
定速走行装置に関し、運転者の個々の運転能力や速度感
覚に応じた、制御可能かつ安全な加速曲線を実現できる
定速走行装置を提供することを目的とする。【構成】原動機１１の動力状態を制御して、自動車１
０の速度を変化させる速度調節手段１２と、自動車１０
の速度を検知する速度計測手段１３と、該検知された速
度が持つ、予め定めた設定速度に対する偏差量に基づい
て、前記速度調節手段１２を制御して、自動車１０の速
度を前記設定速度に収束させる制御手段１４と、運転者
１５の技能水準を識別する識別手段１６と、該識別され
た技能水準に応じて前記制御手段１４を調整して、前記
偏差量に対する加速の水準を変化させる制御ゲイン調整
手段１７と、を有する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、走行中の自動車の加
速、減速を自動的に制御して、予め定めた設定速度に自
動車の速度を収束させる定速走行装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】走行中の自動車は、自動車の内部で発生
する種々の抵抗に、自動車の外部から作用する種々の抵
抗を加えた抵抗の総和に匹敵する動力を、搭載された原
動機が出力することで速度を維持し、抵抗の総和に勝る
動力を出力することで加速を得る。従って、自動車が一
定速度を維持するためには、原動機が絶えず動力を出力
し続け、しかも、動力の大きさが刻々と変化する抵抗の
総和に一致している必要がある。

【０００３】ここで、自動車の内部で発生する抵抗は、
原動機自身および原動機から車輪までの機構の摩擦や粘
性で構成され、自動車の外部から作用する抵抗は、タイ
ヤと路面の摩擦、タイヤの変形、重力（登り坂）、空気
抵抗等で構成され、曲がりや加速時においては、自動車
の質量もまた抵抗を形成する。また、自動車に作用する
抵抗の状態は、運転者によるステアリングの制御、路面
状態、風、登り坂、下り坂等に応じて刻々と変化してい
るから、一定速度の維持を希望する場合、運転者は、自
己の速度感覚と速度メーターの指値を頼りにして、原動
機の出力状態を刻々と調整する必要がある。

【０００４】また、空気抵抗は、速度の上昇とともに増
大して、高速走行における抵抗の総和の大きな部分を占
めて、同じ原動機の出力の拡大幅に対する速度の上昇幅
を次第に縮小させるから、高速走行では、同じ加速を得
るために、低速走行の場合よりも原動機の出力の調整幅
を大きくする必要がある。

【０００５】一方、自動車の運転における一定速度の維
持は、円滑な交通と安全な走行を確保するために不可欠
であるが、運転者に対して高度の熟練と連続的な集中と
を要求し、運転者の疲労を高める要因にもなる。特に、
高速道路で先行車輛がいない場合等では、運転者の注意
が散漫になると、制限速度を突破して危険を高める事態
と、速度を著しく低下させて後続車輛に無理な追越しを
強要させる事態とを交互に繰り返すようになる。

【０００６】運転者のこのような速度調整に関する負担
を軽減するために、近年、一定速度の維持を自動的に遂
行する定速走行装置を自動車に装備する試みが提案さ
れ、オートクルージング装置として既に実用化されてい
る。定速走行装置は、運転に伴う運転者の疲労を軽減す
るとともに、周囲の交通状態等に対する運転者の集中の
割合を高めさせ、安全、円滑かつ効率的な自動車の運転
走行を可能にする。

【０００７】例えば、ガソリンエンジンを搭載した小型
乗用車で定速走行装置が実用化されている。そして、ガ
ソリンエンジンのスロットルバルブがステップモータで
駆動される場合、通常の運転状態では、運転者によるア
クセルの踏込み量に追従してステップモータの回転角度
が変化する。しかし、運転者が所望の走行速度を設定し
て、オートクルージング・モードに移行させると、以降
は、運転者がアクセルを全く操作しなくても、車載され
た定速走行装置がステップモータを刻々と制御して、ス
ロットルバルブの開度を自動調整する。

【０００８】定速走行装置は、車速センサが検知した走
行速度を設定速度に比較し、両者の偏差量に応じてステ
ップモータを制御して、スロットルバルブの開度を刻々
と加減して、自動車の走行速度を設定速度に収束させ
る。そして、路面の傾斜等が変化しても、エンジンの出
力状態を細かく調整して設定速度を維持させる。

【０００９】ここで、運転者は、いつでもオートクルー
ジング・モードを解除して、通常の運転状態に復帰でき
る。例えば、先行車輛との車間距離が縮小して危険を判
断した場合、ブレーキを少し踏む等のキャンセル指令を
実行すれば、直ちに、アクセルの踏込みに対するスロッ
トルバルブの追従が再び確保され、自動車の速度調整が
運転者のアクセル操作に委ねられる。

【００１０】そして、その後、運転者が危険の終了を判
断して、定速走行装置にリジューム指令を入力すると、
オートクルージング・モードによる制御が復活される。
すなわち、車速センサが検知した走行速度と設定速度の
偏差量に応じてスロットルバルブの開度が自動的に加減
されて、自動車の走行速度が設定速度に収束され、設定
速度が維持される。

【００１１】ガソリンエンジンの場合、熟練した運転者
は、自動車の走行速度を一定に維持するためにアクセル
を一定以上に踏み続け、走行速度の変動に応じて踏み加
減を細かく調整する。そして、走行速度が希望速度を下
回るとアクセルを強く踏み込み、希望速度に接近すると
アクセルを緩めて希望速度を突破させない。

【００１２】同様に、定速走行装置は、オートクルージ
ング・モードにおいて、設定速度に対する現在速度との
偏差量に比例してスロットルバルブの開度を調整するＰ
（比例）動作を基本とし、スロットルバルブの開度を割
増しして設定速度に早く接近させるＩ（積分）動作と、
設定速度に接近したときの加速を抑制してオーバーシュ
ートを避けるＤ（微分）動作とを組み合わせる。

【００１３】また、このようなＰＩＤ動作にファジー動
作を組み合わせて、ガソリンエンジン搭載車に特有の不
整合を補正して、幅広い速度範囲でオートクルージング
・モードを選択できるようにした試みが報告されてい
る。

【００１４】すなわち、対照表メモリに速度レベルに応
じて複雑に異なる制御ゲインを記憶させておき、走行速
度に応じて１つの制御ゲインを呼び出し、(1) ガソリン
エンジンのスロットルバルブの開度と出力の関係の非直
線性、(2) 加速過程におけるギア比の変更による加速の
段差、(3) 空気抵抗と速度の関係の非直線性をそれぞれ
補正する。これにより、熟練した運転者並みの自然な加
速曲線が自動車に付与される。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の定速
走行装置では、オートクルージング・モードにおけるス
ロットルバルブの制御は、定速走行装置に全面的に委任
されており、定速走行装置は、初心者の運転者に対して
も、熟練した運転者並みの強い加速を一律に強要して、
彼の走行感覚や運転能力から掛け離れた強い加速を実行
してしまう可能性がある。

【００１６】つまり、定速走行装置は、設定速度に対す
る偏差量に対してスロットルバルブの開度をＰ動作させ
るから、偏差量が大きいとスロットルバルブの開度が急
拡大され、低速では、空気抵抗も小さいことから、エン
ジン出力の増大が直ちに自動車の強い加速をもたらす。

【００１７】例えば、(1) 低い走行速度の段階でいきな
りオートクルージング・モードに移行させた場合、(2)
エンジンのパワー不足で設定速度に達しなかった登り坂
が終了して、急に平坦地や下り坂に入った場合、(3) 渋
滞を察知してキャンセル指令を実行し、ブレーキ操作を
経て、リジューム指令を入力した場合等で強い加速が実
行される可能性がある。このとき、熟練した運転者の加
速曲線を強要された運転者は、加速に恐怖感を感じてパ
ニック状態に陥る可能性があり、ステアリングを誤操作
して自動車を蛇行状態にする等、一時的にせよ、自動車
を正確に運転できなくなる可能性がある。

【００１８】しかし、強い加速を避けるために、速度の
偏差量に対するスロットルバルブ制御の割合（いわゆる
ゲイン）を低下させると、設定速度に収束するまでの時
間が増大するのみならず、設定速度を維持している期間
の走行速度の振れが大きくなって定速走行の精度を損な
わせる結果となる。

【００１９】一方、定速走行装置によるスロットルバル
ブの制御は、自動車の走行環境から見て非常識な加速度
を自動車に付与する可能性がある。乾燥した直線状の舗
装道路において、運転者が制御容易な加速は、凍結した
路面、曲がりくねった道路、豪雨の中では、運転者の制
御能力を越える場合もあり、また、車体をスピンさせる
等して危険を発生する可能性もある。

【００２０】また、逆に、低い運転能力の運転者が悪条
件下でも十分に安全を確保できる加速曲線は、直線状の
舗装道路で熟練した運転者を満足させ得るにはほど遠
く、定速走行装置のゲインを下げた場合の走行速度の振
れは、熟練した運転者を苛立たせて定速走行装置を使用
する意欲を失わせる。

【００２１】本発明は、(1) 運転者の個々の運転能力や
速度感覚に応じた、制御可能かつ安全な加速曲線を実現
できる定速走行装置、(2) 自動車の走行環境に応じた順
当な加速曲線を実現できる定速走行装置を提供すること
を目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】図１は、請求項１の発明
の基本的な構成の説明図である。図１において、請求項
１の定速走行装置は、原動機１１の動力状態を制御し
て、自動車１０の速度を変化させる速度調節手段１２
と、自動車１０の速度を検知する速度計測手段１３と、
該検知された速度が持つ、予め定めた設定速度に対する
偏差量に基づいて、前記速度調節手段１２を制御して、
自動車１０の速度を前記設定速度に収束させる制御手段
１４と、を有する定速走行装置において、運転者１５の
技能水準を識別する識別手段１６と、該識別された技能
水準に応じて前記制御手段１４を調整して、前記偏差量
に対する加速の水準を変化させる制御ゲイン調整手段１
７と、を設けたものである。

【００２３】請求項２の定速走行装置は、請求項１の定
速走行装置において、前記識別手段は、運転者が複数の
技能水準の選択肢から選択して、自らその１つを設定す
る自己申告手段を有するものである。

【００２４】請求項３の定速走行装置は、請求項１の定
速走行装置において、前記識別手段は、自動車の走行中
の運転状態を検知する検知手段と、該検知された運転状
態を、運転者が自ら操作した期間に取り込んで、該走行
状態に基づいて運転者の技能水準を評価する評価手段
と、を有するものである。

【００２５】請求項４の定速走行装置は、原動機の動力
状態を制御して、自動車の速度を変化させる速度調節手
段と、自動車の速度を検知する速度計測手段と、該検知
された速度が持つ、予め定めた設定速度に対する偏差量
に基づいて、前記速度調節手段を制御して、自動車の速
度を前記設定速度に収束させる制御手段と、を有する定
速走行装置において、自動車の走行環境を識別する識別
手段と、該識別された走行環境に応じて前記制御手段を
調整して、前記偏差量に対する加速の水準を変化させる
制御ゲイン調整手段と、を設けたものである。

【００２６】請求項５の定速走行装置は、請求項４の定
速走行装置において、前記識別手段は、走行中の路面状
態を刻々と検知する路面検出手段と、該検知された路面
状態に基づいて前記走行環境を評価する評価手段と、を
有するものである。

【００２７】請求項６の定速走行装置は、請求項４の定
速走行装置において、前記識別手段は、刻々の降雨状態
を検知する降雨検知手段と、該検知された降雨状態に基
づいて前記走行環境を評価する評価手段と、を有するも
のである。

【００２８】請求項７の定速走行装置は、請求項４の定
速走行装置において、前記識別手段は、先行車輛と自車
輛の車間距離を刻々と検知する車間距離検知手段と、該
検知された車間距離に基づいて前記走行環境を評価する
評価手段と、を有するものである。

【００２９】請求項８の定速走行装置は、原動機の動力
状態を制御して、自動車の速度を変化させる速度調節手
段と、自動車の速度を検知する速度計測手段と、該検知
された速度が持つ、予め定めた設定速度に対する偏差量
に基づいて、前記速度調節手段を制御して、自動車の速
度を前記設定速度に収束させる制御手段と、を有する定
速走行装置において、前記制御手段は、走行中の自動車
の速度が、前記設定速度から予め定めた範囲を越えて低
くなった場合について、少なくとも該範囲に自動車の速
度が接近するまでは、前記偏差量に対する前記制御の割
合を下げて加速を抑制させる制御ゲイン調整手段、を備
えるものである。

【００３０】請求項９の定速走行装置は、原動機の動力
状態を制御して、自動車の速度を変化させる速度調節手
段と、自動車の速度を検知する速度計測手段と、該検知
された速度が持つ、予め定めた設定速度に対する偏差量
に基づいて、前記速度調節手段を制御して、自動車の速
度を前記設定速度に収束させる制御手段と、を有する定
速走行装置において、前記制御手段は、運転者によるキ
ャンセル指令操作に応じて、前記制御手段における前記
速度調節手段の制御を中断させて、自動車の速度調整を
運転者の操作に委ねるキャンセル手段と、運転者による
リジューム指令操作に応じて、前記制御手段における前
記速度調節手段の制御を復活させて、自動車の速度を前
記設定速度に再度収束させるリジューム手段と、前記リ
ジューム指令操作の入力時における自動車の速度が、前
記設定速度から予め定めた範囲を越えて低い場合につい
て、少なくとも該範囲に自動車の速度が接近するまで
は、前記偏差量に対する前記制御の割合を下げて加速を
抑制させる制御ゲイン調整手段、を備えるものである。

【００３１】請求項１０の定速走行装置は、原動機の動
力状態を制御して、自動車の速度を変化させる速度調節
手段と、自動車の速度を検知する速度計測手段と、該検
知された速度が持つ、予め定めた設定速度に対する偏差
量に基づいて、前記速度調節手段を制御して、自動車の
速度を前記設定速度に収束させる制御手段と、を有する
定速走行装置において、前記制御手段は、前記設定速度
まで自動車を加速する過程で、自動車の速度が前記設定
速度に接近するに従って前記偏差量に対する前記制御の
割合を連続的に拡大させる制御ゲイン調整手段を備える
ものである。

【００３２】

【作用】従来の定速走行装置が、いかなる場合でも一律
一定の加速曲線を強要したのに対して、本発明の定速走
行装置では、運転者の熟練度、走行環境、運転状況にふ
さわしい加速曲線を選択して使い分ける。特に、設定速
度に比較してかなり低い走行速度で定速走行装置を始動
させた直後における自動車の初期加速レベルに関して、
これを運転者にとって制御可能で快いものとする。

【００３３】図１において、請求項１の定速走行装置で
は、操作者１５の技能水準が識別手段１６に設定登録さ
れる。制御ゲイン調整手段１７は、識別手段１６に設定
登録された操作者１５の技能水準に対して適正な加速曲
線を実現できる制御ゲインを選択し、これを制御手段１
４に設定する。制御手段１４は、制御ゲイン調整手段１
７が設定した制御ゲインを使用して速度調節手段１２を
制御し、原動機１１を通じて自動車１０に適正な加速曲
線を実現させる。

【００３４】ここで、制御ゲインは、加速曲線の全域に
渡って一律一定である必要はなく、原動機の特性上の不
整合等を補正して、設定速度に向かう自然な加速曲線が
得られるように調整される。いずれにせよ、結果的に、
加速曲線の傾き具合が異なる複数の加速曲線が提供さ
れ、その中から１つが運転者１５の技能水準に合わせて
選択される。

【００３５】原動機１１がモータの場合、印加電圧（電
流）に応じてかなり広い範囲で直線的な出力特性が確保
されるから、適正な制御ゲインと走行速度（正確には設
定速度と走行速度の偏差量）の関係を単純な関数に置き
換えて、制御ゲインを刻々と演算させてもよい。

【００３６】一方、原動機１１がガソリンエンジンの場
合、速度調節手段１２は、スロットルバルブを回転駆動
して開度を調整する電磁アクチュエータ、ステップモー
タ等で構成できるが、ガソリンエンジンに特有の(1) ガ
ソリンエンジンのスロットルバルブの開度と出力の関係
の非直線性、(2) 加速過程におけるギア比の変更による
加速の段差による不整合を補正する必要がある。従っ
て、例えば、走行速度のレベルに応じて細かく制御ゲイ
ンを予め定めて対照表メモリに蓄積しておき、走行速度
で参照して１つの制御ゲインを選択してもよい。

【００３７】いずれにせよ、従来の定速走行装置よりも
かなり広い速度範囲でオートクルージング・モードを開
始でき、開始直後の自動車の加速状態が運転者の技能水
準に合致したものに調整されている。

【００３８】請求項２の定速走行装置では、複数の技能
水準にそれぞれ適合させた複数の制御ゲインの選択肢か
ら、運転者自らが１つを選択して設定する。運転者は、
実際に定速走行装置を作動させて、加速の具合が不適当
と判断される場合には、その時点で別の選択肢を選び直
す。

【００３９】請求項３の定速走行装置では、評価手段が
運転者の技能水準を検査する機能を備えており、評価手
段を通じて識別手段が見積もった技能水準に応じて、制
御ゲイン調整手段が適正な制御ゲインを設定する。

【００４０】評価手段における運転者の技能水準の検査
は、(1) 運転者のアクセル操作による停止から定速走行
までの加速パターンの平均値、(2) 曲線走行におけるヨ
ーイング加速度の変動幅、(3) 曲がり角での加速パター
ン、(4) エンジン回転数の変動幅等から判断される。

【００４１】請求項４の定速走行装置では、自動車のそ
のときの走行環境が識別手段に刻々と識別されて登録さ
れる。制御ゲイン調整手段は、識別手段に登録された走
行環境に対して適正な加速曲線を実現できる制御ゲイン
を選択し、これを制御手段に設定する。制御手段は、制
御ゲイン調整手段が設定した制御ゲインを使用して速度
調節手段を制御し、原動機を通じて自動車に適正な加速
曲線を実現させる。すなわち、結果的に、傾き具合が異
なる複数の加速曲線が提供され、その中から１つが走行
環境に合わせて選択される。

【００４２】請求項５の定速走行装置では、路面検知手
段が、例えば、(1) 走行中の路面の凹凸状態を識別して
舗装道路と未舗装道路とを識別する路面センサー、(2)
路面の乾湿、温度を検知して凍結の有無を識別する路面
センサー、(3) 道路の曲がり状態を検知するステアリン
グ舵角センサー、(4) 車体の傾き状態から登り坂、下り
坂、平坦面を識別する傾斜センサーで構成される。評価
手段は、路面検知手段が検知した路面状態から路面の危
険度を評価し、評価結果を制御ゲイン調整手段に報告す
る。

【００４３】請求項６の定速走行装置では、降雨検知手
段がそのときの降雨状態を検知し、評価手段が降雨状態
に応じた走行の危険度を評価し、評価結果を制御ゲイン
調整手段に報告する。

【００４４】請求項７の定速走行装置では、車間距離検
知手段がそのときの周囲の交通状況を検知し、評価手段
が交通状況に応じた走行の危険度を評価し、評価結果を
制御ゲイン調整手段に報告する。

【００４５】請求項８の定速走行装置では、従来のＰ動
作を基本にした加速曲線とは異なる特異な加速曲線が自
動車に実現される。すなわち、設定速度を上限とする一
定の速度範囲では、設定速度に対する走行速度の偏差量
に一定のゲインを乗じて速度調節手段を制御するＰ動作
を基本にした制御を実行するが、この範囲の外側（低速
側）では、このゲインを適用せず、低いゲインの乗算、
または、偏差量とは無関係な一定の制御量の割り当てを
実行する。これにより、例えば、ガソリンエンジンを搭
載した自動車で、ギア比が低くて空気抵抗も低い低速走
行で、ガソリンエンジンの出力が急上昇して自動車が急
加速される事態が回避される。

【００４６】請求項９の定速走行装置では、キャンセル
機能−リジューム機能を備えた定速走行装置について、
リジューム指令後の急加速が回避される。すなわち、設
定速度を上限とする一定の速度範囲では、通常のゲイン
によるＰ動作を基本とした設定速度への復帰が実行され
るが、この範囲の外側（低速側）では、このゲインをそ
のまま適用せず、低いゲインの乗算、または、偏差量と
は無関係な一定の制御量の割り当てを実行する。

【００４７】請求項１０の定速走行装置では、設定速度
まで自動車を加速する過程でゲインを連続的に拡大し
て、低い走行速度における小さなゲインのＰ動作を基本
とした制御から、設定速度近傍における大きなゲインの
Ｐ動作を基本とした制御までがなめらかに接続される。

【００４８】

【実施例】図２は第１実施例のクルーズコントロールシ
ステムの説明図、図３は図２の実施例における制御系の
ブロック図、図４は実施例における速度制御を説明する
線図である。図４中、(a) は比例ゲインＧｐの割当て、
(b) はオートクルージングモードにおける速度変化であ
る。ここでは、自動車の運転状態のパラーメータをいく
つか計測して取り込み、運転者の運転能力を総合判定し
て、適正な比例ゲインＧｐの割当てを行う。

【００４９】図２において、運転者２１は、操作部２２
を通じて自動車を運転する。操作部２２は、ステアリン
グホイール、アクセル、ブレーキ、速度設定器、オート
クルージング選択スイッチ等を備える。通常運転モード
では、操作部２２を通じて検知された運転者のアクセル
踏込み状態を反映させて、コントロールユニット２３が
アクチュエータ２４を通じてスロットルバルブを作動さ
せ、エンジンの出力状態を変化させる。これにより、自
動車２５の加速、減速が実行されて走行速度が調節され
る。

【００５０】一方、オートクルージング・モードでは、
コントロールユニット２３が、車速センサ２９およびポ
テンショメータ２８からのフィードバックに基づいて、
自動車２５の走行速度を、操作部２２に設定された設定
速度に収束させる。車速センサ２９は、自動車２５の対
地速度を計測する。ポテンショメータ２８は、スロット
ルバルブの開度を計測して加速、減速を抑制し、車速セ
ンサ２９のフィードバックの応答時間の長さに起因する
速度制御の発振状態を予防する。

【００５１】一方、運転者のデータ抽出部２６は、通常
運転モードにおける自動車の運転状態を反映する各種パ
ラメータ、アクセルの踏み方、ハンドルの切れ角、車速
の変動状態、ブレーキング操作状態等をデータとして取
り込み、これらのデータをコントロールユニット２３に
入力する。コントロールユニット２３は、これらのデー
タから運転者の運転能力を総合判定して、運転者の運転
能力を熟練、通常、未熟の３段階に分類し、オートクル
ージング・モードでアクチュエータ２４を制御する際の
比例ゲインＧｐを設定する。

【００５２】路面センサー２７は、路面に電磁波を照射
して反射波を検知し、反射波の状態から路面状態を識別
する。路面センサー２７による路面状態の識別結果は、
コントロールユニット２３に入力され、運転者の運転能
力の場合と同様に、アクチュエータ２４を制御する際の
比例ゲインＧｐの設定に反映される。

【００５３】図３において、設定速度ｖ₀に対して自動
車の走行速度ｖが応答時間の長いフィードバックを形成
する。フィードバックは比例部分と微分部分とを含み、
設定速度ｖ₀とフィードバックの偏差量に対して、その
積分部分を加えた量に比例ゲインＧｐが乗じられる。

【００５４】スロットル操作量演算における比例ゲイン
Ｇｐは、熟練者用ゲインＧｍにゲイン割増率αを乗じて
設定されており、ゲイン割増率αは、運転者の運転能力
に応じて決定される。

【００５５】図４(a) において、図２のコントロールユ
ニット２３では、運転者のデータ抽出部２６からのデー
タに基づいて、そのときの運転者の熟練度を０％〜１０
０％の間で総合判定し、熟練度５０％以上ではゲイン割
増率αを１．０、熟練度２０〜５０％ではゲイン割増率
αを０．８、熟練度２０％未満ではゲイン割増率αを
０．５にそれぞれ設定する。

【００５６】図４(b) において、実施例のクルーズコン
トロールシステムにおいては、図４(a) のようにゲイン
割増率αの設定が行われるから、設定速度ｖ₀より低い
移行前速度ｖ_bでオートクルージング・モードに移行さ
せた場合、自動車には、３種類の加速曲線Ｋ１、Ｋ２、
Ｋ３のうちの１つが、運転者の熟練度に適合して付与さ
れることになる。

【００５７】すなわち、熟練度５０％以上の運転者に対
しては急峻で収束時間の短い加速曲線Ｋ１、熟練度２０
〜５０％の運転者に対しては中間的な加速曲線Ｋ２、熟
練度２０％未満の運転者に対してはゆるやかで収束時間
の長い加速曲線Ｋ３がそれぞれ付与される。

【００５８】図５は第２実施例のクルーズコントロール
システムの説明図、図６は別の実施例における比例ゲイ
ンＧｐの演算プログラムである。図６はフローチャート
の一部分を抜き出したものである。ここでは、自動車に
種々のセンサーを装備して自動車の走行環境を取り込
み、刻々の走行環境の変化に適合させて、オートクルー
ジング・モードにおける加速曲線の選択を実行する。

【００５９】図５において、自動車４１には、先行車輛
５１との車間距離を計測するレーダー装置４２、降雨状
態を検知する雨滴センサー４３、路面の乾湿、凍結状態
を識別する路面センサー４４、路面の凹凸状態を検知す
る路面センサー４５を装備する。また、コントロールユ
ニット４８では、操作部４７を通じて検知されるステア
リングの操作状態と走行速度から道路の湾曲状態（曲
率）を識別し、アクセルユニット４６を通じて検知され
るエンジンの出力状態と走行速度の変化から道路の傾斜
状態（登り坂、下り坂）を識別する。

【００６０】そして、運転者が操作部４７に設定速度を
設定して、オートクルージング・モードを選択すると、
コントロールユニット４８は、これらの検出装置から刻
々と入力されるデータに基づいて走行環境を総合判定
し、走行環境に適合した安全な比例ゲインＧｐを演算し
て設定する。

【００６１】図６において、ステップ６１〜６７を通じ
て演算される比例ゲインＧｐは、オートクルージング・
モードにおける、アクチュエータの駆動量（スロットル
バルブの開度）と、走行速度から設定速度までの偏差量
に基づくフィードバックとの換算関係を示す（図３参
照）。すなわち、ステップ６１では、図５のレーダー装
置４２の出力状態を反映したゲイン割増率β、ステップ
６２では雨滴センサー４３の出力状態を反映したゲイン
割増率γ、ステップ６３では路面センサー４４の出力状
態を反映したゲイン割増率δ、ステップ６４では路面セ
ンサー４５の出力状態を反映したゲイン割増率ε、ステ
アリングの操作状態を反映したゲイン割増率ζ、ステッ
プ６６ではエンジンの出力状態を反映したゲイン割増率
ηがそれぞれ決定される。そして、ステップ６７では、
基準の比例ゲインＧｍにゲイン割増率β、γ、δ、ε、
ζ、ηを乗じて、走行環境を総合判定した結果の比例ゲ
インＧｐが演算される。

【００６２】図７は第３実施例の定速走行装置に関し
て、スロットルバルブ開度と比例ゲインＧｐの関係を説
明する線図である。図中、(a) は比例ゲインＧｐの大
小、(b)は走行速度と比例ゲインＧｐの関係、(c) は走
行速度とスロットルバルブ開度の関係をそれぞれ説明す
る線図である。ここでは、走行速度が低い場合には比例
ゲインＧｐを小さく設定し、走行速度が設定速度に接近
するに従って比例ゲインＧｐを増大させる。

【００６３】図７(a) において、比例ゲインＧｐが大き
い場合は、小さな偏差量に対しても大きな作動量、換言
すれば、設定速度と走行速度の小さな偏差量に対して
も、アクチュエータの大きな作動量（スロットルバルブ
の大きな開度）が出力され、エンジンの出力が急激に増
大する。逆に、比例ゲインＧｐが小さい場合は、設定速
度と走行速度の格差が大きい場合でも、エンジンの出力
をあまり急激には増大させない。

【００６４】図７(b) において、第３実施例では、設定
速度に比較して走行速度ｖが相当に低い段階Ａでは比例
ゲインＧｐを小さくして、極端にスロットルバルブ開度
が拡大しないようにし、自動車の加速曲線を緩やかにし
ている。一方、走行速度ｖが設定速度に接近するに従っ
て、直線的に比例ゲインＧｐを増大させ、わずかな偏差
量が発生した場合Ｂでも速やかに設定速度に収束させ、
オートクルージング・モードにおける速度変動幅を小さ
くしている。

【００６５】図７(c) において、点線は、走行速度ｖに
かかわらず比例ゲインＧｐを一定とした場合のスロット
ルバルブ開度を示す。第３実施例では、走行速度ｖの上
昇に連動して直線的に比例ゲインＧｐを増大させるか
ら、スロットルバルブ開度の急拡大が自動車の急加速に
直結する低い速度帯において、スロットルバルブ開度の
変化が際立って抑制されている。

【００６６】図８は、第４実施例の定速走行装置に関し
て、発進後の自動車の速度変化をスロットルバルブの開
度と関連づけて説明する線図である。ここでは、定速走
行装置にキャンセル指令を実行し、自動車の走行速度が
かなり低下した状態でリジューム指令を入力した場合に
自動車の加速曲線が抑制される。

【００６７】図８において、運転者は、自動車を発進さ
せた後、設定速度を設定し、設定速度よりも少し走行速
度が低い段階でオートクルージング・モードを選択し
た。この時点で、自動車のエンジンのスロットルバルブ
の操作は、運転者のアクセル踏込み量とは無関係にな
り、所定の比例ゲインＧｐに基づいてアクチュエータを
動作させる定速走行装置が制御するようになる。定速走
行装置は、自動車の走行速度を速やかに設定速度に収束
させ、登り坂、下り坂、カーブ等、自動車の走行環境の
変化に応じて刻々とスロットルバルブ開度を加減し、自
動車に設定速度を維持させる。

【００６８】その後、運転者が危険を判断してブレーキ
を少し踏むと、オートクルージング・モードが自動的に
キャンセルされて、運転者によるアクセルの踏込み量に
対するスロットルバルブ開度の追従が確保される。運転
者は、自動車の速度を下げ続けて危険が回避されたと判
断された時点で加速に移行し、設定速度よりも相当に走
行速度が低い段階でリジューム指令を入力して、オート
クルージング・モードによる制御を復活させた。

【００６９】このとき、走行速度ｖにかかわらず比例ゲ
インＧｐを一定としていれば、偏差量が大きいのでスロ
ットルバルブ開度は点線のように急拡大され、設定速度
に向かって点線のように自動車が急加速されることにな
る。

【００７０】しかし、第４実施例では、走行速度ｖが低
い段階でリジューム指令を入力した場合には比例ゲイン
Ｇｐが小さく設定され、走行速度が設定速度に接近した
段階で大きな比例ゲインＧｐに設定し直すから、低い速
度帯における自動車の加速曲線がゆるやかになる。

【００７１】

【発明の効果】請求項１〜３の定速走行装置によれば、
オートクルージング・モードにおける自動車の加速曲線
が、個々の運転者にとって、自分の運転能力で十分制御
でき、しかも低レベルでもない状態に調整される。従っ
て、未熟な運転者や運動神経に劣る運転者に対しては危
険を強要する急峻な加速曲線が回避される一方、熟練し
た運転者にはそれなりに手応えのある運転状態が提供さ
れる。

【００７２】請求項４〜７の定速走行装置によれば、オ
ートクルージング・モードにおける自動車の加速曲線が
走行環境に応じて速やかに調整される。従って、一律一
定の加速曲線を強要された場合に発生する、凍結路面、
豪雨、車間距離が狭い、下り坂等、悪環境下における危
険が回避される。また、危険が小さい良好な環境下で
は、安全が確保される限り思い切った急峻な加速曲線を
付与できるから、オートクルージング・モードにおける
運転の楽しさが増大する。

【００７３】請求項８の定速走行装置によれば、偏差量
の大きさから原動機の出力の急拡大を招き易く、しか
も、原動機の出力増大が自動車の急加速に直結し易い低
い走行速度の段階において、加速を抑制して自然な加速
曲線を確保させるから、急加速による車体のスピン等、
危険発生が回避される。また、ガソリンエンジンの場合
であれば、自動車の急な速度変化が抑制されて燃費が向
上し、エンジンの寿命も延長される。

【００７４】請求項９の定速走行装置によれば、走行速
度が低い段階でリジューム指令操作を行った場合につい
て、急加速による危険発生が回避される。

【００７５】請求項１０の定速走行装置によれば、設定
速度まで自動車を加速する過程における制御ゲインが連
続的に変化するので、オートクルージング・モードにお
ける自動車の加速曲線が自然なものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明の基本的な構成の説明図であ
る。

【図２】第１実施例のクルーズコントロールシステムの
説明図である。

【図３】図２のクルーズコントロールシステムにおける
制御系のブロック図である。

【図４】第１実施例における速度制御を説明する線図で
ある。

【図５】第２実施例のクルーズコントロールシステムの
説明図である。

【図６】図５のクルーズコントロールシステムにおける
比例ゲインＧｐの演算プログラムである。

【図７】第３実施例の定速走行装置に関して、スロット
ルバルブ開度と比例ゲインＧｐの関係を説明する線図で
ある。

【図８】第４実施例の定速走行装置に関して、発進後の
自動車の速度変化をスロットルバルブの開度と関連づけ
て説明する線図である。

【符号の説明】

１０自動車１１原動機１２速度調節手段１３速度計測手段１４制御手段１５運転者１６識別手段１７制御ゲイン調整手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原動機（１１）の動力状態を制御して、
自動車（１０）の速度を変化させる速度調節手段（１
２）と、自動車（１０）の速度を検知する速度計測手段（１３）
と、該検知された速度が持つ、予め定めた設定速度に対する
偏差量に基づいて、前記速度調節手段（１２）を制御し
て、自動車（１０）の速度を前記設定速度に収束させる
制御手段（１４）と、を有する定速走行装置において、運転者（１５）の技能水準を識別する識別手段（１６）
と、該識別された技能水準に応じて前記制御手段（１４）を
調整して、前記偏差量に対する加速の水準を変化させる
制御ゲイン調整手段（１７）と、を設けたことを特徴と
する定速走行装置。
【請求項２】請求項１の定速走行装置において、前記
識別手段は、運転者が複数の技術水準の選択肢から選択して、自らそ
の１つを設定する自己申告手段を有することを特徴とす
る定速走行装置。
【請求項３】請求項１の定速走行装置において、前記
識別手段は、自動車の走行状態を検知する検知手段と、該検知された走行状態を、運転者が自ら操作した期間に
取り込んで、該走行状態に基づいて運転者の技能水準を
評価する評価手段と、を有することを特徴とする定速走
行装置。
【請求項４】原動機の動力状態を制御して、自動車の
速度を変化させる速度調節手段と、自動車の速度を検知する速度計測手段と、該検知された速度が持つ、予め定めた設定速度に対する
偏差量に基づいて、前記速度調節手段を制御して、自動
車の速度を前記設定速度に収束させる制御手段と、を有
する定速走行装置において、自動車の走行環境を識別する識別手段と、該識別された走行環境に応じて前記制御手段を調整し
て、前記偏差量に対する加速の水準を変化させる制御ゲ
イン調整手段と、を設けたことを特徴とする定速走行装
置。
【請求項５】請求項４の定速走行装置において、前記
識別手段は、走行中の路面状態を刻々と検知する路面検出手段と、該検知された路面状態に基づいて前記走行環境を評価す
る評価手段と、を有することを特徴とする定速走行装
置。
【請求項６】請求項４の定速走行装置において、前記
識別手段は、刻々の降雨状態を検知する降雨検知手段と、該検知された降雨状態に基づいて前記走行環境を評価す
る評価手段と、を有することを特徴とする定速走行装
置。
【請求項７】請求項４の定速走行装置において、前記
識別手段は、先行車輛と自車輛の車間距離を刻々と検知する車間距離
検知手段と、該検知された車間距離に基づいて前記走行環境を評価す
る評価手段と、を有することを特徴とする定速走行装
置。
【請求項８】原動機の動力状態を制御して、自動車の
速度を変化させる速度調節手段と、自動車の速度を検知する速度計測手段と、該検知された速度が持つ、予め定めた設定速度に対する
偏差量に基づいて、前記速度調節手段を制御して、自動
車の速度を前記設定速度に収束させる制御手段と、を有
する定速走行装置において、前記制御手段は、走行中の自動車の速度が、前記設定速度から予め定めた
範囲を越えて低くなった場合について、少なくとも該範
囲に自動車の速度が接近するまでは、前記偏差量に対す
る前記制御の割合を下げて加速を抑制させる制御ゲイン
調整手段、を備えることを特徴とする定速走行装置。
【請求項９】原動機の動力状態を制御して、自動車の
速度を変化させる速度調節手段と、自動車の速度を検知する速度計測手段と、該検知された速度が持つ、予め定めた設定速度に対する
偏差量に基づいて、前記速度調節手段を制御して、自動
車の速度を前記設定速度に収束させる制御手段と、を有
する定速走行装置において、前記制御手段は、運転者によるキャンセル指令操作に応じて、前記制御手
段における前記速度調節手段の制御を中断させて、自動
車の速度調整を運転者の操作に委ねるキャンセル手段
と、運転者によるリジューム指令操作に応じて、前記制御手
段における前記速度調節手段の制御を復活させて、自動
車の速度を前記設定速度に再度収束させるリジューム手
段と、前記リジューム指令操作の入力時における自動車の速度
が、前記設定速度から予め定めた範囲を越えて低い場合
について、少なくとも該範囲に自動車の速度が接近する
までは、前記偏差量に対する前記制御の割合を下げて加
速を抑制させる制御ゲイン調整手段、を備えることを特
徴とする定速走行装置。
【請求項１０】原動機の動力状態を制御して、自動車
の速度を変化させる速度調節手段と、自動車の速度を検知する速度計測手段と、該検知された速度が持つ、予め定めた設定速度に対する
偏差量に基づいて、前記速度調節手段を制御して、自動
車の速度を前記設定速度に収束させる制御手段と、を有
する定速走行装置において、前記制御手段は、前記設定速度まで自動車を加速する過程で、自動車の速
度が前記設定速度に接近するに従って前記偏差量に対す
る前記制御の割合を連続的に拡大させる制御ゲイン調整
手段、を備えることを特徴とする定速走行装置。