JPH0891027A - 自動車運転支援装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的は、車輌自身が車輌の周囲環境を
検出判断して運転を支援し、特に、車速に応じてタイヤ
圧を自動的に制御し得る自動車運転支援装置を提供する
ことである。 【解決手段】回転センサー２Ａ〜２Ｄにより車輌の車速
を検出し、コントローラ２０は、検出された車速に応じ
て、車速が高くなると、ヒーター３０３に通電して、メ
タルハイドライド３０２を加熱して、メタルハイドライ
ド３０２から気体を放出して、タイヤ圧を高くし、車速
が低くなるとタイヤ圧を低くするように自動制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動車運転支援装置
に係わり、特に制御対象を制御する車輌制御装置を備え
た自動車の運転において、運転者の負担を軽減させるの
に好適な自動車運転支援装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車を快適に運転する試みはエンジン
が発明されて以来続けられてきた仕事であるが、特に車
輌が置かれている周囲環境に基づいて走行制御を調整す
ることは要求されていなかった。従って、従来は、車輌
周囲環境を運転者自身が認知し、判断し、これに基づい
て運転者の意思で運転方法を変化させて対応させてい
た。即ち、自動車の運転においては、道路の状況は刻一
刻と変化し、運転者はその変化に対応しながら、運転を
継続する必要がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
車輌の量の増大、自動車のスピードの増大が進んでお
り、道路状況の変化は従前にも増して運転者の迅速な判
断を要求するものとなっており、運転者の判断だけで運
転をスムーズに行うことは困難となってきている。

【０００４】特に、運転者にとって、高速道路の走行、
市街地道路の走行でタイヤ圧を変える作業は煩わしいも
のとなっている。

【０００５】本発明の目的は、車輌自身が車輌の周囲環
境を検出判断して運転を支援し、特に、車速に応じてタ
イヤ圧を自動的に制御し得る自動車運転支援装置を提供
することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、車輌操作入力量に基づき制御対象を制御
する車輌制御装置を備えた自動車の運転支援装置におい
て、車輌の車速を検出する車速検出手段と、タイヤのタ
イヤ圧を可変するタイヤ圧可変手段と、上記車輌制御装
置は、上記車速検出手段によって検出された車速に応じ
て、上記タイヤ圧可変手段を制御して、車速が高くなる
と上記タイヤ圧を高くし、車速が低くなると上記タイヤ
圧を低くするように構成し、かかる構成とすることによ
り、自動的に車速に応じたタイヤ圧とし得るものとな
る。

【０００７】上記自動車運転支援装置において、好まし
くは、上記タイヤ圧可変手段は、周囲温度に応じて含有
する気体を吐出・吸収する気体吐出吸収部材と、この気
体吐出吸収部材を加熱する加熱手段とから構成したもの
であり、かかる構成とすることにより、容易にタイヤ圧
の制御をし得るものとなる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
により説明する。

【０００９】まず、本発明の基本概念を図１を参照して
説明する。図１において、車輌制御装置はアクセルペダ
ル，ブレーキペダル，ハンドル，シフトレバー等の入力
装置１０１を有し、入力装置１０１から出力されたアク
セルペダル踏込量，ブレーキペダル踏込量，ハンドル操
作量，ギアシフト位置等の車輌操作入力量は補償付加装
置１０２に入力され、ここで操作する各因子のゲインを
補償した後、当該車輌操作入力量に基づきスロットル
弁，ブレーキパッド，ステアリングリング用アクチュエ
ータ，トランスミッション等の制御対象１０３が制御さ
れる。このような車輌制御装置において、本発明の自動
車運転支援装置は、車輌が置かれている環境に関する情
報，例えば車速情報，車体姿勢情報，ギア位置情報等の
道路状況情報を検出する検出手段１０４，１０５，１０
６と、検出手段１０４，１０５，１０６で検出された情
報に基づき車輌の周囲環境を判断し、その判断結果に応
じて補償付加装置１０２の各ゲインを修正又は再補償
し、制御対象１０３の制御量を補償，修正する車輌環境
判断手段１０７とを備えている。

【００１０】車輌環境判断手段１０７が判断する周囲環
境としては、高速道路の走行，坂道のある山道の登坂又
は下降，曲り道路の走行であるかどうか，後進状態であ
るかどうか，雨天，雪道走行であるかどうか等があり、
以下にこれらの幾つかにつき判断の具体例を補償修正内
容と共に説明する。

【００１１】図２は、車輌環境判断手段１０７のスター
トの段階の動作を説明するものであり、車輌環境を判断
するかどうかを認識する演算内容を示している。まず、
例えば回転センサー及びクランク角センサーでそれぞれ
車輪の回転及びエンジンの回転を検出し（ステップ１１
１）、回転センサーの検出値に基づき車輌が停止してい
るかどうかを判定し（ステップ１１２）、停止してれば
次にクランク角センサーの検出値に基づきエンジンが停
止しているか否かを判定し（ステップ１１３）、エンジ
ンも停止していればコンピュータ回路内のメモリをクリ
アしてタスクを終了させる（ステップ１１４）。これ
は、回路内のメモリ内に車輌の前歴としての環境情報が
入ったまま停止し、その状態が維持されて再始動する
と、時に危険な動作をする可能性があるので、エンジン
再始動時に回路内メモリをクリアして、安全性を確保す
るためである。エンジンが停止していないときには始め
に戻り、判定を繰り返す。車輌停止がないときには別の
タスク，例えば図３に示すタスクにスキップする。

【００１２】図３は高速道路上での走行かどうかを判断
し、ハンドル操作量に対するステアリング角度変化量を
制御する演算内容を示す。まず、検出手段１０４で車速
を検出し（ステップ１２１）、その検出値に基づき車速
が例えば８０Ｋｍ／ｈ以上か否かを判定し（ステップ１
２２）、８０Ｋｍ／ｈ以上の場合は高速道路上の走行と
判断し、図４に（２）で示す特性のように、ハンドル操
作量に対するステアリング角度変化量を減少し、即ちゲ
インを減少して急激な旋回を防止し、安全性を確保する
（ステップ１２３）。車速が８０Ｋｍ／ｈ以下の場合は
図４に（１）で示す標準運転モードを維持する（ステッ
プ１２４）。このとき検出手段１０４としては、回転セ
ンサーを用いた通常の車速メータを用いることができ
る。又、通常の車速メータの他、対地絶対車速メータが
考えられる。更に、高速道路ゲートに入るときにカード
による入力，無線による入力，又は運転者自身の手動入
力等により外部より信号を入力し、車輌内のコントロー
ラでその信号を受信し、演算に取り込むようにしてもよ
い。

【００１３】図５は車輌が曲りの多い山道を登坂中かど
うかを判断し、ハンドル操作量に対するステアリング変
化量を最適制御する演算内容を示す。まず、検出手段１
０５，例えば傾斜センサーで車輌の傾斜度を検出し、例
えばハンドル操作角センサーでハンドルの操作回数を検
出し（ステップ１３２）、傾斜センサーの検出値で坂道
登坂であるかどうかを判定し（ステップ１３２）、坂道
登坂であればハンドル操作角センサーの検出値で曲り道
かどうかを判定し（ステップ１３３）、曲り道であれば
曲りの多い山道の登坂走行であると判断し、図６に
（２）で示すようにハンドル操作量に対するステアリン
グ角度変化量を増大させ、即ちゲインを増大させ、ハン
ドル操作をし易くする（ステップ１３４）。このとき、
好ましくは、ハンドル操作モードを変更したことを運転
者に表示又は音声で報知する（ステップ１３５）。坂道
でない場合、又は坂道でも曲り道でない場合は、ハンド
ル操作モードを図６（１）に示す標準に維持する（ステ
ップ１３６）。

【００１４】なお、以上のごとくハンドルの操作量に対
するステアリング角度のゲインを変化するには、ステア
リングをハンドルに直結した方式では困難であるので、
ステアリングを油圧又は電動力を介して回動する方式が
望ましい。

【００１５】図７は車輌が後進状態にあるかどうかを判
断し、ハンドル操作量に対するステアリング角度変化量
及びアクセルペダル踏込量に対するスロットル開度変化
量を最適制御する演算内容を示す。車輌を後進させる場
合、通常のドライバは運転が苦手となる場合が多い。こ
れは見る方向が後方のため、前進の場合の逆にハンドル
を切る動作を必要とするためであり、ハンドルを切り過
ぎたり、スロットル弁開度の調整を誤って大きくして急
発進したりする不具合が生じやすい。図７の演算内容は
これを回避するためのものであり、まず、検出手段１０
６、例えばギア投入位置センサーでシフトレバーの投入
位置を検出し（ステップ１４１）、この検出値に基づい
てバックギアに入っているかどうかを判定し（ステップ
１４２）、バックギアに入っている場合には、図８に特
性（２）で示すようにハンドル操作量に対するステアリ
ング角度変化量を減少させ（ステップ１４３）、ハンド
ル操作を容易にする。又同時に、図９に特性（２）で示
すようにアクセル踏込量に対するスロットル開度変化量
を減少させ（ステップ１４４）、急な発進を防止する。
このようにステアリング角度とスロットル開度に対する
ゲインを減少させることにより、後進の運転がし易くな
る。バックギアに入っていない場合は、ハンドル操作量
に対するステアリング角変化量及びアクセルペダル踏込
量に対するスロットル開度変化量は図８及び図９の特性
（１）に示すように、それぞれ標準モードに維持する
（ステップ１４５，１４６）。

【００１６】図１０は、坂道を登坂中であるかどうか又
は下降中であるかどうかを判断し、アクセルペダル踏込
量に対するスロットル開度変化量を最適制御する演算内
容を示す。まず、検出手段１０５、例えば傾斜センサー
で車輌の傾斜度を検出し（ステップ１５１）、その検出
値に基づき坂道であるかどうかを判定し（ステップ１５
２）、坂道である場合には更にそれが上り坂であるかど
うかを判定し（ステップ１５３）、上り坂である場合は
坂道を登坂中であると判断し、図１１の特性（３）に示
すようにアクセルペダル踏込量に対するスロットル開度
変化量を増大し（ステップ１５４）、平坦時と同じ運転
感覚を得る。上り坂でない場合は坂道を下降中であると
判断し、図１１の特性（２）に示すようにアクセルペダ
ル踏込量に対するスロットル開度変化量を減少させ（ス
テップ１５５）、同様に平坦時と同じ運転感覚を得る。
坂道でないと判定された場合は、図１１の特性（１）で
示すようにアクセルペダル踏込量に対するスロットル開
度変化量を標準モードに維持する（ステップ１５６）。
なお、図１１の特性（２）及び（３）はそれぞれ特性
（２’）及び（３’）のように修正することもできる。

【００１７】次に、本発明の実施の形態を図１２を参照
して説明する。図１２において、タイヤ１Ａ，１Ｂ，１
Ｃ，１Ｄにはタイヤの回転速度及び車速を検出するため
の回転センサー２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄが設けられ、エ
ンジン３にはクランク角センサー４が装着され、車体フ
レームには傾斜センサー５が設けられ、ハンドル６には
ハンドル操作角センサー７が設けられ、シフトレバー８
にはギア位置センサー９が設けられている。又、ワイパ
ー操作レバー１０にはワイパー駆動センサー１１が、車
体フレーム後部には車高センサー１２が設けられてい
る。これら各センサー２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，４，
５，７，９，１１，１２の検出信号はコントローラ２０
に入力される。

【００１８】一方、ハンドル６の操作により駆動される
タイヤ１Ａ，１ｃを連結するステアリング２１は電動若
しくは油圧力で駆動するアクチュエータ２２により回動
するように構成され、エンジン３の吸気系に設けられ、
アクセルペダル２３で開閉されるスロットル弁２４には
その開度を調整するアクチュエータ２５が連結されてい
る。又、タイヤ１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄに設けられたブ
レーキパッド２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄは油圧ラ
イン２７，圧力増幅器２８を介してブレーキペダル２９
に連結され、ワイパー３０はアクチュエータ３１で駆動
され、ヘッドライト３２Ａ，３２Ｂは連動棒３３に設け
られたアクチュエータ３４により角度を変えれるように
構成されている。又、各タイヤは車高を調整できるショ
ックアブソーバ３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄで支持
されている。後輪１Ｂ，１Ｄはデフレクションギア３６
を介してシャフト３７により連動している。アクチュエ
ータ２２，２５，３１，３４、圧力増幅器２８及びショ
ックアブソーバ３５Ａ〜３５Ｄはコントローラ２０から
の制御信号により駆動又はゲインが調整される。

【００１９】コントローラ２０は自動車運転支援装置の
車輌環境判断手段を構成し、図１３に示すように、演算
機能を持つＣＰＵ４０，記憶機能を有するＲＡＭ４１及
びアナログ信号をデジタル信号化するＡ／Ｄコンバータ
４２を内蔵している。ＣＰＵ４０には、前述した各セン
サー２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，４，５，７，９，１１，
１２によりタイヤ回転速度及び車速，エンジン回転速
度，車体の前後に対する傾斜度，ハンドル操作角，シフ
トレバーのギア位置，ワイパー駆動の有無，車体の上下
加速度の信号が入力される。又コントローラ２０には、
エンジン燃焼ファクタがＡ／Ｄコンバータ４２を介して
入力される。これらの信号のうち、エンジン停止後も必
要な信号は記憶装置ＲＡＭ４１に格納し、バッテリ等で
バックアップする。ＣＰＵ４１からの出力はアクチュエ
ータ２２，２５，３１，３４，圧力増幅器２８及びショ
ックアブソーバ３５Ａ〜３５Ｄに送られ、アクチュエー
タ２２でハンドル操作角に対するステアリング角変化量
が調整され、アクチュエータ２５でアクセルペダル踏込
量に対するスロットル開度変化量が調整され、圧力増幅
器２９でブレーキ踏力に対するブレーキ力が調整され、
アクチュエータ３１で車速が増大するにしたがってワイ
パー動作速度を早める車速応動ワイパー調整がなされ、
アクチュエータ３４で登坂時か下降時かによりヘッドラ
イト上下方向制御を行い、ショックアブソーバ３５Ａ〜
３５Ｄにより悪路の程度により車高調整を行う。又、ア
クチュエータは図示していないが、後述するごとく車速
に応じて座高を調整する車速応動座高制御及び車速に応
じてタイヤ圧を調整する車速応動タイヤ圧制御を行うこ
ともできる。

【００２０】次にこのように構成された本実施の形態の
動作を説明する。回転センサー２Ａ〜２Ｄ及びクランク
各センサー４でそれぞれ車速及びエンジン回転速度を検
出して行う車輌環境判断手段のスタートの段階の動作は
図２を参照して前述し、回転センサー２Ａ〜２Ｄで車速
を検出し、アクチュエータ２２でハンドル操作量に対す
るステアリング角変化量のゲインを調整し、高速道路上
でのハンドル操作を容易にする運転支援制御は図３及び
図４を参照して前述し、傾斜センサー５及びハンドル操
作各センサー７でそれぞれ車体の傾斜度及びハンドルの
操作回数を検出し、ハンドル操作量に対するステアリン
グ変化量を最適制御する曲りの多い登坂山道での運転支
援制御は図５及び図６を参照して前述し、ギア位置セン
サー９でギア位置を検出し、ハンドル操作量に対するス
テアリング角度変化量及びアクセルペダル踏込量に対す
るスロットル開度変化量を最適制御する後進状態での運
転支援制御は図７〜図９を参照して前述し、傾斜センサ
ー５で車体の傾斜度を検出し、アクセルペダル踏込量に
対するスロットル開度変化量を最適制御する坂道の登坂
又は下降での運転支援制御は図１０及び図１１を参照し
て説明した。従って、以下にそれ以外の制御例を説明す
る。

【００２１】車が坂道を上る場合と下る場合とでは平坦
時と比べてブレーキペダル２９の踏込量に対するブレー
キの利き具合が異なり、上り坂では利き易くなり、下り
坂では利き難くなる。従って、傾斜センサー５で車体の
傾斜度を検出し、下り坂であるか上り坂であるかを判断
し、下り坂の場合には圧力増幅器２８のゲインを大きく
し、ブレーキペダルの踏込量に対するブレーキの利き具
合を強くし、制動し易くし、上り坂の場合には圧力増幅
器２８のゲインを小さくし、ブレーキペダルの踏込量に
対するブレーキの利き具合を弱くしてやる。

【００２２】又、回転センサー２Ａ〜２Ｄで検出したタ
イヤ回転速度と図示しない対地絶対車速計で検出した車
速からタイヤ１Ａ〜１Ｄのスリップ状態を監視したり、
デフレクションギア３６を介して後車輪のタイヤ１Ｂ，
１Ｄがシャフト３７により連動している場合は、ハンド
ル操作各センサー１１でハンドル操作各を検出し、直進
時のみにタイヤ１Ａ，１Ｃのスリップ率を検出すること
もできる。

【００２３】夜間走行時には、道路の状況によってヘッ
ドライト３２Ａ，３２Ｂを上下する必要があるが、特に
坂道では前方の認識を早くするのが事故を未然に防ぐの
に効果的である。従って、図１４に示すように、平坦時
（Ａ）に対して登坂時（Ｂ）にはヘッドライト３２Ａ，
３２Ｂを幾分上方を照らすように角度調整し、下降時に
は幾分下方を照らすように角度調整するのが望ましい。
このため、ヘッドライト３２Ａ，３２Ｂは一般的には固
定されているが、本実施の形態では上述したように連動
棒３３及びアクチュエータ３４により角度を変えられる
ようにし、傾斜センサー５により車体の傾斜度を検出し
て登坂時か下降時かを判断し、その判断結果に応じてア
クチュエータ３４によりヘッドライトの角度調整をし、
運転者の前方視野域を明確にする。

【００２４】更に、悪路では振動が激しく、車高が高い
方が運転がし易い。従って、車高センサー１２で車体の
上下加速度を検出し、上下加速度により悪路の程度を判
断し、上下振動が強くなると図１５及び図１６に示すよ
うにショックアブソーバ３５Ａ〜３５Ｄを駆動して車高
を高くするよう調整する。又、図１６に示すように、更
に車速も検出して同じ悪路の程度でも車速が早い方が車
高を高くし、より大きくなる振動に対応する。

【００２５】更に、車速が高まると視野が狭くなる傾向
があるので、これをカバーするために座席の高さを調節
する。即ち、回転センサー２Ａ〜２Ｃで車速を検出し、
車速が高くなると図示しない座高調節用のアクチュエー
タを駆動し、座席を高くして視界を確保する。

【００２６】又、運転者にとって、高速道路の走行、市
街地道路の走行でタイヤ圧を変える作業は煩わしいもの
となっている。これを回避するためは、車速に応じてタ
イヤ圧を自動制御することが好ましく、これを達成する
ため、図１７及び図１８に示すように、ホイールに装荷
されたタイヤ３０１の内面にメタルハイドライドの薄い
層３０２を貼り、適宜ヒータ３０３等で加熱してやれ
ば、メタルハイドライド３０２に含有されていた気体が
吐出され、タイヤ圧を増大することになる。このメタル
ハイドライド３０２の性質は周囲温度の変化に対して可
逆的に作動し、タイヤ自体の温度が低下するにしたがっ
て吐出した気体を吸収し、タイヤ圧を下げる作用を有す
る。従って、このように構成されたタイヤ３０１を用
い、回転センサー２Ａ〜２Ｄで車速を検出し、車速が高
くなるにしたがってヒータ３０３を加熱すれば、タイヤ
圧を高くすることができ、加熱を停止すれば、タイヤ圧
を下げることができる。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、車輌自身が車輌の周囲
環境を検出判断して運転を支援し、特に、車速に応じて
タイヤ圧を自動的に制御することが可能となる。

【００２８】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本概念を示す図である。

【図２】本発明の自動車運転支援装置における車輌環境
判断手段のスタートの段階の動作を説明するフローチャ
ートである。

【図３】運転支援制御の具体例を示すフローチャートで
ある。

【図４】運転支援制御例におけるハンドル操作角とステ
アリング角度との関係を示す図である。

【図５】運転支援制御の他の例を示すフローチャートで
ある。

【図６】運転支援制御例におけるハンドル操作角とステ
アリング角度との関係を示す図である。

【図７】運転支援制御の更に他の例を示す図である。

【図８】運転支援制御例におけるハンドル操作角とステ
アリング角度との関係を示す図である。

【図９】運転支援制御例におけるアクセルペダル踏込量
とスロットル開度との関係を示す図である。

【図１０】運転支援制御の更に他の例を示すフローチャ
ートである。

【図１１】運転支援制御例におけるアクセルペダル踏込
量とスロットル開度との関係を示す図である。

【図１２】本発明の一実施の形態による自動車運転支援
装置の全体構成を示す概略図である。

【図１３】自動車運転支援装置におけるコントローラの
構成及びコントローラと入力信号及び制御対象との関係
を示す図である。

【図１４】平坦時、登坂時、下降時におけるヘッドライ
トの角度位置を示す図である。

【図１５】平坦路及び悪路での車高をを示す図である。

【図１６】上下振動の程度と車高との関係を示す図であ
る。

【図１７】タイヤ圧を自動調整できるタイヤを備えた自
動車の概略図である。

【図１８】タイヤの構成を示す概略図である。

【符号の説明】

２０…コントローラ １０１…入力装置 １０２…補償付加手段 １０３…制御対象 １０４，１０５，１０６…検出手段 １０７…車輌環境判断手段 ３０１…タイヤ ３０２…メタルハイドライド ３０３…ヒーター

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御対象を制御する車輌制御装置を備え
   た自動車の運転支援装置において、 車輌の車速を検出する車速検出手段と、 タイヤのタイヤ圧を可変するタイヤ圧可変手段と、 上記車輌制御装置は、上記車速検出手段によって検出さ
   れた車速に応じて、上記タイヤ圧可変手段を制御して、
   車速が高くなると上記タイヤ圧を高くし、車速が低くな
   ると上記タイヤ圧を低くすることを特徴とする自動車運
   転支援装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の自動車運転支援装置にお
   いて、 上記タイヤ圧可変手段は、 周囲温度に応じて含有する気体を吐出・吸収する気体吐
   出吸収部材と、 この気体吐出吸収部材を加熱する加熱手段とから構成さ
   れることを特徴とする自動車運転支援装置。