車両用制御装置
【課題】前方の車両に接近した場合であっても違和感のない走行をおこなうことができる制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】走行中の自車両と前方の車両との車間距離に基づいて自車両のいずれかの動作機構を制御する車両用制御装置において、自車両の前方の車両に対する接近状態を検出する接近状態検出手段（ステップ１１）と、交通渋滞の発生状態を検出する渋滞検出手段（ステップ１２）と、自車両が前方の車両に接近していることを前記接近状態検出手段が検出し、かつ自車両が交通渋滞区間の中にあることもしくは自車両が交通渋滞区間に入ることを前記渋滞検出手段が検出したことに基づいて前記動作機構の制御内容を変更する渋滞制御実行手段（ステップ１４）とを備えている。
【解決手段】走行中の自車両と前方の車両との車間距離に基づいて自車両のいずれかの動作機構を制御する車両用制御装置において、自車両の前方の車両に対する接近状態を検出する接近状態検出手段（ステップ１１）と、交通渋滞の発生状態を検出する渋滞検出手段（ステップ１２）と、自車両が前方の車両に接近していることを前記接近状態検出手段が検出し、かつ自車両が交通渋滞区間の中にあることもしくは自車両が交通渋滞区間に入ることを前記渋滞検出手段が検出したことに基づいて前記動作機構の制御内容を変更する渋滞制御実行手段（ステップ１４）とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の周囲の状況に応じて変速機などの車両に装備されている動作機構を制御する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近では、車両に搭載されている原動機（エンジン）や変速機、操舵装置、懸架装置などの各種の動作機構が、多様に制御できるように構成されるばかりか、電気的に制御できるようになってきている。また、これと併せて、車両自体の各部の動作状態のみならず、自車両が走行している道路状況や目的地までの間の道路状況、施設、イベントなどの各種の情報を走行中にリアルタイムで取得できるようになってきている。
【０００３】
運転者の意図に即した快適な走行をおこなうためには、運転者の意図を的確に把握すると同時に、車両のおかれている状況に応じて各動作機構を制御する必要があるので、最近では、上述した各種の情報を車両の走行のための制御に反映させることがおこなわれている。その一例が、特許文献１に記載されている。
【０００４】
この公報に記載された発明は、いわゆる追従走行の際の制御に関するものであり、前方の車両との車間距離が基準とする距離よりも短くなった場合に警報を発する機能と、自動変速機とを備えた車両を対象とし、減速の意図が確認された時点のエンジンブレーキ力では前方の車両に追突する可能性がある場合に、自動変速機をダウンシフトさせるように構成されている。すなわち、減速の意図があるものの、エンジンブレーキ力が不足してその意図を充分に満たすことができないと判断される場合に、自動変速機の変速比を大きくしてエンジンブレーキ力を増大させるように構成したものである。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１１１２００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の従来の装置では、車間距離の減少時にエンジンブレーキ力が不足していることが判断された場合にダウンシフトすることとしているが、走行時に許容される車間距離は運転者の嗜好や走行の状況などによって異なるので、エンジンブレーキ力が不足していることが判断された場合に一律にダウンシフトを実行すると、ドライバビリティや乗り心地などが悪化する場合がある。これを具体的に説明すると、運転者の嗜好により車間距離を縮めて走行している場合や車間距離を電気的に検出しつつ前方車両に追従して走行する追従走行制御を実行している場合には、車間距離が短いことが認識されていても追突の可能性が殆どないが、その場合にも前記従来の装置によるダウンシフトを実行するとすれば、原動機（エンジン）の回転数が増大し、その結果、車両の騒音や振動（ノイズ・バイブレーション：ＮＶ）あるいは燃費が悪化する不都合を招く。
【０００７】
また、交通渋滞中では、車間距離を詰めるのが通常であり、その場合、上記従来の装置では、渋滞中での発進・停止を繰り返す際に、ブレーキ操作が遅れたり、過渡的にブレーキ力が不足すると、ダウンシフトが生じるが、前方車両に追従するためにその直後に加速すると、再度アップシフトが生じることになる。そのため、従来の装置によれば、渋滞中でのダウンシフトとアップシフト（例えば第１速と第２速との間の変速）が頻繁に生じ、これが原因となって乗り心地が悪化する可能性がある。
【０００８】
この発明は、上記の事情を背景としてなされものであり、車間距離に基づいて車両を制御するにあたり、車両の走行状況に適した制御を実行することのできる装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、走行中の自車両と前方の車両との車間距離に基づいて自車両のいずれかの動作機構を制御する車両用制御装置において、自車両の前方の車両に対する接近状態を検出する接近状態検出手段と、交通渋滞の発生状態を検出する渋滞検出手段と、自車両が前方の車両に接近していることを前記接近状態検出手段が検出し、かつ自車両が交通渋滞区間の中にあることもしくは自車両が交通渋滞区間に入ることを前記渋滞検出手段が検出したことに基づいて前記動作機構の制御内容を変更する渋滞制御実行手段とを備えていることを特徴とするものである。
【００１０】
そして、請求項２の発明は、走行中の自車両と前方の車両との車間距離に基づいて変速機を制御する車両用制御装置において、自車両の前方の車両に対する接近状態を検出する接近状態検出手段と、交通渋滞の発生状態を検出する渋滞検出手段と、自車両が前方の車両に接近していることを前記接近状態検出手段が検出し、かつ自車両が交通渋滞区間の中にあることもしくは自車両が交通渋滞区間に入ることを前記渋滞検出手段が検出したことに基づいて前記変速機の最低速比を設定することを規制する最低速比規制手段とを備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、自車両と前方の車両との車間距離が減少しただけの場合には、動作機構の制御内容を変更する条件が不成立であり、その場合、前記動作機構について従前の内容の制御が継続され、これに対して車間距離が減少することに加えて自車両が交通渋滞区間にあることもしくは交通渋滞区間に入ることが検出されると、動作機構の制御内容が車間距離の減少に応じた内容に変更されるので、車間距離の減少という特殊事情に対応した通常とは異なる制御を実行する期間が減少する。すなわち通常の制御を実行する期間が長くなるので、走行中の違和感を可及的に減少させることができる。また、交通渋滞に巻き込まれた状態では、車間距離を詰めた走行を継続することになるが、車両の制御状態が短い車間距離での走行に適したものとなるので、違和感を可及的に抑制できる。
【００１２】
そして、請求項２の発明によれば、自車両と前方の車両との車間距離が減少しただけの場合には、最低速比を規制する条件が不成立であり、その場合、前記変速機について従前の内容の制御すなわち通常の制御が継続され、これに対して車間距離が減少することに加えて自車両が交通渋滞区間にあることもしくは交通渋滞区間に入ることが検出されると、変速機で最低速比を設定することが規制されるので、車間距離の減少という特殊事情に対応した通常とは異なる最低速比を規制した制御を実行する期間が減少する。すなわち通常の制御を実行する期間が長くなるので、走行中の違和感を可及的に減少させることができる。また、交通渋滞に巻き込まれた状態では、車間距離を詰めた状態での減速・加速の繰り返しの際にダウンシフトとアップシフトとが繰り返し生じることが防止され、その結果、ドライバビリティを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
つぎにこの発明を図に示す具体例に基づいて説明する。先ず、この発明の基本的な構成について説明すると、この発明で対象とする車両１は、図４に模式的に示すように、電気的に制御することのできる各種の動作機構を備えた車両であり、その動作機構を例示すれば、内燃機関やモータなどの原動機２、変速機３、サスペンション４などである。これらの動作機構を制御するための制御データとして、自車両１の走行状態のみならず走行中の周囲の状況を取り入れるようになっている。
【００１４】
ここで自車両１の走行状態に関する制御データとしては、車速、加減速度、スロットル開度、アクセル開度、アイドルスイッチのオン・オフ、原動機２の回転数（エンジン回転数）、変速段、舵角、ブレーキスイッチのオン・オフ、変速機３の変速パターン、原動機２の冷却水温度、変速機３の油温などである。これらの自車両１の走行状態に関する制御データを検出する手段は、従来一般の車両に搭載されている各種のセンサであってよい。
【００１５】
また、走行中の自車両１の周囲の状況に関する制御データは、自車両１の地図上での位置、自車両１が現在走行している道路および前方の道路の勾配や旋回半径などの道路情報、交通渋滞の有無あるいは程度の情報、目的地までの距離、自車両１の前方にある車両との車間距離、その車間距離の変化の程度などである。
【００１６】
自車両１の走行している道路や前方の道路に関する情報を得る手段は、例えばナビゲーションシステム５である。このナビゲーションシステム５は、ＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）や地磁気センサあるいはジャイロセンサを使用した自律航法により、電子化された地図上に自車両１の位置を示して目的地まで案内するシステムと、地上に設置されたビーコンやサインポストなどから交通渋滞情報を含む各種の道路情報や施設に関する情報を得る各種の道路交通情報システムを含む。さらに、自車両１と前方の車両との車間距離に関する情報を得るための手段としては、レーダークルーズシステム６を採用することができる。これは、赤外線やミリ波などの電磁波を前方に照射し、前方車両から反射された電磁波を受信して距離および相対速度を検出するように構成されている。
【００１７】
これらのナビゲーションシステム５やレーダークルーズシステム６によって得られた自車両１の周囲の情報が前記各動作機構を制御する制御装置に入力される。例えばエンジン用電子制御装置（Ｅ−ＥＣＵ）７や変速機用電子制御装置（Ｔ−ＥＣＵ）８などとナビゲーションシステム５およびレーダークルーズシステム６との間でデータを相互に送信するように構成されている。
【００１８】
ここで、上記のナビゲーションシステム５についてさらに説明すると、図５に示すように、このナビゲーションシステム５は、光ディスクや磁気ディスクなどの情報記録媒体９が装填され、情報記録媒体９に記憶されている情報を読み取るプレーヤー１０と、プレーヤー１０により読み取られた情報を二次元や三次元で画像表示するための表示部１１とを備えている。
【００１９】
また、ナビゲーションシステム５は、車両の現在位置や道路状況を検出するための第１位置検出部１２および第２位置検出部１３と、道路状況を音声により運転者に知らせるスピーカ１４とを備えている。上記表示部１１は、室内のインストルメントパネルやグローブボックスの側方などに設けられた液晶ディスプレイ、ＣＲＴなどの他、フロントウィンドの視界に影響のない箇所に設けられた画像投影部などを用いることが可能である。
【００２０】
そして、これらプレーヤー１０と、表示部１１と、第１位置検出部１２および第２位置検出部１３と、スピーカ１４とは、電子制御装置１５により制御される。この電子制御装置１５は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）および記憶装置（ＲＡＭ、ＲＯＭ）並びに入出力インターフェースを主体とするマイクロコンピュータにより構成されている。
【００２１】
前記情報記録媒体９には車両の走行に必要な情報、例えば地図、地名、道路、道路周辺の主要建築物などが記憶されているとともに、道路の具体的な状況、例えば直線路やカーブあるいは登坂、降坂、普通道路、高速道路、未舗装道、砂利道、砂漠、河川敷、林道、農道、低摩擦係数路などが記憶されている。
【００２２】
また、第１位置検出部１２は、車両の走行する方位を検出する地磁気センサ１６、車速センサ１７、ステアリングホイールの操舵角を検出するステアリングセンサ１８、車両と周囲の物体との距離を検出する距離センサ１９、加速度センサ２０などを備えている。さらに、第２位置検出部１３は、人工衛星２１からの電波を受信するＧＰＳアンテナ２２と、ＧＰＳアンテナ２２に接続されたアンプ２３と、アンプ２３に接続されたＧＰＳ受信機２４とを備えている。
【００２３】
この第２位置検出部１３は、路側、信号機、交差点の路面などに設置され、かつ、物体検知およびその伝達を行う地上検出システムや、道路情報を出力するビーコンまたはサインポストや、ＶＩＣＳ（ビークル・インフォメーション＆コミュニケーション・システム）、ＳＳＶＳ（スーパー・スマート・ビークル・システム）などの地上設置情報伝達システム２５から発信される電波を受信するアンテナ２６と、アンテナ２６に接続されたアンプ２７と、アンプ２７に接続された地上情報受信機２８とを備えている。
【００２４】
上記第１位置検出部１２および第２位置検出部１３により、現在位置の検出と走行予定道路に存在する走行阻害状態、例えば渋滞、工事中、積雪、土砂崩れ、河川の増水、通行止め、落石、倒木、交差点での停止車両、人や動物の存在などの検出とが可能である。
【００２５】
なお、上記車両の制御装置は、走行中の安全性を向上するために、ＡＳＶ（アドバンスドセーフティビークル）機能、例えば、車両が周囲の物体に接近した場合にシートを振動させることで運転者に知らせる機能や、車両が周囲の物体に接触した場合にエアバッグを展開させる機能などを付加することも可能である。
【００２６】
さらに、レーダークルーズシステム６について説明すると、図６に示すように、このレーダークルーズシステム６は、レーダーセンサ２９とディスタンスコントロールコンピュータ３０とを主体として構成されている。このレーダーセンサ２９は、赤外線レーザーなどの電磁波を発振する発振器および受信器ならびにマイクロコンピュータなどからなるものであって、発振器から照射した電磁波が前方の車両の車体もしくはリフレクターなどに反射し、その反射波が受信器で受信されるまでの時間および入射角度をマイクロコンピュータで演算し、自車両１の走行線上の前方車両の有無、前方の車両との車間距離、相対速度などのデータをディスタンスコントロールコンピュータ３０に出力するように構成されている。また、ディスタンスコントロールコンピュータ３０は、主として追従走行に関する制御をおこなうものであって、レーダーセンサ２９から入力された車間距離や相対速度などのデータに基づいて目標加速度、ダウンシフト、接近警報ブザーなどの要求信号をエンジン用電子制御装置７に出力するように構成されている。
【００２７】
なお、エンジン用電子制御装置７は、これらの要求信号に基づいて原動機２の出力を制御する電子スロットルバルブ（図示せず）や変速機用電子制御装置８あるいはスキッドコントロールコンピュータ３１に指令信号を出力するようになっている。このスキッドコントロールコンピュータ３１には接近警報ブザー３２が接続されている。
【００２８】
また一方、自車両１に搭載されている変速機３は変速比を電気的に制御することのできる有段式あるいは無段式の自動変速機であって、変速機用電子制御装置８からの変速指令信号に基づいて変速比を大小に変更するように構成されている。また、ロックアップクラッチを内蔵したトルクコンバータ（図示せず）を有する変速機３である場合には、そのロックアップクラッチの係合・解放ならびにスリップ状態を変速機用電子制御装置８からの指令信号によって制御するように構成されている。
【００２９】
さらにまた、電子スロットルバルブを有する原動機２が搭載されている場合には、アクセル開度に対する電子スロットルバルブの開度特性を、エンジン用電子制御装置７からの指令信号によって適宜に設定することができるように構成されている。
【００３０】
制御系統が上記のように構成された制御装置は、自車両１と前方の車両との車間距離および走行の状況に基づいて以下のように制御を実行する。図１はその一例を示しており、先ずステップ１では、前方の車両に対する接近の状態が判定される。この接近の状態の判定は一例として、前記レーダークルーズシステム６によって検出された前方車両との車間距離と予め定めた所定値とを比較することによりおこなうことができる。これに替えて、車間距離の短縮率が予め定めた所定値以上であることを判定することとしてもよい。
【００３１】
検出された車間距離が判定の基準となる所定値より小さい場合には、定常走行中か否かが判定される（ステップ２）。この定常走行とは、自車両１の走行状態の変化が少ない走行を意味し、したがって予め決めた時間あるいは走行距離の間におけるスロットル開度および／または車速の変化量や変化率が、判断基準として設定した値以下の場合に、定常走行中であることが判定される。したがって、反対に、ある程度以上の加速度や減速度が生じた場合には、定常走行ではないことが判定される。
【００３２】
ステップ２で定常走行中ではないことが判定された場合には、自車両１が前方の車両に接近し、かつその状態で走行状態が変化させられていることになるので、動作機構の制御内容が、その状態に適合した内容に変更される。その一例として、前記変速機３が第５速を最高速段とした自動変速機の場合、第４速から第５速へのアップシフトが禁止される（ステップ３）。言い換えれば、最高速比を設定することが規制される。したがって第４速以下の変速段もしくは最高変速比より低速側の変速比が設定されている場合には、車速の増大やアクセル開度の低下などがあっても、第５速あるいは最高変速比が設定されることはない。このようにして中低速側の変速比に維持されることにより、アクセル操作に機敏に反応する車両の走行制御すなわちアクセル操作に対する応答性の良好な走行をおこない、人為的に車間距離を設定する際にはその操作性が良好になる。なお、このステップ３の制御を実行する場合、実際の車速を検出し、その検出した車速に応じて制御の実行のタイミングを変更してもよい。
【００３３】
ついで、ブレーキ・オフからオンに切り替わった否かが判定される（ステップ４）。これは、制動操作の有無の判定であり、ブレーキスイッチもしくはストップランプスイッチがオン信号を出力することにより判定することができる。なお、このステップ４は、車速を低下させる操作の有無、すなわち運転者の減速の意図を判定するためのものであり、したがってアクセル開度（アクセルペダルの踏み込み角度）の減少速度あるいは減少率が所定値以上であり、かつアクセル開度がゼロになったことを判定するステップに変更してもよい。
【００３４】
制動操作がおこなわれていないことによりステップ４の判定結果が否定的であれば、直ちにリターンし、また制動操作がおこなわれたことによってステップ４の判定結果が肯定的であれば、第５速から第４速へのダウンシフトを実行する（ステップ５）。エンジンブレーキ力を増大させて運転者の減速の意図に沿う車両の挙動とするためである。
【００３５】
一方、車間距離が短くなっていても定常走行がおこなわれていることによりステップ２で肯定的に判定された場合には、最高速比である第５速を設定することのできる通常の制御内容に復帰する（ステップ６）。例えば前述したディスタンスコントロールコンピュータ３０が接近警報ブザーの要求信号を出力しても、それに気付いて定常走行をおこなっている場合があり、その場合は、車間距離が短縮していることを運転者が許容し、その時点の走行状態を維持していると考えられるので、通常の変速制御内容である最高速比である第５速を設定可能にする。なお、車間距離が充分大きいことによりステップ１で否定的に判定された場合には、いわゆる接近制御を実行する必要がないので、ステップ６に進む。
【００３６】
したがってこの図１に示す制御によれば、車間距離が短くなった状態で前方の車両に追従して走行する場合、最高速比が規制されてアクセル操作に対する車速の応答性（制御性）が良好になるので、加減速の多い車両の流れの中でのドライバビリティが向上する。また、車間距離が短い場合であっても定常走行がおこなわれていれば、最高速比が許可されて高速走行時の原動機（エンジン）２の回転数が低下させられるので、騒音や振動が抑制され、また燃費が向上する。
【００３７】
ところで、上述した制御系統を備えた車両を対象とするこの発明の制御装置では、自車両１の走行路中での位置および道路の勾配などの道路の構造のみならず、交通渋滞などの道路状況をも情報として入手し、動作機構の制御に利用される。その例を図２に示してある。
【００３８】
図２において、先ず、前方の車両に対する接近の状態が判定される（ステップ１１）。このステップ１１の判定は、上述した図１におけるステップ１での判定と同様にしておこなうことができ、一例として前記レーダークルーズシステム６によって検出された前方車両との車間距離と予め定めた所定値とを比較することによりおこなうことができる。これに替えて、車間距離の短縮率が予め定めた所定値以上であることを判定することとしてもよい。
【００３９】
このステップ１１で肯定的に判定された場合、すなわち前方の車両に対して接近している場合には、自車両１が位置している近辺の道路状況が判定される（ステップ１２）。その判定内容の例を示すと、自車両１が高速道路の本線上を走行していること、車速が予め定めた所定値より低車速であること、自車両１が交通渋滞区間にいることである。これらの判定内容のうち自車両１の現在位置が高速道路の本線上であることの判定は、前述したナビゲーションシステム５で検出した自車両１の電子地図上の位置によって判定することができる。また、車速は、車両に搭載している車速センサによって判定することができる。さらに、交通渋滞区間は、ナビゲーションシステム５で受信した交通情報に基づいて判定することができる。
【００４０】
このステップ１２における全ての内容について肯定的に判定された場合には、現在設定されている変速段が第１速以外の変速段であること（最低速比以外の変速比であること）が判定される（ステップ１３）。このステップ１３の判定は、変速機用電子制御装置８が出力している変速比指令信号に基づいて判定することができる。このステップ１３で肯定的に判定された場合には、スロットルバルブの全閉時に最低速比に変速することを禁止する（ステップ１４）。
【００４１】
すなわちステップ１２で肯定的に判定された場合には、自車両１が高速道路で発生している交通渋滞の中にいること、もしくはその交通渋滞に入ろうとしている状態にあり、かつそのために車速が低車速になっているのであるから、変速機３の制御内容を、交通渋滞に適した制御内容に変更する。その変更された制御内容が、最低速比の禁止であり、こうすることにより交通渋滞中での停止時もしくはそれに近い走行状態においても第１速が設定されることがなく、そのため、交通渋滞の中での発進・停止の都度、アップシフトおよびダウンシフトが生じることが回避される。言い換えれば、最低速比とそれより高速側の変速比との間の変速が頻繁に生じるビジーシフトが回避されるので、乗り心地やドライバビリティの悪化が防止される。
【００４２】
なお、ステップ１３で否定的に判定された場合には、既に最低速比が設定されていることになり、その場合はリターンする。また、車間距離が所定値以上であることによりステップ１１で否定的に判定された場合、およびステップ１２におけるいずれかの判定内容についての結果が否定的であることによりステップ１２で否定的に判定された場合には、車速が予め定めた所定値以上か否かが判定される（ステップ１５）。
【００４３】
このステップ１５で否定的に判定されれば、未だ交通渋滞の中にあって発進・停止を伴う低速走行状態にあることになるので、その場合はリターンしてステップ１４の制御を継続する。これとは反対に車速が所定値以上であることによりステップ１５で肯定的に判定された場合には、最低速比である第１速を許可し、交通渋滞に伴う制御を終了して通常制御に復帰する（ステップ１６）。すなわちある程度以上の車速で走行することができるのであれば、発進・停止が繰り返される道路状況あるいは走行状態にないことになり、これは、通常の走行状態であるから、いわゆる接近制御もしくは渋滞制御を終了する。
【００４４】
したがって図２に示す制御によれば、前方の車両との車間距離が短くなることに加えて、交通渋滞に伴う低車速状態が検出されることにより、最低速比を禁止するなどの特殊制御が実行される。そのため、車両の制御状態が交通渋滞に適合した状態になるので、ドライバビリティが向上する。それとは反対に車間距離が短くなっただけでは、通常の制御が継続されるので、運転者の意図に適合しない制御状態になるなどのことが回避されて違和感のない走行をおこなうことができる。
【００４５】
上述した図１に示す制御あるいは図２に示す制御では、前方車両との車間距離が予め定めた所定値より短くなること、すなわち車間距離が制御開始のためのしきい値を超えることにより、最高速比の禁止や渋滞区間での最低速比の禁止などの制御内容の変更をおこなう。したがってその所定値（判断のためのしきい値）が、制御内容の変更のタイミングあるいは変更のし易さを決めることになるが、制御内容の変更に伴う走行状態の変化が搭乗者（もしくは運転者）の意図とは異なる場合がある。このような場合、制御内容の変更のタイミングを、制御内容の変更後の運転状態の変化に応じて修正することが好ましい。図３に示す制御例は、このような要請を満たすための学習制御の例である。
【００４６】
図３において、先ず、ステップ２１では前方車間距離Ｄがしきい値Ｄ54より短いことにより第４速から第５速へのアップシフトが禁止されているか否かが判断される。これは、前述した図１に示すステップ３が実行されているか否かの判断であり、したがって図１のステップ３の実行に伴って所定の制御フラグを例えばオン状態とし、その制御フラグに基づいて判断することができる。
【００４７】
このステップ２１で肯定的に判断された場合には、実際の車間距離Ｄが、第４速から第５速（最高速比）へのアップシフトを禁止する車間距離しきい値Ｄ54より短くなり、かつその差（Ｄ54−Ｄ）が予め定めた基準値Ｄgより小さいか否かが判断される（ステップ２２）。すなわち前方車両にある程度接近して第５速の禁止などの制御内容の変更が開始された後の比較的短期間内であるか否か、言い換えれば前方車両に接近しているものの未だある程度の距離が前方車両との間にある状態か否かが判断される。車間距離がこの基準値Ｄgにまで短縮する間に、以下に述べる学習制御を実行するので、結局、この基準値Ｄgによって定まる期間が、学習期間と言うことができる。
【００４８】
ステップ２１で否定的に判断された場合には、フラグＦLAGをオフに設定（ステップ２３）した後にリターンする。このフラグＦLAGは、後述する学習制御が実施された場合にオンに設定されるフラグであり、ステップ２２で否定的に判断されれば、学習期間ではないことになるので、このステップ２３でフラグＦLAGがオフに設定される。
【００４９】
これに対してステップ２２で肯定的に判断された場合には、フラグＦLAGがオンか否かが判断される（ステップ２４）。フラグＦLAGがオンであってステップ２４で肯定的に判断されれば、学習制御が既に実施されていることになるので、特に制御をおこなうことなくリターンする。また否定的に判断されれば、学習期間で未だ学習制御が実施されていないことになるので、運転状態の判断を含む学習制御に進む。
【００５０】
すなわちステップ２４で否定的に判断された場合には、運転状態の変化の一例として制動操作がおこなわれたか否かが判断される（ステップ２５）。これは、具体的には、ブレーキスイッチがオフからオンに切り替わったか否かによって判断することができる。このステップ２５で肯定的に判断される状況は、前方車間距離Ｄがしきい値Ｄ54より短くなって第４速へのダウンシフトとそれに伴う減速とが生じ、かつその直後の学習期間（所定値Ｄgによって定まる期間）に制動操作された状況である。
【００５１】
したがって、その制動操作である運転状態の変化は、第５速の禁止によるエンジンブレーキによる減速が不充分であること、すなわち第５速の禁止制御の制御内容を更に促進する運転状態の変化を意味していると見なすことができる。なお、減速制御は、エンジンブレーキの効く更に低速側の変速段への手動によるシフトによっておこなうこともでき、したがってステップ２５の判断に替え、あるいはこれに加えてマニュアルダウンシフトの有無を判断してもよい。
【００５２】
したがってステップ２５で肯定的に判断された場合には、第５速へのアップシフトを禁止してエンジンブレーキを効かせるという制御内容の変更の不足を是正するための学習制御を実行する。具体的には、従前のしきい値Ｄ54に所定の値ΔＤ54を加算することにより、次回以降のしきい値Ｄ54を長くし（Ｄ54←Ｄ54＋ΔＤ54）、同時にこの学習制御を実行したことを示すためにフラグＦLAGをオンにする（ステップ２６）。
【００５３】
この学習制御の結果、新たに設定されたしきい値Ｄ54によれば、それ以前よりも前方車両から離れている時点で第５速へのアップシフトの禁止などの制御内容の変更が実施されるので、エンジンブレーキの効くタイミングが早くなって、前回、制動操作をおこなった運転者の意図に即した制御を実現可能になる。したがってステップ２６では制御の内容の変更のタイミングを学習していることになり、上記の例では、制御内容の変更を実行しやすくなる。
【００５４】
一方、制動操作がおこなわれないことによりステップ２５が否定的に判断された場合には、運転状態の変化の他の例として加速操作がおこなわれたか否かが判断される（ステップ２７）。具体的にはアクセルペダル（図示せず）が踏み込まれてアクセル・オンとなったか否かが判断される。このステップ２７で否定的に判断された場合には、その時点の走行状態が搭乗者にとって許容できるものであることになるので、特に制御をおこなうことなくリータンする。
【００５５】
これに対してステップ２７で肯定的に判断された場合には、搭乗者にとっては、第５速へのアップシフトが禁止されてエンジンブレーキが効いている状態は過剰に制動している状態であって、受容できない走行状態であり、その結果、加速するためにアクセルペダルが踏み込まれた状態である。したがって、その加速操作である運転状態の変化は、第５速の禁止によるエンジンブレーキによる減速が過剰な制動であること、すなわち第５速の禁止制御の制御内容を抑制する運転状態の変化を意味していると見なすことができる。なお、エンジンブレーキによる減速状態を抑制もしくは解消する制御は、第５速へのアップシフトを禁止する制御を手動によって解除するとともに手動操作によってアップシフトすることによっても実行でき、したがってステップ２７の判断に替え、もしくはこれに加えてマニュアルアップシフトの有無を判断してもよい。
【００５６】
したがってステップ２７で肯定的に判断された場合には、第５速へのアップシフトを禁止してエンジンブレーキを効かせるという制御内容の変更の過剰を是正するための学習制御を実行する。具体的には、従前のしきい値Ｄ54から所定の値ΔＤ54を減算することにより、次回以降のしきい値Ｄ54を短くし（Ｄ54←Ｄ54−ΔＤ54）、同時にこの学習制御を実行したことを示すためにフラグＦLAGをオンにする（ステップ２８）。
【００５７】
この学習制御の結果、新たに設定されたしきい値Ｄ54によれば、それ以前よりも前方車両に接近した時点で第５速へのアップシフトの禁止などの制御内容の変更が実施されるので、エンジンブレーキの効くタイミングが遅くなって、前回、加速操作をおこなった運転者の意図に即した制御を実現可能になる。したがってステップ２８では制御の内容の変更のタイミングを学習していることになり、上記の例では、制御内容の変更を実行しにくくなる。
【００５８】
なお、ステップ２１で否定的に判断された場合には、前述した学習期間ではないことになるので、ステップ２３に進んでフラグＦLAGがオフに設定される。
【００５９】
また、上記のしきい値Ｄ54の変更幅を決める前記の所定値ΔＤ54は、車速ごとにマップ化して予め設定した値や、減速度（車速の変化率）に応じて予め設定した値などを採用することができ、必ずしも一定値である必要はない。
【００６０】
ここで、この発明と上述した具体例との関係を説明すると、図２におけるステップ１１の機能が、請求項１および２における接近状態検出手段に相当し、またステップ１２の機能が、請求項１および２における渋滞検出手段に相当し、さらにステップ１４の機能が請求項１における渋滞制御実行手段および請求項２における最低速比規制手段に相当する。
【００６１】
なお、上述した図１ないし図３に示す制御例では、変速機３の制御内容を車間距離および走行状態もしくは自車両１の周囲の状態に基づいて変更する例を示したが、この発明は、上記の例に限定されないのであって、原動機２やサスペンション４などの動作機構を対象としてその制御内容を変更するように構成してもよい。例えば原動機２が電子スロットルバルブを備えた内燃機関であれば、その電子スロットルバルブの制御特性を、車間距離および走行状態もしくは周囲の状況に基づいて変更するように構成することもできる。また原動機２が、内燃機関と電動機とを動力源とするハイブリッド機構であれば、その出力の形態を変更するようにしてもよい。ここで出力の形態とは、内燃機関のみで動力を出力する形態、電動機のみで動力を出力する形態、内燃機関と電動機との両方で動力を出力する形態に加え、内燃機関を電動機でアシストして出力すると同時に、そのアシストの程度を変更する形態を含む。さらに、サスペンション４を制御対象とする場合には、その振動減衰特性を変更したり、あるいは車高を変更することとすればよい。さらにこの発明における学習手段は、要は、制御内容の変更のし易さを学習するものであればよく、上述した制御内容の変更のタイミングに限定されない。
【００６２】
さらに、図２に示す制御例では、第１速あるいは最低速段を禁止することとしたが、これに替えて、第２速を禁止して第１速と第３速との間で変速を生じさせるようにしてもよい。このような制御内容に変更すれば、車速がわずか上昇しただけではアップシフトが生じないので、交通渋滞の中で発進・停止を繰り返しても変速の頻度が低下し、いわゆるビジーシフトを防止できる。なお、その場合、第１速を設定する期間が長くなるので、それに伴う不都合を回避する制御を併せて実行してもよい。すなわち路面摩擦係数の小さいいわゆる低μ路では、駆動トルクを低くしてスリップを防ぐことが好ましいので、低μ路でないことが検出された場合にのみ、第２速を禁止する制御を実行することとすればよい。これとは反対に登降坂路では駆動力およびエンジンブレーキ力が要求されるので、登降坂路が検出された場合には、第１速を多用できるように、第２速を禁止する制御内容とすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】この発明による制御装置で実行可能な制御例を説明するためのフローチャートである。
【図２】この発明による制御装置で実行される制御例を説明するためのフローチャートである。
【図３】この発明による制御装置で実行可能な他の制御例を説明するためのフローチャートである。
【図４】この発明に係る制御装置の全体的な制御系統を模式的に示す図である。
【図５】そのナビゲーションシステムの一例を模式的に示すブロック図である。
【図６】そのレーダークルーズシステムの一例を模式的に示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６４】
１…自車両、 ２…原動機、 ３…変速機、 ４…サスペンション、 ５…ナビゲーションシステム、 ６…レーダークルーズシステム、 ７…エンジン用電子制御装置、 ８…変速機用電子制御装置。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の周囲の状況に応じて変速機などの車両に装備されている動作機構を制御する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近では、車両に搭載されている原動機（エンジン）や変速機、操舵装置、懸架装置などの各種の動作機構が、多様に制御できるように構成されるばかりか、電気的に制御できるようになってきている。また、これと併せて、車両自体の各部の動作状態のみならず、自車両が走行している道路状況や目的地までの間の道路状況、施設、イベントなどの各種の情報を走行中にリアルタイムで取得できるようになってきている。
【０００３】
運転者の意図に即した快適な走行をおこなうためには、運転者の意図を的確に把握すると同時に、車両のおかれている状況に応じて各動作機構を制御する必要があるので、最近では、上述した各種の情報を車両の走行のための制御に反映させることがおこなわれている。その一例が、特許文献１に記載されている。
【０００４】
この公報に記載された発明は、いわゆる追従走行の際の制御に関するものであり、前方の車両との車間距離が基準とする距離よりも短くなった場合に警報を発する機能と、自動変速機とを備えた車両を対象とし、減速の意図が確認された時点のエンジンブレーキ力では前方の車両に追突する可能性がある場合に、自動変速機をダウンシフトさせるように構成されている。すなわち、減速の意図があるものの、エンジンブレーキ力が不足してその意図を充分に満たすことができないと判断される場合に、自動変速機の変速比を大きくしてエンジンブレーキ力を増大させるように構成したものである。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１１１２００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の従来の装置では、車間距離の減少時にエンジンブレーキ力が不足していることが判断された場合にダウンシフトすることとしているが、走行時に許容される車間距離は運転者の嗜好や走行の状況などによって異なるので、エンジンブレーキ力が不足していることが判断された場合に一律にダウンシフトを実行すると、ドライバビリティや乗り心地などが悪化する場合がある。これを具体的に説明すると、運転者の嗜好により車間距離を縮めて走行している場合や車間距離を電気的に検出しつつ前方車両に追従して走行する追従走行制御を実行している場合には、車間距離が短いことが認識されていても追突の可能性が殆どないが、その場合にも前記従来の装置によるダウンシフトを実行するとすれば、原動機（エンジン）の回転数が増大し、その結果、車両の騒音や振動（ノイズ・バイブレーション：ＮＶ）あるいは燃費が悪化する不都合を招く。
【０００７】
また、交通渋滞中では、車間距離を詰めるのが通常であり、その場合、上記従来の装置では、渋滞中での発進・停止を繰り返す際に、ブレーキ操作が遅れたり、過渡的にブレーキ力が不足すると、ダウンシフトが生じるが、前方車両に追従するためにその直後に加速すると、再度アップシフトが生じることになる。そのため、従来の装置によれば、渋滞中でのダウンシフトとアップシフト（例えば第１速と第２速との間の変速）が頻繁に生じ、これが原因となって乗り心地が悪化する可能性がある。
【０００８】
この発明は、上記の事情を背景としてなされものであり、車間距離に基づいて車両を制御するにあたり、車両の走行状況に適した制御を実行することのできる装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、走行中の自車両と前方の車両との車間距離に基づいて自車両のいずれかの動作機構を制御する車両用制御装置において、自車両の前方の車両に対する接近状態を検出する接近状態検出手段と、交通渋滞の発生状態を検出する渋滞検出手段と、自車両が前方の車両に接近していることを前記接近状態検出手段が検出し、かつ自車両が交通渋滞区間の中にあることもしくは自車両が交通渋滞区間に入ることを前記渋滞検出手段が検出したことに基づいて前記動作機構の制御内容を変更する渋滞制御実行手段とを備えていることを特徴とするものである。
【００１０】
そして、請求項２の発明は、走行中の自車両と前方の車両との車間距離に基づいて変速機を制御する車両用制御装置において、自車両の前方の車両に対する接近状態を検出する接近状態検出手段と、交通渋滞の発生状態を検出する渋滞検出手段と、自車両が前方の車両に接近していることを前記接近状態検出手段が検出し、かつ自車両が交通渋滞区間の中にあることもしくは自車両が交通渋滞区間に入ることを前記渋滞検出手段が検出したことに基づいて前記変速機の最低速比を設定することを規制する最低速比規制手段とを備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、自車両と前方の車両との車間距離が減少しただけの場合には、動作機構の制御内容を変更する条件が不成立であり、その場合、前記動作機構について従前の内容の制御が継続され、これに対して車間距離が減少することに加えて自車両が交通渋滞区間にあることもしくは交通渋滞区間に入ることが検出されると、動作機構の制御内容が車間距離の減少に応じた内容に変更されるので、車間距離の減少という特殊事情に対応した通常とは異なる制御を実行する期間が減少する。すなわち通常の制御を実行する期間が長くなるので、走行中の違和感を可及的に減少させることができる。また、交通渋滞に巻き込まれた状態では、車間距離を詰めた走行を継続することになるが、車両の制御状態が短い車間距離での走行に適したものとなるので、違和感を可及的に抑制できる。
【００１２】
そして、請求項２の発明によれば、自車両と前方の車両との車間距離が減少しただけの場合には、最低速比を規制する条件が不成立であり、その場合、前記変速機について従前の内容の制御すなわち通常の制御が継続され、これに対して車間距離が減少することに加えて自車両が交通渋滞区間にあることもしくは交通渋滞区間に入ることが検出されると、変速機で最低速比を設定することが規制されるので、車間距離の減少という特殊事情に対応した通常とは異なる最低速比を規制した制御を実行する期間が減少する。すなわち通常の制御を実行する期間が長くなるので、走行中の違和感を可及的に減少させることができる。また、交通渋滞に巻き込まれた状態では、車間距離を詰めた状態での減速・加速の繰り返しの際にダウンシフトとアップシフトとが繰り返し生じることが防止され、その結果、ドライバビリティを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
つぎにこの発明を図に示す具体例に基づいて説明する。先ず、この発明の基本的な構成について説明すると、この発明で対象とする車両１は、図４に模式的に示すように、電気的に制御することのできる各種の動作機構を備えた車両であり、その動作機構を例示すれば、内燃機関やモータなどの原動機２、変速機３、サスペンション４などである。これらの動作機構を制御するための制御データとして、自車両１の走行状態のみならず走行中の周囲の状況を取り入れるようになっている。
【００１４】
ここで自車両１の走行状態に関する制御データとしては、車速、加減速度、スロットル開度、アクセル開度、アイドルスイッチのオン・オフ、原動機２の回転数（エンジン回転数）、変速段、舵角、ブレーキスイッチのオン・オフ、変速機３の変速パターン、原動機２の冷却水温度、変速機３の油温などである。これらの自車両１の走行状態に関する制御データを検出する手段は、従来一般の車両に搭載されている各種のセンサであってよい。
【００１５】
また、走行中の自車両１の周囲の状況に関する制御データは、自車両１の地図上での位置、自車両１が現在走行している道路および前方の道路の勾配や旋回半径などの道路情報、交通渋滞の有無あるいは程度の情報、目的地までの距離、自車両１の前方にある車両との車間距離、その車間距離の変化の程度などである。
【００１６】
自車両１の走行している道路や前方の道路に関する情報を得る手段は、例えばナビゲーションシステム５である。このナビゲーションシステム５は、ＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）や地磁気センサあるいはジャイロセンサを使用した自律航法により、電子化された地図上に自車両１の位置を示して目的地まで案内するシステムと、地上に設置されたビーコンやサインポストなどから交通渋滞情報を含む各種の道路情報や施設に関する情報を得る各種の道路交通情報システムを含む。さらに、自車両１と前方の車両との車間距離に関する情報を得るための手段としては、レーダークルーズシステム６を採用することができる。これは、赤外線やミリ波などの電磁波を前方に照射し、前方車両から反射された電磁波を受信して距離および相対速度を検出するように構成されている。
【００１７】
これらのナビゲーションシステム５やレーダークルーズシステム６によって得られた自車両１の周囲の情報が前記各動作機構を制御する制御装置に入力される。例えばエンジン用電子制御装置（Ｅ−ＥＣＵ）７や変速機用電子制御装置（Ｔ−ＥＣＵ）８などとナビゲーションシステム５およびレーダークルーズシステム６との間でデータを相互に送信するように構成されている。
【００１８】
ここで、上記のナビゲーションシステム５についてさらに説明すると、図５に示すように、このナビゲーションシステム５は、光ディスクや磁気ディスクなどの情報記録媒体９が装填され、情報記録媒体９に記憶されている情報を読み取るプレーヤー１０と、プレーヤー１０により読み取られた情報を二次元や三次元で画像表示するための表示部１１とを備えている。
【００１９】
また、ナビゲーションシステム５は、車両の現在位置や道路状況を検出するための第１位置検出部１２および第２位置検出部１３と、道路状況を音声により運転者に知らせるスピーカ１４とを備えている。上記表示部１１は、室内のインストルメントパネルやグローブボックスの側方などに設けられた液晶ディスプレイ、ＣＲＴなどの他、フロントウィンドの視界に影響のない箇所に設けられた画像投影部などを用いることが可能である。
【００２０】
そして、これらプレーヤー１０と、表示部１１と、第１位置検出部１２および第２位置検出部１３と、スピーカ１４とは、電子制御装置１５により制御される。この電子制御装置１５は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）および記憶装置（ＲＡＭ、ＲＯＭ）並びに入出力インターフェースを主体とするマイクロコンピュータにより構成されている。
【００２１】
前記情報記録媒体９には車両の走行に必要な情報、例えば地図、地名、道路、道路周辺の主要建築物などが記憶されているとともに、道路の具体的な状況、例えば直線路やカーブあるいは登坂、降坂、普通道路、高速道路、未舗装道、砂利道、砂漠、河川敷、林道、農道、低摩擦係数路などが記憶されている。
【００２２】
また、第１位置検出部１２は、車両の走行する方位を検出する地磁気センサ１６、車速センサ１７、ステアリングホイールの操舵角を検出するステアリングセンサ１８、車両と周囲の物体との距離を検出する距離センサ１９、加速度センサ２０などを備えている。さらに、第２位置検出部１３は、人工衛星２１からの電波を受信するＧＰＳアンテナ２２と、ＧＰＳアンテナ２２に接続されたアンプ２３と、アンプ２３に接続されたＧＰＳ受信機２４とを備えている。
【００２３】
この第２位置検出部１３は、路側、信号機、交差点の路面などに設置され、かつ、物体検知およびその伝達を行う地上検出システムや、道路情報を出力するビーコンまたはサインポストや、ＶＩＣＳ（ビークル・インフォメーション＆コミュニケーション・システム）、ＳＳＶＳ（スーパー・スマート・ビークル・システム）などの地上設置情報伝達システム２５から発信される電波を受信するアンテナ２６と、アンテナ２６に接続されたアンプ２７と、アンプ２７に接続された地上情報受信機２８とを備えている。
【００２４】
上記第１位置検出部１２および第２位置検出部１３により、現在位置の検出と走行予定道路に存在する走行阻害状態、例えば渋滞、工事中、積雪、土砂崩れ、河川の増水、通行止め、落石、倒木、交差点での停止車両、人や動物の存在などの検出とが可能である。
【００２５】
なお、上記車両の制御装置は、走行中の安全性を向上するために、ＡＳＶ（アドバンスドセーフティビークル）機能、例えば、車両が周囲の物体に接近した場合にシートを振動させることで運転者に知らせる機能や、車両が周囲の物体に接触した場合にエアバッグを展開させる機能などを付加することも可能である。
【００２６】
さらに、レーダークルーズシステム６について説明すると、図６に示すように、このレーダークルーズシステム６は、レーダーセンサ２９とディスタンスコントロールコンピュータ３０とを主体として構成されている。このレーダーセンサ２９は、赤外線レーザーなどの電磁波を発振する発振器および受信器ならびにマイクロコンピュータなどからなるものであって、発振器から照射した電磁波が前方の車両の車体もしくはリフレクターなどに反射し、その反射波が受信器で受信されるまでの時間および入射角度をマイクロコンピュータで演算し、自車両１の走行線上の前方車両の有無、前方の車両との車間距離、相対速度などのデータをディスタンスコントロールコンピュータ３０に出力するように構成されている。また、ディスタンスコントロールコンピュータ３０は、主として追従走行に関する制御をおこなうものであって、レーダーセンサ２９から入力された車間距離や相対速度などのデータに基づいて目標加速度、ダウンシフト、接近警報ブザーなどの要求信号をエンジン用電子制御装置７に出力するように構成されている。
【００２７】
なお、エンジン用電子制御装置７は、これらの要求信号に基づいて原動機２の出力を制御する電子スロットルバルブ（図示せず）や変速機用電子制御装置８あるいはスキッドコントロールコンピュータ３１に指令信号を出力するようになっている。このスキッドコントロールコンピュータ３１には接近警報ブザー３２が接続されている。
【００２８】
また一方、自車両１に搭載されている変速機３は変速比を電気的に制御することのできる有段式あるいは無段式の自動変速機であって、変速機用電子制御装置８からの変速指令信号に基づいて変速比を大小に変更するように構成されている。また、ロックアップクラッチを内蔵したトルクコンバータ（図示せず）を有する変速機３である場合には、そのロックアップクラッチの係合・解放ならびにスリップ状態を変速機用電子制御装置８からの指令信号によって制御するように構成されている。
【００２９】
さらにまた、電子スロットルバルブを有する原動機２が搭載されている場合には、アクセル開度に対する電子スロットルバルブの開度特性を、エンジン用電子制御装置７からの指令信号によって適宜に設定することができるように構成されている。
【００３０】
制御系統が上記のように構成された制御装置は、自車両１と前方の車両との車間距離および走行の状況に基づいて以下のように制御を実行する。図１はその一例を示しており、先ずステップ１では、前方の車両に対する接近の状態が判定される。この接近の状態の判定は一例として、前記レーダークルーズシステム６によって検出された前方車両との車間距離と予め定めた所定値とを比較することによりおこなうことができる。これに替えて、車間距離の短縮率が予め定めた所定値以上であることを判定することとしてもよい。
【００３１】
検出された車間距離が判定の基準となる所定値より小さい場合には、定常走行中か否かが判定される（ステップ２）。この定常走行とは、自車両１の走行状態の変化が少ない走行を意味し、したがって予め決めた時間あるいは走行距離の間におけるスロットル開度および／または車速の変化量や変化率が、判断基準として設定した値以下の場合に、定常走行中であることが判定される。したがって、反対に、ある程度以上の加速度や減速度が生じた場合には、定常走行ではないことが判定される。
【００３２】
ステップ２で定常走行中ではないことが判定された場合には、自車両１が前方の車両に接近し、かつその状態で走行状態が変化させられていることになるので、動作機構の制御内容が、その状態に適合した内容に変更される。その一例として、前記変速機３が第５速を最高速段とした自動変速機の場合、第４速から第５速へのアップシフトが禁止される（ステップ３）。言い換えれば、最高速比を設定することが規制される。したがって第４速以下の変速段もしくは最高変速比より低速側の変速比が設定されている場合には、車速の増大やアクセル開度の低下などがあっても、第５速あるいは最高変速比が設定されることはない。このようにして中低速側の変速比に維持されることにより、アクセル操作に機敏に反応する車両の走行制御すなわちアクセル操作に対する応答性の良好な走行をおこない、人為的に車間距離を設定する際にはその操作性が良好になる。なお、このステップ３の制御を実行する場合、実際の車速を検出し、その検出した車速に応じて制御の実行のタイミングを変更してもよい。
【００３３】
ついで、ブレーキ・オフからオンに切り替わった否かが判定される（ステップ４）。これは、制動操作の有無の判定であり、ブレーキスイッチもしくはストップランプスイッチがオン信号を出力することにより判定することができる。なお、このステップ４は、車速を低下させる操作の有無、すなわち運転者の減速の意図を判定するためのものであり、したがってアクセル開度（アクセルペダルの踏み込み角度）の減少速度あるいは減少率が所定値以上であり、かつアクセル開度がゼロになったことを判定するステップに変更してもよい。
【００３４】
制動操作がおこなわれていないことによりステップ４の判定結果が否定的であれば、直ちにリターンし、また制動操作がおこなわれたことによってステップ４の判定結果が肯定的であれば、第５速から第４速へのダウンシフトを実行する（ステップ５）。エンジンブレーキ力を増大させて運転者の減速の意図に沿う車両の挙動とするためである。
【００３５】
一方、車間距離が短くなっていても定常走行がおこなわれていることによりステップ２で肯定的に判定された場合には、最高速比である第５速を設定することのできる通常の制御内容に復帰する（ステップ６）。例えば前述したディスタンスコントロールコンピュータ３０が接近警報ブザーの要求信号を出力しても、それに気付いて定常走行をおこなっている場合があり、その場合は、車間距離が短縮していることを運転者が許容し、その時点の走行状態を維持していると考えられるので、通常の変速制御内容である最高速比である第５速を設定可能にする。なお、車間距離が充分大きいことによりステップ１で否定的に判定された場合には、いわゆる接近制御を実行する必要がないので、ステップ６に進む。
【００３６】
したがってこの図１に示す制御によれば、車間距離が短くなった状態で前方の車両に追従して走行する場合、最高速比が規制されてアクセル操作に対する車速の応答性（制御性）が良好になるので、加減速の多い車両の流れの中でのドライバビリティが向上する。また、車間距離が短い場合であっても定常走行がおこなわれていれば、最高速比が許可されて高速走行時の原動機（エンジン）２の回転数が低下させられるので、騒音や振動が抑制され、また燃費が向上する。
【００３７】
ところで、上述した制御系統を備えた車両を対象とするこの発明の制御装置では、自車両１の走行路中での位置および道路の勾配などの道路の構造のみならず、交通渋滞などの道路状況をも情報として入手し、動作機構の制御に利用される。その例を図２に示してある。
【００３８】
図２において、先ず、前方の車両に対する接近の状態が判定される（ステップ１１）。このステップ１１の判定は、上述した図１におけるステップ１での判定と同様にしておこなうことができ、一例として前記レーダークルーズシステム６によって検出された前方車両との車間距離と予め定めた所定値とを比較することによりおこなうことができる。これに替えて、車間距離の短縮率が予め定めた所定値以上であることを判定することとしてもよい。
【００３９】
このステップ１１で肯定的に判定された場合、すなわち前方の車両に対して接近している場合には、自車両１が位置している近辺の道路状況が判定される（ステップ１２）。その判定内容の例を示すと、自車両１が高速道路の本線上を走行していること、車速が予め定めた所定値より低車速であること、自車両１が交通渋滞区間にいることである。これらの判定内容のうち自車両１の現在位置が高速道路の本線上であることの判定は、前述したナビゲーションシステム５で検出した自車両１の電子地図上の位置によって判定することができる。また、車速は、車両に搭載している車速センサによって判定することができる。さらに、交通渋滞区間は、ナビゲーションシステム５で受信した交通情報に基づいて判定することができる。
【００４０】
このステップ１２における全ての内容について肯定的に判定された場合には、現在設定されている変速段が第１速以外の変速段であること（最低速比以外の変速比であること）が判定される（ステップ１３）。このステップ１３の判定は、変速機用電子制御装置８が出力している変速比指令信号に基づいて判定することができる。このステップ１３で肯定的に判定された場合には、スロットルバルブの全閉時に最低速比に変速することを禁止する（ステップ１４）。
【００４１】
すなわちステップ１２で肯定的に判定された場合には、自車両１が高速道路で発生している交通渋滞の中にいること、もしくはその交通渋滞に入ろうとしている状態にあり、かつそのために車速が低車速になっているのであるから、変速機３の制御内容を、交通渋滞に適した制御内容に変更する。その変更された制御内容が、最低速比の禁止であり、こうすることにより交通渋滞中での停止時もしくはそれに近い走行状態においても第１速が設定されることがなく、そのため、交通渋滞の中での発進・停止の都度、アップシフトおよびダウンシフトが生じることが回避される。言い換えれば、最低速比とそれより高速側の変速比との間の変速が頻繁に生じるビジーシフトが回避されるので、乗り心地やドライバビリティの悪化が防止される。
【００４２】
なお、ステップ１３で否定的に判定された場合には、既に最低速比が設定されていることになり、その場合はリターンする。また、車間距離が所定値以上であることによりステップ１１で否定的に判定された場合、およびステップ１２におけるいずれかの判定内容についての結果が否定的であることによりステップ１２で否定的に判定された場合には、車速が予め定めた所定値以上か否かが判定される（ステップ１５）。
【００４３】
このステップ１５で否定的に判定されれば、未だ交通渋滞の中にあって発進・停止を伴う低速走行状態にあることになるので、その場合はリターンしてステップ１４の制御を継続する。これとは反対に車速が所定値以上であることによりステップ１５で肯定的に判定された場合には、最低速比である第１速を許可し、交通渋滞に伴う制御を終了して通常制御に復帰する（ステップ１６）。すなわちある程度以上の車速で走行することができるのであれば、発進・停止が繰り返される道路状況あるいは走行状態にないことになり、これは、通常の走行状態であるから、いわゆる接近制御もしくは渋滞制御を終了する。
【００４４】
したがって図２に示す制御によれば、前方の車両との車間距離が短くなることに加えて、交通渋滞に伴う低車速状態が検出されることにより、最低速比を禁止するなどの特殊制御が実行される。そのため、車両の制御状態が交通渋滞に適合した状態になるので、ドライバビリティが向上する。それとは反対に車間距離が短くなっただけでは、通常の制御が継続されるので、運転者の意図に適合しない制御状態になるなどのことが回避されて違和感のない走行をおこなうことができる。
【００４５】
上述した図１に示す制御あるいは図２に示す制御では、前方車両との車間距離が予め定めた所定値より短くなること、すなわち車間距離が制御開始のためのしきい値を超えることにより、最高速比の禁止や渋滞区間での最低速比の禁止などの制御内容の変更をおこなう。したがってその所定値（判断のためのしきい値）が、制御内容の変更のタイミングあるいは変更のし易さを決めることになるが、制御内容の変更に伴う走行状態の変化が搭乗者（もしくは運転者）の意図とは異なる場合がある。このような場合、制御内容の変更のタイミングを、制御内容の変更後の運転状態の変化に応じて修正することが好ましい。図３に示す制御例は、このような要請を満たすための学習制御の例である。
【００４６】
図３において、先ず、ステップ２１では前方車間距離Ｄがしきい値Ｄ54より短いことにより第４速から第５速へのアップシフトが禁止されているか否かが判断される。これは、前述した図１に示すステップ３が実行されているか否かの判断であり、したがって図１のステップ３の実行に伴って所定の制御フラグを例えばオン状態とし、その制御フラグに基づいて判断することができる。
【００４７】
このステップ２１で肯定的に判断された場合には、実際の車間距離Ｄが、第４速から第５速（最高速比）へのアップシフトを禁止する車間距離しきい値Ｄ54より短くなり、かつその差（Ｄ54−Ｄ）が予め定めた基準値Ｄgより小さいか否かが判断される（ステップ２２）。すなわち前方車両にある程度接近して第５速の禁止などの制御内容の変更が開始された後の比較的短期間内であるか否か、言い換えれば前方車両に接近しているものの未だある程度の距離が前方車両との間にある状態か否かが判断される。車間距離がこの基準値Ｄgにまで短縮する間に、以下に述べる学習制御を実行するので、結局、この基準値Ｄgによって定まる期間が、学習期間と言うことができる。
【００４８】
ステップ２１で否定的に判断された場合には、フラグＦLAGをオフに設定（ステップ２３）した後にリターンする。このフラグＦLAGは、後述する学習制御が実施された場合にオンに設定されるフラグであり、ステップ２２で否定的に判断されれば、学習期間ではないことになるので、このステップ２３でフラグＦLAGがオフに設定される。
【００４９】
これに対してステップ２２で肯定的に判断された場合には、フラグＦLAGがオンか否かが判断される（ステップ２４）。フラグＦLAGがオンであってステップ２４で肯定的に判断されれば、学習制御が既に実施されていることになるので、特に制御をおこなうことなくリターンする。また否定的に判断されれば、学習期間で未だ学習制御が実施されていないことになるので、運転状態の判断を含む学習制御に進む。
【００５０】
すなわちステップ２４で否定的に判断された場合には、運転状態の変化の一例として制動操作がおこなわれたか否かが判断される（ステップ２５）。これは、具体的には、ブレーキスイッチがオフからオンに切り替わったか否かによって判断することができる。このステップ２５で肯定的に判断される状況は、前方車間距離Ｄがしきい値Ｄ54より短くなって第４速へのダウンシフトとそれに伴う減速とが生じ、かつその直後の学習期間（所定値Ｄgによって定まる期間）に制動操作された状況である。
【００５１】
したがって、その制動操作である運転状態の変化は、第５速の禁止によるエンジンブレーキによる減速が不充分であること、すなわち第５速の禁止制御の制御内容を更に促進する運転状態の変化を意味していると見なすことができる。なお、減速制御は、エンジンブレーキの効く更に低速側の変速段への手動によるシフトによっておこなうこともでき、したがってステップ２５の判断に替え、あるいはこれに加えてマニュアルダウンシフトの有無を判断してもよい。
【００５２】
したがってステップ２５で肯定的に判断された場合には、第５速へのアップシフトを禁止してエンジンブレーキを効かせるという制御内容の変更の不足を是正するための学習制御を実行する。具体的には、従前のしきい値Ｄ54に所定の値ΔＤ54を加算することにより、次回以降のしきい値Ｄ54を長くし（Ｄ54←Ｄ54＋ΔＤ54）、同時にこの学習制御を実行したことを示すためにフラグＦLAGをオンにする（ステップ２６）。
【００５３】
この学習制御の結果、新たに設定されたしきい値Ｄ54によれば、それ以前よりも前方車両から離れている時点で第５速へのアップシフトの禁止などの制御内容の変更が実施されるので、エンジンブレーキの効くタイミングが早くなって、前回、制動操作をおこなった運転者の意図に即した制御を実現可能になる。したがってステップ２６では制御の内容の変更のタイミングを学習していることになり、上記の例では、制御内容の変更を実行しやすくなる。
【００５４】
一方、制動操作がおこなわれないことによりステップ２５が否定的に判断された場合には、運転状態の変化の他の例として加速操作がおこなわれたか否かが判断される（ステップ２７）。具体的にはアクセルペダル（図示せず）が踏み込まれてアクセル・オンとなったか否かが判断される。このステップ２７で否定的に判断された場合には、その時点の走行状態が搭乗者にとって許容できるものであることになるので、特に制御をおこなうことなくリータンする。
【００５５】
これに対してステップ２７で肯定的に判断された場合には、搭乗者にとっては、第５速へのアップシフトが禁止されてエンジンブレーキが効いている状態は過剰に制動している状態であって、受容できない走行状態であり、その結果、加速するためにアクセルペダルが踏み込まれた状態である。したがって、その加速操作である運転状態の変化は、第５速の禁止によるエンジンブレーキによる減速が過剰な制動であること、すなわち第５速の禁止制御の制御内容を抑制する運転状態の変化を意味していると見なすことができる。なお、エンジンブレーキによる減速状態を抑制もしくは解消する制御は、第５速へのアップシフトを禁止する制御を手動によって解除するとともに手動操作によってアップシフトすることによっても実行でき、したがってステップ２７の判断に替え、もしくはこれに加えてマニュアルアップシフトの有無を判断してもよい。
【００５６】
したがってステップ２７で肯定的に判断された場合には、第５速へのアップシフトを禁止してエンジンブレーキを効かせるという制御内容の変更の過剰を是正するための学習制御を実行する。具体的には、従前のしきい値Ｄ54から所定の値ΔＤ54を減算することにより、次回以降のしきい値Ｄ54を短くし（Ｄ54←Ｄ54−ΔＤ54）、同時にこの学習制御を実行したことを示すためにフラグＦLAGをオンにする（ステップ２８）。
【００５７】
この学習制御の結果、新たに設定されたしきい値Ｄ54によれば、それ以前よりも前方車両に接近した時点で第５速へのアップシフトの禁止などの制御内容の変更が実施されるので、エンジンブレーキの効くタイミングが遅くなって、前回、加速操作をおこなった運転者の意図に即した制御を実現可能になる。したがってステップ２８では制御の内容の変更のタイミングを学習していることになり、上記の例では、制御内容の変更を実行しにくくなる。
【００５８】
なお、ステップ２１で否定的に判断された場合には、前述した学習期間ではないことになるので、ステップ２３に進んでフラグＦLAGがオフに設定される。
【００５９】
また、上記のしきい値Ｄ54の変更幅を決める前記の所定値ΔＤ54は、車速ごとにマップ化して予め設定した値や、減速度（車速の変化率）に応じて予め設定した値などを採用することができ、必ずしも一定値である必要はない。
【００６０】
ここで、この発明と上述した具体例との関係を説明すると、図２におけるステップ１１の機能が、請求項１および２における接近状態検出手段に相当し、またステップ１２の機能が、請求項１および２における渋滞検出手段に相当し、さらにステップ１４の機能が請求項１における渋滞制御実行手段および請求項２における最低速比規制手段に相当する。
【００６１】
なお、上述した図１ないし図３に示す制御例では、変速機３の制御内容を車間距離および走行状態もしくは自車両１の周囲の状態に基づいて変更する例を示したが、この発明は、上記の例に限定されないのであって、原動機２やサスペンション４などの動作機構を対象としてその制御内容を変更するように構成してもよい。例えば原動機２が電子スロットルバルブを備えた内燃機関であれば、その電子スロットルバルブの制御特性を、車間距離および走行状態もしくは周囲の状況に基づいて変更するように構成することもできる。また原動機２が、内燃機関と電動機とを動力源とするハイブリッド機構であれば、その出力の形態を変更するようにしてもよい。ここで出力の形態とは、内燃機関のみで動力を出力する形態、電動機のみで動力を出力する形態、内燃機関と電動機との両方で動力を出力する形態に加え、内燃機関を電動機でアシストして出力すると同時に、そのアシストの程度を変更する形態を含む。さらに、サスペンション４を制御対象とする場合には、その振動減衰特性を変更したり、あるいは車高を変更することとすればよい。さらにこの発明における学習手段は、要は、制御内容の変更のし易さを学習するものであればよく、上述した制御内容の変更のタイミングに限定されない。
【００６２】
さらに、図２に示す制御例では、第１速あるいは最低速段を禁止することとしたが、これに替えて、第２速を禁止して第１速と第３速との間で変速を生じさせるようにしてもよい。このような制御内容に変更すれば、車速がわずか上昇しただけではアップシフトが生じないので、交通渋滞の中で発進・停止を繰り返しても変速の頻度が低下し、いわゆるビジーシフトを防止できる。なお、その場合、第１速を設定する期間が長くなるので、それに伴う不都合を回避する制御を併せて実行してもよい。すなわち路面摩擦係数の小さいいわゆる低μ路では、駆動トルクを低くしてスリップを防ぐことが好ましいので、低μ路でないことが検出された場合にのみ、第２速を禁止する制御を実行することとすればよい。これとは反対に登降坂路では駆動力およびエンジンブレーキ力が要求されるので、登降坂路が検出された場合には、第１速を多用できるように、第２速を禁止する制御内容とすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】この発明による制御装置で実行可能な制御例を説明するためのフローチャートである。
【図２】この発明による制御装置で実行される制御例を説明するためのフローチャートである。
【図３】この発明による制御装置で実行可能な他の制御例を説明するためのフローチャートである。
【図４】この発明に係る制御装置の全体的な制御系統を模式的に示す図である。
【図５】そのナビゲーションシステムの一例を模式的に示すブロック図である。
【図６】そのレーダークルーズシステムの一例を模式的に示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６４】
１…自車両、 ２…原動機、 ３…変速機、 ４…サスペンション、 ５…ナビゲーションシステム、 ６…レーダークルーズシステム、 ７…エンジン用電子制御装置、 ８…変速機用電子制御装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行中の自車両と前方の車両との車間距離に基づいて自車両のいずれかの動作機構を制御する車両用制御装置において、
自車両の前方の車両に対する接近状態を検出する接近状態検出手段と、
交通渋滞の発生状態を検出する渋滞検出手段と、
自車両が前方の車両に接近していることを前記接近状態検出手段が検出し、かつ自車両が交通渋滞区間の中にあることもしくは自車両が交通渋滞区間に入ることを前記渋滞検出手段が検出したことに基づいて前記動作機構の制御内容を変更する渋滞制御実行手段と
を備えていることを特徴とする車両用制御装置。
【請求項２】
走行中の自車両と前方の車両との車間距離に基づいて変速機を制御する車両用制御装置において、
自車両の前方の車両に対する接近状態を検出する接近状態検出手段と、
交通渋滞の発生状態を検出する渋滞検出手段と、
自車両が前方の車両に接近していることを前記接近状態検出手段が検出し、かつ自車両が交通渋滞区間の中にあることもしくは自車両が交通渋滞区間に入ることを前記渋滞検出手段が検出したことに基づいて前記変速機の最低速比を設定することを規制する最低速比規制手段と
を備えていることを特徴とする車両用制御装置。
【請求項１】
走行中の自車両と前方の車両との車間距離に基づいて自車両のいずれかの動作機構を制御する車両用制御装置において、
自車両の前方の車両に対する接近状態を検出する接近状態検出手段と、
交通渋滞の発生状態を検出する渋滞検出手段と、
自車両が前方の車両に接近していることを前記接近状態検出手段が検出し、かつ自車両が交通渋滞区間の中にあることもしくは自車両が交通渋滞区間に入ることを前記渋滞検出手段が検出したことに基づいて前記動作機構の制御内容を変更する渋滞制御実行手段と
を備えていることを特徴とする車両用制御装置。
【請求項２】
走行中の自車両と前方の車両との車間距離に基づいて変速機を制御する車両用制御装置において、
自車両の前方の車両に対する接近状態を検出する接近状態検出手段と、
交通渋滞の発生状態を検出する渋滞検出手段と、
自車両が前方の車両に接近していることを前記接近状態検出手段が検出し、かつ自車両が交通渋滞区間の中にあることもしくは自車両が交通渋滞区間に入ることを前記渋滞検出手段が検出したことに基づいて前記変速機の最低速比を設定することを規制する最低速比規制手段と
を備えていることを特徴とする車両用制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−２６７６０７（Ｐ２００８−２６７６０７Ａ）
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１２３９２０（Ｐ２００８−１２３９２０）
【出願日】平成２０年５月９日（２００８．５．９）
【分割の表示】特願平１０−３０７５３７の分割
【原出願日】平成１０年１０月２８日（１９９８．１０．２８）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＶＩＣＳ
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月９日（２００８．５．９）
【分割の表示】特願平１０−３０７５３７の分割
【原出願日】平成１０年１０月２８日（１９９８．１０．２８）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＶＩＣＳ
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]