JPH06229279A - 自律走行用スロットル装置 - Google Patents

自律走行用スロットル装置

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JPH06229279A
JPH06229279A JP5040397A JP4039793A JPH06229279A JP H06229279 A JPH06229279 A JP H06229279A JP 5040397 A JP5040397 A JP 5040397A JP 4039793 A JP4039793 A JP 4039793A JP H06229279 A JPH06229279 A JP H06229279A
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throttle
longitudinal acceleration
objective
throttle opening
vehicle
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Masaaki Nagai
正明 長井
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Subaru Corp
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Fuji Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 自律走行時に走行フィーリングに直接影響す
る前後加速度を用いてスロットル制御し、スムースに加
減速走行する。 【構成】 スロットルボデー３のスロットル弁７に自律
走行装置３０が、制御ユニット５０の出力信号によりス
ロットル弁７を電気的に開閉するように設けられる。そ
して制御ユニット５０は自律走行モードの際に、目標前
後加速度決定部５２で先行車との走行状態に応じて目標
前後加速度を決定し、目標スロットル開度変換部５３で
目標前後加速度に応じた目標スロットル開度に変換し、
偏差算出部５４で目標スロットル開度とスロットル開度
の偏差を算出し、制御量設定部５５で偏差に応じた制御
量を定めてスロットル弁７を開閉制御し、前後加速度指
示により人間の感覚にマッチしたフィーリングでスムー
スに走行する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車両用のスロットル制
御装置としてアクセルペダル操作によらずスロットル制
御して走行する、所謂自律走行用スロットル装置に関
し、詳しくは、自律走行時に前後加速度を用いてスロッ
トル制御する方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の自律走行用スロットル装置は、
例えば車両の前方を複数個のカメラにより監視し、制御
ユニットでこのカメラの画像データを処理して、車両の
加速または減速を判断し、この加速または減速の指令に
よりスロットル弁に装着されるモータを作動してスロッ
トル制御するように構成されている。この場合に制御ユ
ニットでは、先行車と自車との車間距離、自車速等によ
り目標値を定めて、目標値と一致するようにスロットル
制御される。従って、目標値の選択、設定の方法によ
り、エンジン出力特性、車両の挙動等が変化する。
【０００３】従来、上記スロットル制御に関しては、例
えば特開平２−１４９７３８号公報の先行技術がある。
この先行技術において、目標ブースト値に対応した目標
スロットル開度を算出し、この目標スロットル開度にな
るようにスロットル制御することが示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記先行技
術のものにあっては、目標値として目標ブースト値を設
定する方式であるから、エンジン出力を重視してスロッ
トル制御される。このためエンジン出力の変化に伴って
急激に加速または減速するので、車両の挙動が比較的大
きく変動し、フィーリング等が悪い等の問題がある。
【０００５】本発明は、この点に鑑みてなされたもの
で、自律走行時に走行フィーリングに直接影響する前後
加速度を用いてスロットル制御し、スムースに加減速走
行することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、スロットルボデーのスロットル弁に自律
走行装置が、制御ユニットの出力信号によりスロットル
弁を電気的に開閉するように設けられる自律走行用スロ
ットル装置において、制御ユニットは自律走行モードの
際に先行車との走行状態に応じて目標前後加速度を決定
する手段と、目標前後加速度に応じた目標スロットル開
度に変換する手段と、目標スロットル開度に基づいて制
御量を設定してスロットル弁のアクチュエータに出力す
る手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
【作用】上記構成に基づき、車両走行時に自律走行モー
ドが選択されると、自律走行装置の制御ユニットにおい
て、先行車との車間距離、速度差等に基づいて目標前後
加速度が、加減速の場合に目標前後加速度を増減するよ
うに決定される。そして目標前後加速度が目標スロット
ル開度に変換され、この目標スロットル開度に基づいて
制御量を設定して、スロットル弁が電気的に開閉制御さ
れるのであり、こうしてアクセルペダル操作によらず自
律走行する。この場合に、走行フィーリングに直接影響
する前後加速度指示でスロットル制御されることで、人
間の感覚にマッチしたスムースな走行になる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図２と図３において、自律走行用スロットル制御
装置の構成について説明する。符号１はエンジン本体で
あり、エンジン本体１の吸気系に吸気マニホールド２を
介してスロットルボデー３が連設される。またスロット
ルボデー３の上流に吸気管４を介してエアクリーナ５が
連設される。
【０００９】スロットルボデー３にはスロットル弁７が
開閉可能に取付けられ、スロットル弁７の直上流にサブ
スロットル弁８が同様に取付けられている。サブスロッ
トル弁８はトラクション制御用であり、弁軸１１にトラ
クション制御装置１０のアクチュエータとしてのモータ
１２とスロットル開度センサ１３が連結される。そして
トラクション制御系によりモータ１２が作動し、通常は
サブスロットル弁８を全開し、駆動輪スリップ時にサブ
スロットル弁８を閉じるように制御される。
【００１０】スロットル弁７はアクセルペダル操作と自
律走行制御用であり、弁軸１５にＬ字形に屈曲した選択
レバー１６が連結され、この選択レバー１６にアクセル
ペダル操作機構２０と自律走行装置３０とが連設され
る。アクセルペダル操作機構２０は、弁軸１５に回転自
在に装着される扇形のアクセルカム２１を有し、このア
クセルカム２１がケーブル２２を介してアクセルペダル
２３に連結され、アクセルペダル操作の際にアクセルカ
ム２１を選択レバー１６に係合して回転することで、ス
ロットル弁７を開閉するように構成される。
【００１１】自律走行装置３０は、弁軸１５に同様に装
着される扇形のスロットルギヤ３１を有し、このスロッ
トルギヤ３１にアクチュエータとしてモータ３２を備え
たピニオンギヤ３３が噛合い、スロットルギヤ３１に制
限手段３５が付設される。そしてモータ３３の作動でス
ロットルギヤ３１が選択レバー１６に係合して回転し
て、同様にスロットル弁７を開閉するように構成される
のであり、こうしてアクセルペダル操作と自律走行制御
が選択使用可能になっている。
【００１２】制限手段３５は、モータ駆動回路に接続さ
れるリミットスイッチ３６と、スロットルギヤ３１に電
磁クラッチ３７を介して配置される操作レバー３８を有
し、操作レバー３８に常閉の接点部３６ａを有するリミ
ットスイッチ３６が近接配置される。そして電磁クラッ
チ３７が接続するとスロットルギヤ３１と操作レバー３
８が連結し、スロットルギヤ３１が所定のスロットル開
度以上開く方向に回転する場合は、リミットスイッチ３
６をＯＦＦするように構成される。尚、選択レバー１６
とアクセルカム２１にはリターンスプリングが付勢され
る。また操作レバー３８には、リミットスイッチ３６に
近接して位置決めするスプリングが付勢されている。
【００１３】図１において、自律走行制御系について説
明する。先ずスロットル弁７に装着されてスロットル開
度θを検出するスロットル開度センサ４０、車両に搭載
されて前方を監視するカメラ４１、自車速Ｖを検出する
車速センサ４２、自律走行を任意に選択する自律走行選
択スイッチ４３、ギヤ位置ｇを検出するインヒビタスイ
ッチ４４を有する。そしてこれらセンサ及びスイッチ信
号が制御ユニット５０に入力する。
【００１４】制御ユニット５０は、カメラ４１の信号が
入力する画像データ処理部５１を有し、画像データに基
づいて先行車との車間距離、相対速度、道路状況等を検
出する。これら検出信号、自車速、自律走行選択スイッ
チ４３の操作信号は目標前後加速度決定部５２に入力
し、スイッチＯＮの自律走行モードの場合に目標前後加
速度Ｇｔを定める。即ち、先行車との車間距離Ｌと自車
速Ｖにより速度差Δｖを算出し、この速度差Δｖ、車間
距離Ｌ、自車速Ｖとの関係で目標前後加速度Ｇｔを定め
る。ここで速度差Δｖに対する目標前後加速度Ｇｔは、
図４（ａ）のように増大関数的に設定され、こうして目
標前後加速度Ｇｔにより加速または減速を指示する。
【００１５】また目標前後加速度Ｇｔ、自車速Ｖ及びギ
ヤ位置ｇの信号は、スロットル開度変換部５３に入力し
て、図４（ｂ）のマップにより目標前後加速度Ｇｔに応
じた目標スロットル開度θｔに変換する。ここで同じ前
後加速度を得るスロットル開度の変化量でも、ギヤ比が
大きい程加減速感が強くなってフィーリングが悪化する
ことから、同図のように低速段側では、目標スロットル
開度θｔを減少するように補正される。また自車速Ｖに
対しても同様に加減速感が変化することから、同図
（ｃ）のように低速側で目標スロットル開度θｔを減少
するように補正される。
【００１６】目標スロットル開度θｔとスロットル開度
センサ４０のスロットル開度θは偏差算出部５４に入力
して、両者の偏差Δθを求める。この偏差Δθは制御量
設定部５５に入力して、前回と今回の値を加重平均し、
更に比例定数Ｋｐと積分定数ＫｉによりＰＩ制御して偏
差Δθに応じた制御量ｃを算出する。そして制御量ｃの
信号は駆動部５６に出力して、スロットル制御用モータ
３２の電流Ｉｍを制御する。
【００１７】電磁クラッチ制御系について説明すると、
自律走行選択スイッチ４３の操作信号とスロットル開度
θが入力するクラッチ制御部５７を有する。そして自律
走行選択スイッチ４３をＯＮする際のスロットル開度を
上限値θｍａｘとして設定し、同時にスロットル制御用
モータ３２でスロットルギヤ３１を駆動し、スロットル
開度がこの上限値θｍａｘに達すると、駆動部５８によ
り電磁クラッチ３７に接続電流を供給し、スロットルギ
ヤ３１と操作レバー３８を連結させる。
【００１８】次に、この実施例の作用について説明す
る。先ず自律走行選択スイッチ４３をＯＦＦすると、自
律走行装置３０が不作動の状態になる。また発進，加速
時に駆動輪がグリップする場合は、トラクション制御装
置１０のモータ１２の作動によりサブスロットル弁８が
全開状態に保持される。そこで車両走行時にアクセルペ
ダル２３を踏込み操作すると、ケーブル２２によりアク
セルカム２１が回転し、このアクセルカム２１に選択レ
バー１６が係合して一体回転して、スロットル弁７が機
械的に開閉される。こうしてアクセル踏込み量に応じて
スロットル制御され、スロットル弁７の開度に応じた空
気と燃料がエンジン本体１に導入し、所定のエンジン出
力を生じて車両走行する。
【００１９】低μ路等の加速時に駆動輪がスリップする
と、モータ１２が作動してサブスロットル弁８がスリッ
プ状態に応じて閉じるように制御される。このためスロ
ットル弁７の上流のサブスロットル弁８により吸入空気
量が強制的に絞られ、これによりエンジン出力が低下し
てスリップ回避し、操安性等が確保される。
【００２０】また或る車速での車両走行時に自律走行選
択スイッチ４３をＯＮしてアクセルペダル２３の踏込み
を解除すると、自律走行装置３０が作動する。即ち、カ
メラ４１による画像データ、自車速Ｖ、スロットル開度
θ、ギヤ位置ｇの信号が制御ユニット５０に入力して、
図５のフローチャートが実行される。先ず、ステップＳ
１で自車と先行車との速度差Δｖが算出され、ステップ
Ｓ２で先行車との車間距離Ｌ、速度差Δｖ等により目標
前後加速度Ｇｔが決定される。その後ステップＳ３で目
標前後加速度Ｇｔ、ギヤ位置ｇ、自車速Ｖにより目標ス
ロットル開度θｔに変換され、ステップＳ４で目標スロ
ットル開度θｔとスロットル開度θの偏差Δθが算出さ
れ、ステップＳ５で偏差Δθに応じた制御量ｃを算出し
て出力され、ステップＳ６でモータ３２が作動する。そ
こでモータ３２によりピニオンギヤ３３を介してスロッ
トルギヤ３１が回転し、閉方向に戻るアクセルカム２１
に代わってスロットルギヤ３１が選択レバー１６に係合
し、これ以降はスロットル弁７が電気的に開閉してスロ
ットル制御される。
【００２１】即ち、先行車との車間距離Ｌや速度差Δｖ
が大きくなると、目標前後加速度Ｇｔが大きく設定さ
れ、スロットル弁７の開度が増して目標前後加速度Ｇｔ
と一致するように加速される。また先行車との車間距離
Ｌが小さくなったり、自車速Ｖの方が大きくなって速度
差Δｖが負になると、目標前後加速度Ｇｔが小さく設定
され、スロットル弁７の開度が減じて所定の減速度を得
るように減速される。こうして前後加速度指示によりス
ロットル制御されることで、人間の感覚にマッチしたフ
ィーリングで加減速走行する。このとき自車速Ｖが低い
側やギヤ位置ｇが低速段側の場合は、目標スロットル開
度θｔが減少補正されることで、スロットル弁７の開度
の急激な変化が抑えられる。このため車速と変速段が変
化して走行する際に、常にスムースに加減速される。
【００２２】またスロットル弁７の開度が自律走行選択
スイッチ４３のＯＮ時の上限値θｍａｘに達し、モータ
３２の作動でスロットルギヤ３１が上限値θｍａｘ以上
に開方向に回転すると、操作レバー３８によりリミット
スイッチ３６がＯＦＦしてモータ３２３２の駆動回路が
強制的に遮断され、スロットル弁７の開度が必要以上に
増大することが防止される。こうして自律走行選択時の
スロットル開度以下の領域で、先行車との関係で電気的
にスロットル制御して自律走行される。尚、この自律走
行時にも加速の際に駆動輪がスリップすると、サブスロ
ットル弁８が閉じて上述と同様にトラクション制御され
る。
【００２３】以上、本発明の実施例について説明した
が、トラクション制御装置やアクセルペダル操作機構の
無い実施例にも適応できる。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
自律走行スロットル装置において、自律走行モードの際
には、走行フィーリングに直接影響する前後加速度指示
でスロットル制御する構成であるから、スロットル開度
指示の場合に比べて人間の感覚にマッチしてスムースに
走行することができる。前後加速度を用いるので、加減
速判断時にスロットル制御を適切に加減速の状態に指示
できる。車速や変速段が異なると加減速感が変化するの
に対応して、自車速とギヤ位置の要素で制御量が補正さ
れるので、車速や変速段が変化して走行する場合も常に
スムースな走行を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る自律走行用スロットル装置の実施
例を示す制御系のブロック図である。
【図２】自律走行用スロットル装置の構成を示す概略図
である。
【図３】要部の分解斜視図である。
【図４】速度差に対する目標前後加速度、目標前後加速
度やギヤ位置、自車速に対する目標スロットル開度の関
係を示す図である。
【図５】自律走行モードの制御を示すフローチャートで
ある。
【符号の説明】
３ スロットルボデー ７ スロットル弁 ３０ 自律走行装置 ３２ モータ ４５ 自律走行選択スイッチ ５０ 制御ユニット５０ ５２ 目標前後加速度決定部 ５３ 目標スロットル開度変換部 ５４ 偏差算出部 ５５ 制御量設定部 ５６ 駆動部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 スロットルボデーのスロットル弁に自律
    走行装置が、制御ユニットの出力信号によりスロットル
    弁を電気的に開閉するように設けられる自律走行用スロ
    ットル装置において、制御ユニットは自律走行モードの
    際に先行車との走行状態に応じて目標前後加速度を決定
    する手段と、目標前後加速度に応じた目標スロットル開
    度に変換する手段と、目標スロットル開度に基づいて制
    御量を設定してスロットル弁のアクチュエータに出力す
    る手段とを備えることを特徴とする自律走行用スロット
    ル装置。
  2. 【請求項２】 目標スロットル開度に変換する手段は、
    目標前後加速度に応じた目標スロットル開度を、自車
    速、ギヤ位置等の要素により補正することを特徴とする
    請求項１記載の自律走行用スロットル装置。
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