CN101410281A - 车辆制动设备 - Google Patents

Abstract

本发明包括一种制动控制单元(15)，在一个时间段内，在从强制制动指令单元(14)接收到强制制动指令信号的情况下，该制动控制单元产生出第二预定制动力，其中的时间段是从判断装置(13)已判断出处于第一预碰撞状态起直到判断装置判断出处于第二预碰撞状态时为止，在第一预碰撞状态下，车辆与物体发生碰触的可能性高，而在第二预碰撞状态下，车辆与物体发生碰撞的可能性高于在第一预碰撞状态下的可能性。

Description

车辆制动设备

技术领域

本发明涉及一种车辆制动设备。

背景技术

在未审定的平11-227582号日本专利申请公报中公开了一种车辆，其具有制动控制装置，在判断出车辆有很高的可能性与某个物体发生碰触的情况下，制动控制装置将向驾驶员发出警告，并在发出警告的预定时间之后自动地产生出制动力，其中，对碰触可能性的判断是基于车辆相对于物体探测传感器所探测的物体的相对距离以及相对速度来进行的，其中的传感器例如是激光雷达；并且，对于在制动力已被产生之后驾驶员踩下制动踏板的情况，制动控制装置将对应于制动踏板的踩下量进一步地产生制动力。

[参考专利文件1]未审定的平11-227582号日本专利申请公报。

发明内容

但是，对于上述的现有车辆，当驾驶员根据警告告示而判断出情况非常紧急、并从而踩下制动踏板时，车辆可能不会充分地减速，其中，所述告示是关于车辆存在很高可能性与物体发生接触的告示。

提出本发明是为了解决上述的问题，本发明的目的在于提供一种用在车辆上的车辆制动设备，该装置上设置有这样的功能：在一定的条件下，该装置可强制地施加预定的制动力，其中的条件是：在已判断出存在第一预碰撞状态的前提下，随后又判断出处于第二预碰撞状态，其中，在第一预碰撞状态下，车辆与物体发生碰触的可能性高，而在第二预碰撞状态下，车辆与物体发生碰撞的可能性高于在第一预碰撞状态下的可能性，此条件下，如果在判断出第一预碰撞状态的时刻与判断出第二预碰撞状态的时刻之间驾驶员执行了制动操作，则在此情况下，车辆制动设备能充分地对车辆进行减速。

为了实现上述目的，本发明包括物体探测装置、制动装置、第一判断装置、第二判断装置、报告装置、制动控制装置、以及强制制动指令装置。

物体探测装置对车辆相对于位于其前方的物体的相对距离和相对速度进行探测，其中，所述前方是针对于车辆的行驶方向而言的。制动装置产生出作用在车辆上的制动力。第一判断装置基于由物体探测装置探测到的相对距离和相对速度判断车辆是否处于很可能与物体发生碰触的第一预碰撞状态。第二判断装置基于由物体探测装置探测到的相对距离和相对速度判断车辆是否处于第二预碰撞状态，其中，在第二预碰撞状态下，车辆与物体发生碰触的可能性高于第一预碰撞状态下的可能性。当第一判断装置已判断出当前处于第一预碰撞状态时，报告装置向车辆驾驶员报告：车辆处于第一预碰撞状态。在第一判断装置已判断出第一预碰撞状态之后，当第二判断装置判断出当前处于第二预碰撞状态时，制动控制装置对制动装置进行操作，以产生出第一预定制动力。强制制动指令装置探测驾驶员是否发出了制动请求，且如果探测到了驾驶员发出了制动请求，其就输出强制制动指令信号。在从第一判断装置已判断出处于第一预碰撞状态起直到第二判断装置判断出处于第二预碰撞状态时为止，制动控制装置在从强制制动指令装置接收到强制指令信号的条件下，将对制动装置进行操作，以产生出第二预定制动力。需要注意的是：第二预定制动力的幅值可能与第一预定制动力的幅值相同，或者第二预定制动力的幅值等于制动装置所能产生的最大制动力。

对于上述的结构设计，当第一判断装置已判断出当前处于第一预碰撞状态、并直到第二判断装置判断出第二预碰撞状态出现时为止，在驾驶员发出的制动请求已被探测到的情况下，向车辆施加预调整的第二预定制动力。也就是说，当处于第一预碰撞状态时，利用驾驶员执行的制动操作，可在产生出第一预定制动力之前产生出预调的第二预定制动力，由此可将车辆充分地减速。

另外，强制制动指令装置可判断从驾驶员发出的制动请求是否急迫。在此情况下，如果制动请求被判断为是急迫的，强制制动指令装置可输出强制制动指令信号，如果判断出制动请求是不急迫的，则不输出强制制动指令信号。

对于上述的结构设计，如果从驾驶员发出的制动请求被判断为是急迫的，就向车辆施加第二预定制动力，而如果判断出该制动请求是非急迫的，则只在车辆上施加与驾驶员制动操控相对应的常规制动力，而不是施加第二预定制动力。结果就是，如果驾驶员判断出不必急促地对车辆制动并执行了常规的制动操作时，避免了对车辆施加不适当的过大制动力，从而可避免在驾驶过程中出现感觉不舒适、驾驶舒适性差、货物倒塌等不便。

根据本发明，对于车辆中的这种车辆制动设备，其设置有这样的功能：在一定的条件下，该装置可强制地施加预定的制动力，其中的条件是：在已判断出存在第一预碰撞状态的前提下，随后又判断出车辆处于第二预碰撞状态，其中，在第一预碰撞状态下，车辆与物体发生碰触的可能性高，而在第二预碰撞状态下，车辆与物体发生碰撞的可能性高于在第一预碰撞状态下的可能性，因而，如果在判断出第一预碰撞状态的时刻与判断出第二预碰撞状态的时刻之间驾驶员执行了制动操控，则车辆制动设备能充分地对车辆进行减速。

附图说明

图1示意性表示了根据本发明一种实施方式的车辆制动设备的整体结构；

图2是根据本发明实施方式的整个车辆制动设备的示意性结构框图；

图3是有关碰撞时间与距离之间的相关图，表示了在驾驶员没有发出制动请求时的情形；

图4中有关碰撞时间与距离之间的相关图表示了驾驶员制动请求急迫时的情形；

图5中有关碰撞时间与距离之间的相关图表示了驾驶员发出的制动请求不需要急迫对待时的情形；

图6中有关碰撞时间与距离之间的相关图表示了在已判断出预碰撞状态之后再为正常状态时的情形；以及

图7中的流程图表示了在根据本发明实施方式的车辆中、对制动设备的详细控制过程。

具体实施方式

下文将基于附图对本发明的一种实施方式进行描述。图1示意性地表示了根据本发明一种实施方式的整个制动设备。图2是根据本发明实施方式的整个车辆制动设备的示意性结构框图。图3是有关碰撞时间与距离之间的相关图，其表示了在驾驶员没有发出制动请求时的情形。图4中有关碰撞时间与距离之间的相关图表示了驾驶员存在急迫制动请求时的情形。图5中有关碰撞时间与撞距离之间的相关图表示了驾驶员不存在急迫制动请求时的情形。图6中有关碰撞时间与距离之间的相关图表示了在已判断出预碰撞状态之后再进入到正常状态中时的情形。图7中的流程图表示了在根据本发明实施方式的车辆中、对制动设备的详细控制过程。

如图1所示，根据该实施方式的车辆包括发动机1、变速器2、传动轴3、前轮4、后轮5、制动踏板6、制动压力传感器7、物体探测传感器8(物体探测装置)、车速传感器9、喇叭10(报告装置)、盘式制动器11(制动装置)、以及CPU 12。

发动机1的输出动力被传递给变速器的输入轴，变速器2输出轴的转动通过传动轴3传递给后轮5，后轮是驱动轮。

制动踏板6由驾驶员进行操控，其与制动压力传感器7相连接，制动压力传感器7对由于制动踏板6被驾驶员踩压所产生的制动压力的变化进行探测，并向CPU 12输出探测信号。

物体探测传感器8向车辆的前方发出激光束或毫米波等电磁波，基于反射回来的波束来探测车辆与物体之间的相对距离以及相对速度，并向CPU12输出探测信号。

车速传感器9根据发动机1的转速等参数对车辆的当前速度进行探测，并向CPU 12输出探测信号。

喇叭10根据从CPU 12接收到的信号来发出蜂鸣声或其它声音。

在前轮4和后轮5上设置了盘式制动器11，按照从CPU 12发出的信号，这些制动器产生出作用在对应车轮上的制动力。

如图2中的结构框图所示，CPU 12包括判断单元13(第一判断装置和第二判断装置)、强制制动指令单元(强制制动指令装置)14、以及制动控制单元(制动控制装置)15。

判断单元13基于由物体探测传感器8测得的车辆-物体间相对速度和相对距离、以及由车速传感器9探测到的车速和加速度来判断是否处于预碰撞状态，在预碰撞状态下，车辆有高的可能性与物体发生碰触。更具体来讲，如果车辆与物体之间的相对距离小于预定的阈值、或者如果车辆接近物体的相对速度大于预定的阈值、或者如果到碰撞发生时的时间值(TTC)小于3.0秒，判断单元13就判断出当前处于车辆-物体发生碰触可能性高的第一预碰撞状态，其中，TTC是通过将相对距离除以相对速度而得到的。另外，如果TTC的数值小于0.8秒，判断单元13就判断出：当前处于第二预碰撞状态，在第二预碰撞状态中，车辆与物体发生碰触的可能性高于第一预碰撞状态中的可能性。当判断单元13判断出当前处于第一预碰撞状态时，判断单元向喇叭10输出信号，以启动喇叭10，喇叭发出警报(蜂鸣音或其它声音)，以提示车辆与物体发生碰触的可能性高。另外，当判断单元13判断出当前处于第二预碰撞状态时，其向制动控制单元15输出信号，因而控制单元15将执行下文介绍的自动制动操作。

强制制动指令单元14根据是否从制动压力传感器7发出信号来判断驾驶员是否有制动请求。也就是说，如果制动压力传感器7探测到驾驶员已踩下制动踏板6，就可判定驾驶员发出了制动请求。另外，当从驾驶员接收到制动请求时(当驾驶员踩压制动踏板6时)，强制制动指令单元14将判断该制动请求是否是急迫的(也就是说，踩压制动踏板的行为是否真的是急迫的)。更具体来讲，如果制动压力的变化大于第一预定数值、且制动压力导数值的变化大于第二预定数值，强制制动指令单元14根据预定微小时段内由制动压力传感器7探测到的制动压力、以及制动压力导数值的变化判定出驾驶员发出的制动请求是急迫的，并向制动控制单元15输出强制制动指令信号。另外，如果制动压力的变化量小于第一预定值、而且制动压力导数值的变化大于第二预定数值，强制制动指令单元14就判定驾驶员发出的制动请求不是急迫的，因而，其不向制动控制单元15输出强制制动指令信号。需要注意的是：当驾驶员在正常状态下以较低的急迫程度踩压制动踏板6时，制动压力的变化量小于第一预定值，且制动压力导数值的变化小于第二预定值。

制动控制单元15在从判断单元13接收到信号之后，就对盘式制动器11进行操作以自动地向车辆施加制动力(第一预定制动力)。。另外，在从判断单元13接收到信号之前，在从强制制动指令单元14接收到强制制动指令信号时，制动控制单元15也对盘式制动器进行操作，以自动地向车辆施加制动力(第二预定制动力)。另外，当驾驶员踩压制动踏板6时，则制动控制单元15也对盘式制动器11进行操作，以向车辆施加与由制动压力传感器7探测到的制动压力相对应的制动力。需要指出的是：在该实施方式中，在制动控制单元15接收到强制制动指令信号时自动产生的制动力与制动控制单元15从判断单元13接收到信号时制动产生的制动力具有相同的幅值，盘式制动器11都被设定为可能的最大制动力，但这两个制动力的幅值也可以是不同的，且并不限于等于最大制动力的情况。

下面将参照图3到图6对根据该实施方式的制动力产生状态进行描述。

图3表示了这样的情况：一旦处于第一预碰撞状态后，驾驶员未发出任何制动请求(驾驶员没有踩压制动踏板6的情况)。在此情况下，CPU 12将执行图7中的步骤S1到S8，下面对此进行描述。

当TTC变为3.0秒时，判定出车辆处于第一预碰撞状态，从喇叭10发出警报。如果在此后驾驶员根本没有踩压制动踏板6，当TTC变为0.8秒时，判断出车辆处于第二预碰撞状态，此条件下将把自动产生出的大制动力强制地施加到车辆上，直至车辆停止。

图4表示了这样的情形：一旦处于第一预碰撞状态之后，驾驶员发出制动请求，且该制动请求被判断为是急迫的(即驾驶员踩下了制动踏板6、且该行为确实是急迫的情况)。在此情形中，CPU 12将执行图7中步骤S1到S10的操作，下文对此进行描述。

当TTC变为3.0秒时，判定出车辆处于第一预碰撞状态，从喇叭10发出警报。如果在TTC下降到0.8秒之前的时刻驾驶员就踩下了制动踏板6，则就判断该行为是需要急迫处理的，自动产生的大制动力将被强制地施加到车辆上，使其停车。也就是说，在驾驶员响应于警报立即踩下制动踏板6(在TTC下降到3.0秒以内之后、并在其下降到0.8秒以内之前)、且对车辆执行紧急制动的情况下，在尚未执行该紧急制动之前的时刻就将自动产生的制动力施加到车辆上，使其停车(如图4中的点划线所示)。需要指出的是：在图4到图6中，TTC值位于点a到点b之间的时间段是用来判断踩下制动踏板6的行为是否急迫处理的时间，且对应的图线表示的是通过踩压制动踏板6而产生出制动力的情况。但是，从a到b的时间段是非常微小的，响应于对制动踏板6的踩压操作而产生的制动力是微小的，甚至经常不会产生出制动力。

图5表示了这样的情形：一旦处于第一预碰撞状态之后，驾驶员发出了制动请求，但该制动请求被判断为不是急促的，从而继续由驾驶员来完成制动操控(即驾驶员踩下了制动踏板6、但该行为被判断是常规制动状态，在该状态中，不需要急迫处理，之后对制动踏板6的踩压将被继续)。在此情形中，CPU 12将执行图7中步骤S1到S11的操作，下文对此进行描述。

当TTC变为3.0秒时，判断出车辆处于第一预碰撞状态，从喇叭10发出警报。如果在TTC下降到0.8秒之前的时刻，驾驶员就踩下了制动踏板6，且该行为与正常驾驶时的行为相同，则就判断出该行为是不需要急迫处理的，将不在车辆上施加自动产生的制动力，而是在车辆上施加与制动踏板6被持续踩下的量相对应的制动力(与被制动压力传感器7所探测到的制动压力相对应的制动力)。需要指出的是：在此情况下，当TTC下降到0.8秒以下、且车辆没有达到停止时，车辆被判断出处于第二预碰撞状态，此时将在车辆上施加大的制动力，以使其停车，该制动力是自动产生的，且大于由驾驶员踩下制动踏板6所产生的制动力。

也就是说，在从判断到第一预碰撞状态时直到判断出第二预碰撞状态时的时间段内(即从判断出TTC变为3.0秒以下时到判断出TTC小于0.8秒时之间的时间内)，在驾驶员踩压制动踏板6以执行正常制动操控的情况下，在直到开始执行自动制动时为止的时间段内(即在TTC尚未被判断为小于0.8秒之前的时间段内)，车辆是由根据驾驶员制动操控动作而产生的制动力来进行制动，没有自动产生的大制动力施加到车辆上。值得注意的是，图中的双点划线表示的是这样的情况：驾驶员响应于警报立即踩下了制动踏板6(在TTC下降到0.8秒之内之前)，以对车辆执行紧急制动，图中的点划线表示的是未执行紧急制动时的情况。

图6表示了这样的情形：一旦处于第一预碰撞状态之后，驾驶员发出了制动请求，该制动请求被判断为不是急促的，之后驾驶员并不执行制动操控(即这样的情况：驾驶员在踩下制动踏板6之后，判断出不存在与物体发生碰触的可能性，从而立即释放了制动踏板6，且在之后也不踩压制动踏板6，也就是由于误识别而执行制动操控的情况)。在此情形中，CPU 12将执行步骤S1到S7、以及步骤S9到S11的操作，下文对此进行描述。

在此情况下，当制动踏板6被驾驶员踩压时，只在车辆上施加了瞬时的制动力。另外，该实例表明了如下的情况：当TTC为0.8秒时，未启动自动制动操作，这是因为在TTC是3.0秒时探测到的物体在TTC变为0.8秒时未被探测到。

下面将参照图7中的流程图对根据该实施方式的、由CPU 12执行的控制过程进行描述。

通过启动车辆的发动机而开始了该流程，且以预定的时长循环执行该流程。

首先，物体探测传感器8对是否存在物体进行探测，并判断探测信号是否已被输入(步骤S1)。如果已从物体探测传感器8输入了探测信号，则就基于从物体探测传感器8和车速传感器9获得的信号而探测到了相对距离、相对速度、以及车速(步骤S2)，根据探测到的相对距离、相对速度、以及车速计算出TTC(见步骤S3)。需要指出的是：在步骤S1中，如果未从物体探测传感器8接收到探测信号，流程就转向步骤S11，响应于驾驶员的制动操控来产生出正常的制动力。

然后，判断TTC是否小于3.0秒(是否处于第一预碰撞状态)(步骤S4)，如果判断出TTC小于3.0秒，流程进行到步骤S5。在步骤S5中，判断有关当前处于第一预碰撞状态的警报告示是否已完成，如果已经完成警报，流程进行到步骤S7。反过来，如果尚未发出警报或正在发出，流程就转向步骤S6，此步骤中，发出警报或继续发出警报，然后，流程转向步骤S7。反过来，在步骤S4中，当TTC已被判断为超过3.0秒时，由于车辆与物体的关系很可能是处于无需急迫处理的正常状态，所以流程转向步骤S11，且响应于驾驶员的制动操控来产生正常的制动力。

在步骤S7中，判断TTC是否小于0.8秒(即是否处于第二预碰撞状态)，如果TTC小于0.8秒，流程进行到步骤S8，此时自动地产生制动力。反过来，如果判断出TTC已超过0.8秒，则需要判断是否正在执行自动制动操作(步骤S9)。

在步骤S9中，如果判断出自动制动正在执行，流程转向步骤S8，继续自动地产生制动力。

反过来，在步骤S9中，如果已判断出尚未执行自动制动操作，就进一步地判断驾驶员是否发出了急迫的制动请求(驾驶员是否存在紧急的制动操控)(步骤S10)。如果判断出已存在紧急的制动操控，则就必须要避免出现与物体发生碰触的高可能性。因而，流程转向步骤S8，自动地产生出制动力。否则的话，如果判断出不存在紧急的制动操控，则就响应于驾驶员的制动操控而产生出正常的制动力(步骤S11)。需要指出的是：判断为无紧急制动操控的实例情况包括：不存在制动操作动作的情况、执行正常制动操控的情况、由于误识别而执行制动操控的情况等。

如上所述，按照该实施方式，在判断单元13从判断出处于第一预碰撞状态时到判断出处于第二预碰撞状态时为止的时间内，如果利用制动压力传感器7探测到驾驶员发出了制动请求，则制动控制单元15就启动盘式制动器11，以向车辆施加自动产生的制动力。也就是说，当在第一预碰撞状态时，在尚未经过预定的时间之前，利用驾驶员执行的制动操控，可向车辆施加自动产生的制动力，从而可充分地对车辆进行减速。

另外，如果强制制动指令单元14已判断出从驾驶员发出的制动请求是急迫的，制动控制单元15就对盘式制动器11进行操作，以向车辆施加自动产生的制动力。如果强制制动指令单元14已判断出从驾驶员发出的制动请求并不急迫，制动控制单元15就对盘式制动器11进行操作，以向车辆施加与由制动压力传感器7探测到的制动压力相对应的正常制动力。结果就是，如果驾驶员判定不必急促地对车辆施加制动，执行常规的制动操控即可，这就可避免不适当地向车辆强加过大的制动力，从而避免了在驾驶操作中出现感觉不舒适、驾驶舒适性差、货物倒塌等不便。

需要说明的是：可利用灯等发光装置来向驾驶员报告存在着与物品发生碰触的高可能性，而不是使用喇叭10。

另外，尽管在该实施方式中制动装置被设定为在车轮上产生制动力的盘式制动器11，但制动装置并不限于某一种在车轮上产生制动力的装置，只要其能产生制动力即可。

尽管上文对采用了由发明人设计的发明理念的实施方式进行了描述，但本发明并不受限于根据该实施方式的文字描述和附图，其中，这些描述和附图构成了本申请公开内容的组成部分。也就是说，本领域技术人员根据该实施方式的教导可增加其它的实施方式、工作实例、以及操作技术，这些内容自然地也被包含在本发明的范围内。

本发明的车用制动设备可被应用在具有物体探测装置、并具有强制施加预定制动力功能的车辆上，当处于第一预碰撞状态时，利用驾驶员执行的制动操控，可向车辆施加自动产生的制动力，从而可充分地对车辆进行减速。

图中的附图标记定义如下：

1：发动机

2：变速器

3：传动轴

4：前轮

5：后轮

6：制动踏板

7：制动压力传感器

8：物体探测传感器(物体探测装置)

9：车速传感器

10：喇叭(报告装置)

11：盘式制动器(制动装置)

12：CPU

13：判断单元(第一判断装置、第二判断装置)

14：强制制动指令单元(强制制动指令装置)

15：制动控制单元(制动控制装置)

Claims (2)

1、一种车辆制动设备，其包括：

物体探测装置，该装置对车辆相对于在车辆的行驶方向上位于车辆前方的物体的相对距离和相对速度进行探测；

制动装置，其产生出作用在车辆上的制动力；

第一判断装置，其基于由物体探测装置探测到的相对距离和相对速度判断车辆是否处于第一预碰撞状态，其中，在第一预碰撞状态，车辆与物体发生碰触的可能性高；

第二判断装置，其基于由物体探测装置探测到的相对距离和相对速度判断车辆是否处于第二预碰撞状态，其中，在第二预碰撞状态下，车辆与物体发生碰触的可能性高于第一预碰撞状态下的可能性；

报告装置，当第一判断装置已判断出当前处于第一预碰撞状态时，该报告装置向车辆驾驶员报告车辆处于第一预碰撞状态；

制动控制装置，在第一判断装置已判断出第一预碰撞状态之后，当第二判断装置判断出当前处于第二预碰撞状态时，该制动控制装置对制动装置进行操作，以产生出第一预定制动力；以及

强制制动指令装置，该强制制动指令装置探测驾驶员是否发出了制动请求，且如果探测到驾驶员发出了制动请求，其输出强制制动指令信号，

其中，在从第一判断装置已判断出处于第一预碰撞状态起直到第二判断装置判断出处于第二预碰撞状态时为止，制动控制装置在从强制制动指令装置接收到强制指令信号的条件下，对制动装置进行操作，以产生出第二预定制动力。

2、根据权利要求1所述的车辆制动设备，其特征在于：强制制动指令装置判断从驾驶员发出的制动请求是否急迫，如果制动请求被判断为是急迫的，强制制动指令装置输出强制制动指令信号，如果判断出制动请求是不急迫的，则不输出强制制动指令信号。

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