CN102834306A - 制动器控制装置以及制动器控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种制动器控制装置以及制动器控制方法。PCS系统(10)的PCS ECU(20)根据本车辆与对象物之间的相对速度(Vr)、由本车辆的制动器的工作而产生的预先被设定的减速量(ΔV)、和由本车辆的制动器的工作而产生的减速度(a)，而对作为本车辆的制动器的工作正时的TTC进行计算。由此，与本车辆和对象物之间的相对速度(Vr)无关，由本车辆的制动器的工作而产生的减速量(ΔV)为所设定的固定量。因此，能够确保更加适当的、由制动器的工作而产生的减速量(ΔV)。

Description

制动器控制装置以及制动器控制方法

技术领域

本发明涉及一种制动器控制装置以及制动器控制方法，尤其是，涉及一种对本车辆的制动器的工作正时进行计算的制动器控制装置。

背景技术

为了提高车辆的安全性，提出有一种使本车辆的制动器在被计算出的正时进行工作的装置。例如，在专利文献1中公开了一种如下的车辆，其具备一个以上的安全装置，该安全装置在判断出本车辆与被碰撞物之间的碰撞为不可避免的情况下进行工作。在该车辆中，根据通过该车辆所具备的雷达装置以及图像获取装置而取得的信息，而对本车辆因与被碰撞物之间的碰撞而受到的损坏的大小进行推断，并且根据该推断出的损坏的大小而使上述安全装置的预防碰撞安全控制最优化。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-263026号公报

发明内容

本发明所要解决的课题

但是，在上述技术中，在无论各种各样的状况如何，均能够确保由制动器的工作而产生的、恰当的速度的变化量这一点上，还有改善的余地。

本发明是考虑到这种情况而实施的发明，其目的在于，提供一种能够确保更加恰当的、由制动器的工作而产生的速度的变化量的制动器控制装置以及制动器控制方法。

用于解决课题的方法

本发明提供一种制动器控制装置，其具备制动器工作正时计算单元，该制动器工作正时计算单元根据本车辆与对象物之间的相对速度、由本车辆的制动器的工作而产生的预先被设定的速度的变化量、和由本车辆的制动器的工作而产生的减速度，而对本车辆的所述制动器的工作正时进行计算。

根据该结构，制动器控制装置的制动器工作正时计算单元根据本车辆与对象物之间的相对速度、由本车辆的制动器的工作而产生的预先被设定的速度的变化量、和由本车辆的制动器的工作而产生的减速度，而对本车辆的制动器的工作正时进行计算。由此，与本车辆和对象物之间的相对速度无关，由本车辆的制动器的工作而产生的速度的变化量为被设定的固定量。因此，能够确保更加恰当的、由制动器的工作而产生的速度的变化量。

此时，当相对速度在所设定的速度的变化量以下时，制动器工作正时计算单元能够根据相对速度和减速度，而对本车辆的制动器的工作正时进行计算。

根据该结构，当相对速度在所设定的速度的变化量以下时，制动器工作正时计算单元根据相对速度和减速度，而对本车辆的制动器的工作正时进行计算。由此，当本车辆与对象物之间的相对速度小到在由本车辆的制动器的工作而产生的、所设定的速度的变化量以下时，通过对应于该相对速度量的减速度而实施本车辆的减速。由此，能够抑制不必要的减速。

此外，制动器工作正时计算单元根据对象物的加减速度，而对本车辆的制动器的工作正时进行计算。

根据该结构，制动器工作正时计算单元根据对象物的加减速度，而对本车辆的制动器的工作正时进行计算。由此，能够进一步确保恰当的、由制动器的工作而产生的速度的变化量。

此外，制动器工作正时计算单元能够根据本车辆的系统内的预定的延迟时间，而对本车辆的制动器的工作正时进行计算。

根据该结构，制动器工作正时计算单元根据本车辆的系统内的预定的延迟时间，而对本车辆的制动器的工作正时进行计算。由此，能够确保更加恰当的本车辆的制动器的工作正时、和更加恰当的由制动器的工作而产生的速度的变化量。

此外，本发明提供一种制动器控制方法，其包括制动器工作正时计算工序，在所述制动器工作正时计算工序中，根据本车辆与对象物之间的相对速度、由本车辆的制动器的工作而产生的预先被设定的速度的变化量、和由本车辆的所述制动器的工作而产生的减速度，而对本车辆的制动器的工作正时进行计算。

发明效果

根据本发明的制动器控制装置以及制动器控制方法，能够确保更加恰当的、制动器的工作而产生的速度的变化量。

附图说明

图1为表示本发明的实施方式所涉及的PCS系统的结构的框图。

图2为表示相对速度与减速量之间的关系的曲线图。

图3为表示相对速度与TTC之间的关系的曲线图。

图4为表示障碍物为预试车且预试车随着加减速度而移动时的、相对速度与TTC之间的关系的曲线图。

图5为表示障碍物停止或以固定速度移动时的、相对速度与工作时TTC以及指示TTC之间的关系的曲线图。

图6为表示障碍物随着加减速度而移动时的、相对速度与工作时TTC以及指示TTC之间的关系的曲线图。

符号说明

10 PCS系统；

12激光雷达；

14图像传感器；

20 PCS ECU；

31座椅安全带作动器；

32制动器作动器；

33安全气囊作动器；

34发动机ECU。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式所涉及的制动器控制装置进行说明。本实施方式的制动器控制装置被构成为PCS(Pre-Crush Safety：预防碰撞安全系统)系统，该PCS系统为，相对于其他车辆和道路旁的结构物等的对象物，而使本车辆的制动器在被计算出的正时工作的系统。如图1所示，本实施方式的PCS系统10具备：激光雷达12、图像传感器14、PCS ECU20、座椅安全带作动器31、制动器作动器32、安全气囊作动器33以及发动机ECU34。

激光雷达12对成为本车辆前方的对象物的其他车辆等的障碍物的位置、距离以及相对速度进行计测。图像传感器14由CMOS照相机或CCD照相机构成，并对本车辆前方的对象物进行拍摄，且检测对象物的状态。而且，车辆与对象物之间的位置关系以及速度关系等的计测单元，不仅限于使用激光雷达12，还可以使用立体摄影机等其他单元。如后文所述，PCS ECU20从通过激光雷达12和图像传感器14而获得的、与对象物之间的相对速度等的信息中，对接触的可能性以及其正时进行判断，并对制动器作动器32等的各种安全装置的工作进行控制。

当根据PCS ECU20的指令信号而存在接触的可能性时，座椅安全带作动器31使座椅安全带的张力增大，从而提高驾驶员的安全性。制动器作动器32基于由PCS ECU20根据状况而计算出的正时，使本车辆减速。当根据PCSECU20的指令信号而存在接触的可能性时，安全气囊作动器33使安全气囊展开，从而提高驾驶员的安全性。发动机ECU34根据PCS ECU20的指令信号，而对本车辆的发动机进行控制。

以下，对本实施方式的PCS系统10的动作进行说明。首先，对本发明人所理解的、现状的系统的课题进行说明。在此，假设为，作为距对象物与本车辆接触为止的时间的TTC(Time To Collision：碰撞时间)相同，且同样地使制动器工作的情况。此时，对象物与本车辆之间的相对速度、和由制动器而产生的本车辆的速度的变化(减速量)之间的关系为，相对速度越大则距接触为止的减速量越小。

例如，在将制动器工作时的距对象物的距离设为D时，作为TTC的定义，而下式(1)成立。

[数学式1]

D＝Vr×TTC  …(1)

在此，Vr为制动器工作时的、对象物与本车辆之间的相对速度。当将通过制动器的工作而产生的被设定的加速度(负值时为减速度)a假设为阶跃响应，且将距碰撞为止的时间设为t时，下式(2)成立。

[数学式2]

$\frac{1}{2}{\mathrm{at}}^2+\mathrm{Vrt}=D\·\·\·\left(2\right)$

在通过式(1)、(2)而导出t与Vr之间的关系时，下式(3)成立。

[数学式3]

$t=\frac{-2\mathrm{Vr}+\sqrt{4V{r}^2+8\mathrm{aVrTTC}}}{2a}\·\·\·\left(3\right)$

距接触为止的减速量ΔV为，如下式(4)所示。

[数学式4]

ΔV＝at  …(4)

由此，相对速度Vr与减速量ΔV之间的关系如图2所示。如图2所示，可以看出相对速度Vr越高，减速量ΔV越小。

因此，在本实施方式中，不取决于相对速度Vr以及减速a而获得了相同的减速量。与现有技术同样地，将制动器工作时的距对象物的距离设为D，且假设为制动器工作的正时在接触的TTC之前，从而下式(1)成立。

[数学式5]

D＝Vr×TTC  …(1)

与上述同样地，当将通过制动器的工作而产生的加速度a假设为阶跃响应，且将距碰撞为止的时间设为t时，同样地下式(2)成立。

[数学式6]

$\frac{1}{2}{\mathrm{at}}^2+\mathrm{Vrt}=D\·\·\·\left(2\right)$

在本实施方式中，通过式(1)、(2)，针对TTC而整理数学式。通过下式(4)而消去t。

[数学式7]

ΔV＝at  …(4)

由此，下式(5)成立。

[数学式8]

$\mathrm{TTC}=\frac{\mathrm{\Δ}{V}^2}{2\mathrm{aVr}}+\frac{\mathrm{\ΔV}}{a}\·\·\·\left(5\right)$

当相对速度Vr在作为目标减速量而被预先设定的减速量ΔV以下的情况下，由于只需以相对速度Vr的量进行减速就已足够，因此在式5中，将相对速度Vr和减速量ΔV设为相同，从而获得下式(6)。

[数学式9]

ΔV＝-Vr

∴ $\mathrm{TTC}=-\frac{\mathrm{Vr}}{2a}\·\·\·\left(6\right)$

在此，相对速度Vr与TTC之间的关系如图3所示。如图3所示，在相对速度Vr小于被设定的减速量ΔV的范围内，以ΔV＝Vr来进行计算。由此，能够防止在相对速度Vr较小时，进行不必要的减速。

此外，当对象物为例如预试车辆，且其加减速度(负值时为减速度)为a_T时，下式(2’)(5’)(6’)成立。

[数学式10]

$\frac{1}{2}(a-a_T)t^2+\mathrm{Vrt}=D\·\·\·\left(2^{\′}\right)$

[数学式11]

$\mathrm{TTC}=\frac{\mathrm{\Δ}{V}^2}{2\mathrm{aVr}}(1-\frac{a_T}{a})+\frac{\mathrm{\ΔV}}{a}\·\·\·\left(5^{\′}\right)$

[数学式12]

$\mathrm{TTC}=-\frac{\mathrm{Vr}}{2a}(\frac{a_T}{a}+1)\·\·\·\left(6^{\′}\right)$

预试车辆随着加减速度而进行移动时的相对速度Vr与TTC之间的关系为，如图4所示。

由此，用于不取决于相对速度Vr以及减速度a而获得相同的减速量的制动器工作的正时(指示TTC)如下。即，考虑到车辆系统内的延迟时间，需要PCS ECU20早于欲实际工作的工作TTC而发出指示。因此，考虑到延迟时间，对象物停止或者以固定速度进行移动时的相对速度Vr与工作TTC以及指示TTC之间的关系为，如图5所示。此外，对象物随着减速度而进行移动时的相对速度Vr与工作TTC以及指示TTC之间的关系为，如图6所示。而且，由制动器的工作而产生的减速度可以是预先被设定的减速度，也可以不是预先被设定的减速度，任意一种均可。

在本实施方式中，PCS系统10的PCS ECU20根据本车辆与对象物之间的相对速度Vr、由本车辆的制动器的工作而产生的预先被设定的减速量ΔV、和本车辆的制动器的工作而产生的减速度a，来对作为本车辆的制动器的工作正时的TTC进行计算。由此，不管本车辆和对象物之间的相对速度Vr如何，由本车辆的制动器的工作而产生的减速量ΔV均成为被设定的固定量。因此，能够确保更加恰当的、由制动器的工作而产生的减速量ΔV。

此外，在本实施方式中，当相对速度Vr在所设定的减速量ΔV以下时，PCS ECU20根据相对速度Vr和减速度a，而对本车辆的制动器的工作正时进行计算。由此，当本车辆与对象物之间的相对速度Vr小到在由本车辆的制动器的工作而产生的、所设定的减速量ΔV以下时，通过对应于该相对速度Vr的量的减速度a而实施本车辆的减速。由此，能够抑制不必要的减速。

此外，在本实施方式中，PCS ECU20根据对象物的加减速度a_T，而对本车辆的制动器的工作正时进行计算。由此，能够进一步确保恰当的、由制动器的工作而产生的减速量ΔV。

此外，在本实施方式中，PCS ECU20根据本车辆的系统内的预定的延迟时间，而对作为本车辆的制动器的工作正时的指示TTC进行计算。由此，能够确保更加恰当的本车辆的制动器工作的正时、和更加恰当的由制动器的工作而产生的减速量ΔV。

以上，虽然对本发明的实施方式进行了说明，但是，本发明并不限定于上述实施方式，而是可以进行各种改变。

产业上的可利用性

根据本发明的制动器控制装置，能够确保更加恰当的、由制动器的工作而产生的速度的变化量。

Claims (5)

1.一种制动器控制装置，其具备制动器工作正时计算单元，所述制动器工作正时计算单元根据本车辆与对象物之间的相对速度、由所述本车辆的制动器的工作而产生的预先被设定的速度的变化量、和由所述本车辆的所述制动器的工作而产生的减速度，而对所述本车辆的所述制动器的工作正时进行计算。

2.如权利要求1所述的制动器控制装置，其中，

当所述相对速度在所述被设定的速度的变化量以下时，所述制动器工作正时计算单元根据所述相对速度和所述减速度，而对所述本车辆的所述制动器的工作正时进行计算。

3.如权利要求1或2所述的制动器控制装置，其中，

所述制动器工作正时计算单元根据所述对象物的加减速度，而对所述本车辆的所述制动器的工作正时进行计算。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的制动器控制装置，其中，

所述制动器工作正时计算单元根据所述本车辆的系统内的预定的延迟时间，而对所述本车辆的所述制动器的工作正时进行计算。

5.一种制动器控制方法，其包括制动器工作正时计算工序，在所述制动器工作正时计算工序中，根据本车辆与对象物之间的相对速度、由所述本车辆的制动器的工作而产生的预先被设定的速度的变化量、和由所述本车辆的所述制动器的工作而产生的减速度，而对所述本车辆的所述制动器的工作正时进行计算。

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