JP2003341493A

JP2003341493A - 自動ブレーキ制御装置

Info

Publication number: JP2003341493A
Application number: JP2002149506A
Authority: JP
Inventors: Masakatsu Kagawa; 正勝香川; Hirokazu Okuyama; 宏和奥山; Yuji Kobayashi; 祐司小林
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 2002-05-23
Filing date: 2002-05-23
Publication date: 2003-12-03

Abstract

(57)【要約】【課題】自動的なブレーキ制御動作による乗客の乗り心
地を改善する。自動的なブレーキ動作による積載貨物の
荷崩れや、精密機械などの損傷を防止する。自動的なブ
レーキ制御にともない、減速度の変化を制御する技術を
提供する。【解決手段】立っている乗客がいるか等乗客の状態や、
積み荷の状態に応じて運転者が操作する操作端の設定に
したがって、自動的なブレーキ制御が作動したときに、
その減速度（α）の変化（ｄα／ｄｔ）が適正な値にな
るように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車に装備され
るブレーキ装置に関する。本発明は、車速情報、先行車
両との間の距離情報、所定位置の通過情報、その他車両
の走行状態を検出するセンサ出力の情報を利用して、運
転操作がなくとも自動的にブレーキ制御を行う装置に関
する。本発明は大型バスあるいは大型貨物車両に実施す
るために開発された装置であるが、大型自動車に限らず
このほかの自動車にも広く実施することができる。本発
明は、乗客の人数や立っている乗客がいるかなど乗客の
状態、または積載される貨物の性質や重量などに応じ
て、ブレーキ制御を変更する発明に関する。本発明は加
速度の変化を制御する技術（ジャーク制御）に関する。

【０００２】

【従来の技術】バスに立った状態で乗っている乗客が、
車両のブレーキ操作にしたがってよろける、あるいは倒
れるなどの現象が発生するのは、加速度の大きさよりむ
しろ加速度の変化、すなわち加速度（α）の時間微分値
（ｄα／ｄｔ、ジャーク）に依存すると考えられてい
る。熟練したバスの運転者は、空席がなく立っている乗
客がいるときには、経験的に加速度の変化、すなわちジ
ャークが小さくなるようにブレーキを加減して運転す
る。貨物車両においては積み荷の荷崩れを起こすような
運転をしないように注意をはらうことになる。また精密
機械などを運搬する貨物車両については、運送会社が運
転者にジャークが小さくなるような特別な運転操作を教
育している場合もある。

【０００３】ブレーキ装置のジャーク制御技術は、ブレ
ーキによる減速度（加速度）の時間微分値を制御目標値
として設定して制御を実行する技術である。乗客の乗り
心地を改善するためのジャーク制御については、従来か
ら鉄道あるいはエレベータの分野などで研究されてき
た。自動車の分野では上記のようにジャーク制御は、運
転者のブレーキ操作の技術として考えられていて、乗客
の乗り心地あるいは積み荷の荷崩れを配慮してジャーク
制御を行う、自動制御系を設けた自動車用ブレーキ制御
装置は知られていないものと出願人は認識している。

【０００４】鉄道のブレーキ制御技術として、特開平５
−３１９２４９号公報、および特開２００１−１５３１
６４号公報（出願人、いずれも鉄道総合技研ほか）には
ジャークを配慮したブレーキ装置が開示されている。ま
た乗り心地に対するジャーク制御については、エレベー
タの分野で広く研究されている。また乗り心地に対する
ジャーク制御については、エレベータの分野で広く研究
されている。

【０００５】自動車関連の技術では、特開平１−１３２
４５０号公報（出願人、日産）には、「加加速度」とい
う表現でアンチスキッド制御の中に加速度の時間微分の
要素を折り込んだものがあるが、これは乗客の乗り心地
や積み荷の移動あるいは荷崩れ破損などを問題にするも
のではない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本願発明者らは、車間
距離検出装置あるいは走行路面上の障害物検出装置によ
るセンサ出力にしたがって、自動的にブレーキ制御を行
う装置をバスあるいはトラックなどに適用するための試
験研究を行った。その中で、運転者の操作によらない自
動的なブレーキ制御が行われると、乗客の乗り心地を損
なう、あるいは立っている乗客がバランスを失うなどの
現象があることがわかった。また貨物自動車について
は、自動的なブレーキ制御により、積み荷の移動あるい
は荷崩れなどを引き起こす原因になる場合があることが
わかった。とくに精密機械を輸送するためにスプリング
により支持された防振装置を利用する場合には、自動ブ
レーキ装置の作動によりスプリングの変位限界値まで振
幅応答が発生する現象も観測された。

【０００７】一方、このように乗り心地の悪い状態を改
善することを優先させる場合には、車間距離検出装置に
ついて、自動的にブレーキを作動させる先行車両との距
離を長く設定することができる。そのような設定を行う
と、運転者にとってブレーキを作動させる必要がないと
認識している状態でも、自動的にブレーキが作動するこ
とがあり、これは運転操作にとってわずらわしいことに
なる。これは逆にジャーク制御を行うことにより、先行
車両との車間距離について、自動的なブレーキ作動限界
を適正化することができることになる。また試験を行う
過程で、ジャーク制御を適正に行うことにより、最大減
速度を高くしても乗り心地が悪くならないこともわかっ
た。

【０００８】本発明はこのような背景に行われたもので
あって、車両に装備されたセンサ出力にしたがって自動
的にブレーキ制御を行う装置であって、乗用車両および
貨物車両に適用して減速度の変化を制御することができ
る装置を提供することを目的とする。本発明は、乗用車
両について乗客の乗り心地を改善することを目的とす
る。とくに、車内に立っている乗客がいる場合に、乗客
がバランスを失うことがないように、あるいは倒れるこ
とがないようにブレーキを作用させる装置を提供するこ
とを目的とする。本発明は、貨物車両について、積み荷
の移動や荷崩れまたは破損を防止するためのブレーキ装
置を提供することを目的とする。本発明は、進路の障害
物までの距離あるいは同一車線を走行する先行車両との
距離を検知して、自動的にブレーキを作動させる装置の
作動限界を適正化することを目的とする。本発明は、運
転操作によるブレーキ・ペダルの操作と自動的な制動制
御との調和をはかることができるブレーキ制御装置を提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、車速センサの
検出出力を取り込み、ブレーキ制御のトリガ入力にした
がって自動的に制動力を発生させる手段を含む自動車用
の自動ブレーキ制御装置において、車両の減速度（負の
加速度（α））の変化（ｄα／ｄｔ）について目標値を
設定する手段と、前記車速センサの検出出力（ｖ）から
演算される減速度の変化（ｄα／ｄｔ）がその目標値に
接近するように前記制動力を制御する手段とを備えたこ
とを特徴とする。すなわち従来からの自動ブレーキ制御
装置は、車速センサの検出出力（車速ｖ）を取り込み、
車速（ｖ）が所定の目標値に接近するようにブレーキ圧
力の制御を行う装置、あるいは車速の時間微分値（加速
度または減速度（α=ｄｙ／ｄｔ）が所定の目標値にな
るようにブレーキ圧力の制御を行う装置であるが、本発
明はこれらに加えて、あるいはこれらとは別に、車両の
減速度の変化（ｄα／ｄｔ）について目標値を設定し、
この減速度（α）の変化がその目標値になるようにブレ
ーキ圧力の制御を行う装置を設けたものである。ブレー
キ制御のトリガ入力は、操作によるトリガ入力あるいは
何らかの装置からのトリガ入力のいずれでもよい。

【００１０】この構成により、車両の速度変化に対する
乗客の違和感がなく、乗客の乗り心地が改善される。す
なわち乗客、とくに立っている乗客は車両がブレーキ状
態になると、これを意識して転ばないように足に力を入
れる、あるいは手すりやつり革につかまるように配慮す
る。そして、ほぼ一様な減速度が継続するなら車両が停
車するまで転ぶことはない。しかし減速度が急に変化す
ると意識していた状態とことなる状況となり転びやすく
なる。このような制御により乗客の乗り心地はいちじる
しく改善される。発明者の試験の結果からも、乗客の不
快感は減速度がほぼ一様であるときにはそれほど大きく
なく、減速度が変化することが不快感を増大させること
が確かめられた。とくに上記のような制御を行うことに
より、乗客がいちじるしく不快を感じる原因を取り除く
ことができることがわかった。

【００１１】また上記の構成により、貨物車両において
は積み荷の移動または荷崩れを防止することができる。
積み荷が精密機械であり、とくに多数のスプリングによ
り支持された特別な防振荷台に積み込まれている場合に
は、これらのスプリングが不用意にその弾力限界を越え
るような変位をなくすることができる。

【００１２】前記減速度の変化について目標値を設定す
る手段は、操作端と、この操作端からの入力にしたがっ
て車両の減速度の変化を調節する手段を含む構成とする
ことが望ましい。前記調節する手段は、時間の関数とす
る車両の減速度についてあらかじめ用意された複数のパ
ターン情報と、前記操作端からの入力にしたがってこの
複数のパターン情報の一つを選択設定する手段とを含む
構成とすることが望ましい。

【００１３】前記減速度の変化について目標値を設定す
る手段は、車両重量の情報にしたがって車両の減速度の
変化を調節する手段を含む構成とすることができる。車
両重量の情報は、車軸と車台との間に設けられたエアス
プリングの変位あるいは空気圧から得ることができる。
車両重量の情報を得るための現実的な装置として、運転
席に重量指示のための操作端を設け、この操作端に設定
された情報を利用することができる。このような操作端
は、ブレーキ装置以外の目的のためにも、たとえば車両
の姿勢制御のために、すでにいくつかの車両について実
施されているものである。その場合には、本発明につい
てこの操作端を新たに設ける必要はなく、既設の装置か
らの情報を利用するように構成することができる。

【００１４】前記減速度の変化を制御する手段は、ブレ
ーキ・ペダルによる制動圧力が所定値以上発生している
ときには、ブレーキ・ペダルによる制動力を優先させ
て、前記制御する手段の動作を禁止する手段を含む構成
とすることがよい。すなわち運転者によりブレーキ・ペ
ダルが踏まれ、しかもそのブレーキ・ペダルの圧力が所
定値より大きいときには、運転操作により強力なブレー
キ操作が行われたことである。これは運転操作による急
ブレーキであり、乗客の乗り心地を改善するより危険防
止に備えることを優先させるものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は本発明実施例装置のブロッ
ク構成図である。この車両のブレーキ装置は基本的に運
転者が操作するブレーキ・ペダル１、およびこのブレー
キ・ペダル１の操作量に応じてブレーキ圧力を発生させ
る空気ブレーキ装置２である。この空気ブレーキ装置２
にはＡＢＳ(Anti-lock Breake System)が装備されてい
る。本発明が実施された自動ブレーキ制御回路３は、電
子回路にソフトウエアが実装されたプログラム制御回路
により構成され、その制御出力は空気ブレーキ装置２の
内部に設けられた空気圧制御弁に供給される。

【００１６】自動ブレーキ制御回路３には、車速センサ
４からの車速情報および車間距離計測装置５からの先行
車両までの距離情報が入力する。この距離情報と車速情
報とから、自動ブレーキの制御を開始するか否かの判定
が行われる。自動ブレーキの制御を開始するとの判定信
号がブレーキ制御のトリガ入力となる。

【００１７】このトリガ入力があると、上記距離情報お
よび車速情報から、目標車速およびその目標車速に至る
までの目標減速度が演算され、この自動ブレーキ制御回
路に制御目標として設定される。

【００１８】ここで本発明の特徴として、自動ブレーキ
制御回路３には、運転席ダッシュボードに設けられた操
作端６に操作設定された操作情報が入力する。この操作
情報は車両重量に関する情報であり、バスであれば運転
者が操作するおおよその乗車人員数、あるいは乗客が満
員で立っている乗客がいるかなどに基づいて入力され
る。図２はその操作端６の操作面構造図である。この操
作端６は、最小値（ＭＩＮ）から最大値（ＭＡＸ）まで
５段階の回転ダイヤルになっている。これがこの実施例
における車両の減速度の変化（ｄα／ｄｔ）について目
標値を設定する手段である。

【００１９】このように車速（ｖ）、減速度（α）およ
び減速度の変化（ｄα／ｄｔ）についてそれぞれ目標値
が設定されると、その設定された減速度の変化について
の目標値にしたがって制御パターンが選択される。この
制御パターンの選択は、あらかじめ用意された多数の制
御パターンの中から上記目標値に合致するパターンの一
つを選択することにより実行される。

【００２０】図３にこの制御パターンの一例を示す。す
なわち、この自動的な制御を開始する時刻を時間零とす
る時間軸上に、減速度（α）について複数の制御パター
ンが用意されている。減速度（α）の変化（ｄα／ｄ
ｔ）は、この図３の上では原点を起点とする直線の勾配
となる。これは上で説明した操作端６の指示位置にした
がって、その最大値（ＭＡＸ）から最小値（ＭＩＮ）ま
での間に複数設けられている。図３にはその最大値（Ｍ
ＡＸ）のもの、中間値（ＭＥＤ）のものおよび最小値
（ＭＩＮ）のもののみを図示する。

【００２１】図３に例示するように、減速度の変化を一
定に維持して減速度を大きくし、ある値（ここでは減速
度の目標値）に達したときに減速度の変化を小さくする
またはなくするように制御すると、乗客には違和感がな
く、その乗り心地は悪くならないことが確かめられた。

【００２２】さらに図３において、減速度（α）がその
可変幅（α_MIN〜α_MAX）の中から目標減速度として設
定される。これは、現在の車速と上記目標車速（ｖ）に
達するまでの時間から演算される。さらに詳しくは、車
間距離計測装置５からの入力情報にしたがって、先行車
両との車間距離が警告状態に接近しているとき、当車両
の車速を下げてその車間距離を目標距離まで大きくし、
目標距離になった時点で先行車両の車速と等しくなるよ
うに、すなわち目標車速になるように、制御が実行され
ることになる。このとき制動圧力を大きく選択すれば目
標距離になるまでの時間は短くなる。しかし、急ブレー
キがかかった状態となって乗客の乗り心地は悪くなる。
本発明の装置では減速度の変化（ｄα／ｄｔ）が操作端
６の操作設定により選択されるから、これにより自動ブ
レーキの制御により先行車両との車間距離が目標距離に
なるまでの時間が異なることになる。

【００２３】これを例示すると、いま乗客が満員であり
立っている乗客がいることから、運転者が操作端６の設
定を減速度の変化が最小値（ＭＩＮ）になるように操作
選択しているものとする。そうすると、自動ブレーキ装
置が作動したときに、減速度のパターンは（ｄα／ｄ
ｔ）の最小値ＭＩＮが選択される。これは図３で矢印Ａ
のパターンを選択することになる。矢印Ａのパターンが
選択されると制動距離は長くなるとともに、ブレーキが
作動している時間も長くなる。これは乗客の安全もしく
は乗り心地を優先させてブレーキを作動させるものであ
る。

【００２４】一方、乗客の数が少なく、すべての乗客は
着席してシートベルトを装着している状態であるとする
と、減速度は比較的大きい値をとることができる。この
とき運転者は操作端６を最大値（ＭＡＸ）に設定する。
そうすると、自動ブレーキが作動したときには、減速度
のパターンの最大値ＭＡＸが選択される。そうするとす
みやかに減速度が増大するように減速が実行される。こ
のときには比較的に短い時間で目標速度に接近するか
ら、短い時間で一定減速度に制御することができる。こ
れは図３で矢印Ｃのパターンとなる。これは乗客の安全
には問題がないとして、ブレーキ性能を優先させてブレ
ーキを作動させるものである。このように操作端６の設
定位置にしたがって、減速度の制御パターンとして選択
されるパターンは、上記矢印Ａのパターンと上記矢印Ｃ
のパターンとの間のパターンから選ばれることになる。

【００２５】貨物車両の場合には、この操作端６につい
ては、特別な精密機械の輸送を行う場合には、減速度の
変化（ｄα／ｄｔ）について最小値（ＭＩＮ）を選択す
るほかは、貨物の積載量に応じて選択することが適当で
ある。すなわち、貨物の積載量が大きいときには減速度
（ｄα／ｄｔ）が急勾配であるパターンを選び、貨物の
積載量が小さいときには減速度が緩勾配であるパターン
を選ぶように利用する。

【００２６】さらにこの実施例装置では、ブレーキ・ペ
ダル１が強く踏まれ、ブレーキ・ペダル１による制動圧
力が所定値以上発生しているときには、ブレーキ・ペダ
ルによる制動力の発生を優先させ、自動ブレーキ制御回
路３の動作が禁止されるように制御される。これは運転
者が急ブレーキ操作を行ったことであり、このような場
合には、乗り心地の制御を犠牲にして危険防止を優先す
るものである。これにより自動ブレーキ制御の動作と、
運転者によるブレーキ操作との調和をはかることができ
る。

【００２７】図４にこの自動ブレーキ制御回路３の本発
明に係る要部制御フローチャートを示す。これは上記制
御動作の説明において述べたとおりであり、説明が重複
するので詳しい説明を省略する。

【００２８】

【発明の効果】本発明により、減速度の変化を制御する
ことができる装置が得られる。これにより、乗用車両に
ついて乗客の乗り心地を改善することができる。とく
に、車内に立っている乗客がいる場合に、乗客がバラン
スを失うことがないように、あるいは倒れることがない
ように自動的なブレーキを作用させる装置を提供するこ
とができる。本発明により、貨物車両について、積み荷
の移動や荷崩れあるいは荷崩れを防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例装置のブロック構成図。

【図２】本発明実施例装置の操作端を示す図。

【図３】本発明実施例装置の制御パターンを説明する
図。

【図４】本発明実施例装置の要部制御フローチャート。

【符号の説明】

１ブレーキ・ペダル２空気ブレーキ装置３自動ブレーキ制御回路４車速センサ５車間距離計測装置６操作端

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小林祐司東京都日野市日野台３丁目１番地１日野自動車株式会社内Ｆターム(参考） 3D046 BB17 CC03 HH02 HH20 HH22 HH26 JJ04 KK07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車速センサの検出出力を取り込み、ブレー
キ制御のトリガ入力にしたがって自動的に制動力を発生
させる手段を含む自動車用の自動ブレーキ制御装置にお
いて、車両の減速度の変化（ｄα／ｄｔ）について目標値を設
定する手段と、前記車速センサの検出出力から演算され
る減速度の変化がその目標値に接近するように前記制動
力を制御する手段とを備えたことを特徴とする自動ブレ
ーキ制御装置。
【請求項２】前記減速度の変化について目標値を設定す
る手段は、操作端と、この操作端からの入力にしたがっ
て車両の減速度の変化を調節する手段を含む請求項１記
載の自動ブレーキ制御装置。
【請求項３】前記調節する手段は、時間の関数とする車
両の減速度についてあらかじめ用意された複数のパター
ン情報と、前記操作端からの入力にしたがってこの複数
のパターン情報の一つを選択設定する手段とを含む請求
項２記載の自動ブレーキ制御装置。
【請求項４】前記減速度の変化について目標値を設定す
る手段は、車両重量の情報にしたがって車両の減速度の
変化を調節する手段を含む請求項１記載の自動ブレーキ
制御装置。
【請求項５】前記減速度の変化を制御する手段は、ブレ
ーキ・ペダルによる制動圧力が所定値以上発生している
ときには（ブレーキ・ペダルによる制動力の発生を優先
させて）前記制御する手段の動作を禁止する手段を含む
請求項１記載の自動ブレーキ制御装置。