JP2004345408A

JP2004345408A - 車両用制動制御装置

Info

Publication number: JP2004345408A
Application number: JP2003142327A
Authority: JP
Inventors: Masashi Terada; 昌司寺田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-05-20
Filing date: 2003-05-20
Publication date: 2004-12-09

Abstract

【課題】自車両が牽引されるときにも、前方物体との相対関係に応じて随時適切な制動力を発生させることができる車両用制動制御装置を提供する。
【解決手段】自車両が牽引されているかを判断すると共に、自車両に牽引フック６にかかる引張力Ｔを検出し、自車両が牽引状態にあるものの牽引フック６に引張力Ｔが零となるときには（ステップＳ８の判定が“Ｙｅｓ”）、牽引車両との相対関係に基づいてブレーキアクチュエータ１１に制動力を発生させる閾値Ｄ_Ｌを上げて、制動力が発生し易くなるようにする（ステップＳ９）。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、運転者の制動操作に係らず車両に制動力を発生可能な車両用制動制御装置に関するもので、特に車両がエンジンをかけた状態等イグニッションＯＮで制動制御装置が起動している状態で牽引される場合に有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えばレーザレーダで検出する先行車両との車間距離が短くなったときに、自車両に自動ブレーキを作動させ、そのブレーキ力を先行車両との相対速度及び車間距離に応じて算出するように構成された自動車の走行制御装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−６５２９７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に記載された従来例にあっては、自動ブレーキやパワーステアリング等の作動を維持するためにエンジンをかけた状態等イグニッションＯＮで走行制御装置が起動している状態で自車両が牽引される際、自車両と牽引車両との相対速度が増大しにくいので自動ブレーキによる制動力が発生しにくいという未解決の課題がある。
【０００５】
そこで、本発明は上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、自車両が牽引されるときにも、前方物体との相対関係に応じて随時適切な制動力を発生させることができる車両用制動制御装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る車両用制動制御装置は、自車両が牽引されているか否かを判断し、自車両が牽引された状態にあるときには、前方物体との相対関係に応じて前記制動力発生手段に制動力を発生させる閾値を、非牽引時に比べて制動力が発生し易くなるように変更することを特徴としている。
【０００７】
【発明の効果】
本発明に係る車両用制動制御装置によれば、自車両が牽引されているか否かを判断し、自車両が牽引された状態にあるときには、前方物体との相対関係に応じて前記制動力発生手段に制動力を発生させる閾値を、非牽引時に比べて制動力が発生し易くなるように変更するので、牽引時に運転者が制動操作をしなくとも、前方物体との相対関係に応じて随時適切な制動力を発生させることができ、運転者の負担を軽減させることができるという効果が得られる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施形態を示すブロック図である。図中、距離センサ１は、例えば車体前面グリル内に配設され、車両前方にレーザ光を発して、車両前方の先行車両等の前方物体からの反射光を受光するレーダー方式の検出器であり、自車両と前方物体との距離Ｄ及び相対速度Ｖｒを検出する。この相対速度Ｖｒは、距離Ｄを微分して求めるか、或いは距離Ｄをバンドパスフィルタ処理することにより求める。なお、距離センサ１には、レーザ光を利用する場合に限らず、電波や超音波を利用して前方物体までの距離を検出して相対速度を演算したり、ドップラーレーダを使用したりしてもよい。
【０００９】
また、車速センサ２は、例えば変速機（図示省略）における出力軸の回転速度に応じて自車速Ｖを検出し、インヒビタスイッチ３は、運転者により操作されるセレクトレバー（図示省略）の選択位置を検出し、ハザードスイッチ４は、ハザードランプ（図示省略）の作動状態を検出する。
また、引張力検出装置５は、自車両が牽引されるときの牽引フック６にかかる引張力Ｔを検出する。ここで、牽引フック６は、図２に示すように、雄ねじ部６ａを有し、この雄ねじ部６ａを車体７のフロント下部に設けたナット８に螺合させて車体７に固定する所謂ねじ込み式のフックである。このナット８は、軸方向に摺動自在で且つ軸回転が阻止されるように車体７に係合保持され、更に軸方向の車体前方側に弾装されたコイルスプリング９の弾発力によって、車体後方側（紙面上左方向）に付勢されている。これにより、ナット８は、牽引フック６にかかる引張力が零であるときには、コイルスプリング９の弾発力によって後端の初期位置にあり、牽引フック６にかかる引張力がコイルスプリング９の弾発力に抗して増加するときには、初期位置から車体前方側に移動する。したがって、引張力検出装置５は、初期位置からのナット８の位置変化を測定するリニアエンコーダ等の位置センサであって、このナット８の移動量に応じた引張力Ｔを演算するように構成されている。
【００１０】
そして、図１のコントローラ１０は、例えばマイクロコンピュータで構成されており、距離Ｄ及び相対速度Ｖｒと、自車速Ｖと、セレクトレバーの選択位置と、ハザードランプの作動状態と、引張力Ｔとを入力して、図３の制動制御処理を実行し、ブレーキアクチュエータ１１に対する制動力指令値Ｐの出力を制御する。
【００１１】
このブレーキアクチュエータ１１は、コントローラ１０からの制動力指令値Ｐに応じた大きさの制動力を、運転者のブレーキ操作に係らず断続的に発生するように構成されている。
次に、コントローラ１０で実行する制動制御処理を図３及び図４のフローチャートに従って説明する。
【００１２】
先ず、図３のステップＳ１で、各種センサ及びスイッチからのデータを読込む。具体的には、距離センサ１で検出した自車両と前方物体との距離Ｄ及び相対速度Ｖｒと、車速センサ２で検出した自車速Ｖと、インヒビタスイッチ３で検出したセレクトレバーの選択位置と、ハザードスイッチ４で検出したハザードランプの作動状態と、引張力検出装置５で検出した引張力Ｔとを読込み、続くステップＳ２に移行する。
【００１３】
ステップＳ２では、後述する図４の牽引判断処理を実行して、自車両が牽引されているか否かを表す牽引フラグＦ_Ｔを設定し、続いて移行するステップＳ３では、牽引フラグＦ_Ｔが“０”にリセットされているか否かを判定し、判定結果がＦ_Ｔ＝１であるときには、自車両が牽引されていると判断して後述するステップＳ８に移行し、逆にＦ_Ｔ＝０であるときには、自車両は牽引されていないと判断してステップＳ４に移行する。
【００１４】
ステップＳ４では、前方物体との距離Ｄに基づいて制動の要否を判断する閾値Ｄ_Ｌを算出する。ここで、図５に示すように、自車両が前方を走行する先行車両に対して、車間距離Ｄ及び相対速度Ｖｒで接近しているとすると、車間距離Ｄが零となる前に、自車両における左端の点Ａが、先行車両の車幅Ｗ分だけ横方向に移動すれば、先行車両との接触を回避することが可能である。このとき、自車両が横加速度αｘで横方向に移動すると、車幅Ｗ分の移動に要する時間Ｔｘは、下記（１）式で演算できる。
Ｔｘ＝（２Ｗ／αｘ）^１／２・・・・・・（１）
したがって、運転者によるステアリング操作で接触を回避するのに必要な操舵回避距離Ｄ_ＳＴＲを、下記（２）式で演算できる。なお、Ｖｒ_Ｎは相対速度のノイズ成分である。
Ｄ_ＳＴＲ＝Ｔｘ・（Ｖｒ＋Ｖｒ_Ｎ）・・・（２）
また、車間距離Ｄが零となる前に、相対速度Ｖｒが零以下となるように減速すれば、先行車両との接触を回避することが可能である。このとき、自車両が減速度αｙで減速すると、運転者によるブレーキ操作で接触を回避するのに必要な制動回避距離Ｄ_ＢＲＫを、下記（３）式で演算できる。
Ｄ_ＢＲＫ＝（Ｖｒ＋Ｖｒ_Ｎ）^２／２αｙ・・・（３）
ここで、横加速度αｘ、減速度αｙを所定の値に設定すると、図６に示すように、相対速度Ｖｒから操舵回避距離Ｄ_ＳＴＲの境界線（破線）と、制動回避距離Ｄ_ＢＲＫの境界線（破線）とが定まる。その結果、運転者によるステアリング操作、又はブレーキ操作の何れかで、障害物との接触を回避可能な閾値（太い実線）が定まり、この閾値に対して車間距離Ｄは短くなるほど、相対速度Ｖｒは接近方向に増加するほど、障害物との接触回避が困難となる。
【００１５】
したがって、ブレーキアクチュエータ１１による制動の要否を判断する閾値Ｄ_Ｌは、下記（４）式に示すように、操舵回避距離Ｄ_ＳＴＲ、及び制動回避距離Ｄ_ＢＲＫの小さい方の値を選択して算出する。
Ｄ_Ｌ＝ｍｉｎ［Ｄ_ＳＴＲ，Ｄ_ＢＲＫ］・・・（４）
こうして上記ステップＳ４で閾値Ｄ_Ｌを算出したらステップＳ５に移行し、車間距離Ｄが閾値Ｄ_Ｌ以上であるか否かを判定する。この判定結果がＤ≧Ｄ_Ｌであるときには、運転者によるステアリング操作、又はブレーキ操作で障害物との接触回避が可能であり、制動は不要であると判断してステップＳ６に移行し、ブレーキアクチュエータ１１への制動力指令値Ｐを出力停止状態に制御して、前記ステップＳ１に戻る。一方、判定結果がＤ＜Ｄ_Ｌであるときには、運転者によるステアリング操作やブレーキ操作では、障害物との接触回避が困難なため、制動が必要であると判断してステップＳ７に移行し、ブレーキアクチュエータ１１に比較的大きな制動力を発生させる所定の制動力指令値Ｐを出力する。
【００１６】
一方、前記ステップＳ３の処理で自車両が牽引されていると判断されて移行するステップＳ８では、引張力Ｔが零であるか否かを判定し、この判定結果がＴ＞０であるときには、自車両が牽引車両に対して牽引ロープ分の車間距離を維持していると判断して前記ステップＳ４に移行する。一方、判定結果がＴ＝０であるときには、自車両が牽引ロープ分の車間距離を下回って牽引車両に接近していると判断してステップＳ９に移行する。
【００１７】
ステップＳ９では、前記ステップＳ４と同様に前方物体との距離Ｄに基づいて制動の要否を判断する閾値Ｄ_Ｌを算出して、前記ステップＳ５に移行する。但し、このステップＳ５では、図６に示すように、ステップＳ４で算出した非牽引時又は引張力発生時の通常の閾値に比べて制動力が発生し易くなるように閾値Ｄ_Ｌを上げる。具体的には、下記（５）式に示すように、前記ステップＳ４で算出される操舵回避距離Ｄ_ＳＴＲ、及び制動回避距離Ｄ_ＢＲＫの夫々に、係数Ｋ（Ｋ＞１）を乗じ、こうして算出されたＤ_ＳＴＲ・Ｋ、及びＤ_ＢＲＫ・Ｋの小さい方の値を選択して算出する。また、係数Ｋは、引張力Ｔが零となるまでの減少率に応じて決定され、この減少率が大きいほど係数Ｋを大きくする。
Ｄ_Ｌ＝ｍｉｎ［Ｄ_ＳＴＲ・Ｋ，Ｄ_ＢＲＫ・Ｋ］・・・（５）
そして、図４の牽引判断処理では、先ずステップＳ２０で、セレクトレバーがニュートラル位置のＮレンジに設定されているか否かを判定し、Ｎレンジ以外のレンジ（Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｄレンジ等）に設定されているときには、自車両は牽引されていないと判断し、ステップＳ２１に移行してから前述した牽引フラグＦ_Ｔを、自車両が牽引されていない旨を示す“０”にリセットしてこの牽引判断処理を終了する。一方、Ｎレンジが選択されているときには、ステップＳ２２に移行する。
【００１８】
ステップＳ２２では、自車速Ｖが零から増加して低速域の所定値Ｖ_１（例えば、時速１５ｋｍ）を超えたか否かを判定し、この判定結果がＶ＜Ｖ_１である、又はＶ≧Ｖ_１であっても零から増加していないときには、自車両が牽引されていない可能性は高いと判断して前記ステップＳ２１に移行する。一方、自車速Ｖが零から増加して所定値Ｖ_１を超えているときには、自車両が牽引されている可能性があると判断してステップＳ２３に移行する。
【００１９】
ステップＳ２３では、前方物体との相対速度の絶対値｜Ｖｒ｜が零近傍の所定値Ｖ_２未満であるか否かを判定し、この判定結果が｜Ｖｒ｜≧Ｖ_２であるときには、自車両は牽引されていない可能性があると判断して前記ステップＳ２１に移行する。一方、判定結果が｜Ｖｒ｜＜Ｖ_２であるときには、前方物体と略一定の速度を維持しており自車両が牽引されている可能性が高いと判断してステップＳ２４に移行する。
【００２０】
ステップＳ２４では、ハザードランプが作動しているか否かを判定し、ハザードランプが非作動状態であるときには、自車両は牽引されていない可能性があると判断して前記ステップＳ２１に移行する。一方、ハザードランプが作動状態にあるときには、自車両が牽引されていると判断し、ステップＳ２５に移行してから前述した牽引フラグＦ_Ｔを、自車両が牽引されている旨を示す“１”にセットしてこの牽引判断処理を終了する。
【００２１】
ここで、図１のブレーキアクチュエータ１１が制動力発生手段に対応し、図３のステップＳ３〜Ｓ９処理が制動制御手段に対応し、図３のステップＳ２（図４の牽引判断処理）の処理が牽引判断手段に対応し、図１の引張力検出装置が引張力検出手段に対応している。
次に、上記一実施形態の動作について説明する。
【００２２】
今、自車両が先行車両の後方を走行しているとする。このとき、自車両ではドライブレンジが選択されて牽引フラグＦ_Ｔが“０”にリセットされるので、相対速度Ｖｒに応じて通常の閾値Ｄ_Ｌを算出し（ステップＳ４）、この閾値Ｄ_Ｌと車間距離Ｄとに基づいて制動の要否を判定する（ステップＳ５）。
ここで、自車両が、概ね一定の速度で走行した先行車に対して理想的な車間距離を維持して走行しているときには、車間距離Ｄと閾値Ｄ_Ｌとの関係が、Ｄ≧Ｄ_Ｌとなるので、制動不要と判定され、ブレーキアクチュエータ１１に対する制動力指令値Ｐは出力停止状態に制御される（ステップＳ６）。
【００２３】
その後、先行車両の減速等で車間距離Ｄが減少し、相対速度Ｖｒが増加してくると、ステアリング操作、又はブレーキ操作による接触回避が、次第に困難となる。そして、車間距離Ｄと閾値Ｄ_Ｌとの関係が、Ｄ＜Ｄ_Ｌとなるときに、制動が必要であると判定され、ブレーキアクチュエータ１１に制動力指令値Ｐが出力される（ステップＳ７）。ブレーキアクチュエータ１１は、コントローラ１０から出力された制動力指令値Ｐに応じて比較的大きな制動力を断続的に発生させて車両を減速させることにより、先行車両との接触を回避したり、或いは接触速度を低減させたりする。この自車両の減速で、再び先行車両との接触を回避できると判断されれば、ブレーキアクチュエータ１１に対する制動力指令値Ｐの出力停止状態に復帰する。
【００２４】
ところで、上記のように通常の制動制御を行っていた状態から、自動ブレーキやパワーステアリング等の作動を維持するために、エンジンをかけた状態等イグニッションＯＮで制動制御装置が起動した状態で自車両を牽引したとする（ステップＳ３の判定が“Ｎｏ”）。
しかしながら、このような牽引時に、例えば牽引車両が駆動力を弱めるなどしてゆっくりと減速する場合には、自車両が牽引ロープ分の車間距離を下回って牽引車両に接近するものの、相対速度Ｖｒが小さいためにブレーキアクチュエータ１１による制動力が発生しにくい。そこで、自車両が牽引状態にあるものの牽引フック６に引張力Ｔが零となるときには（ステップＳ８の判定が“Ｙｅｓ”）、牽引車両との相対関係に基づいてブレーキアクチュエータ１１に制動力を発生させる閾値Ｄ_Ｌを上げ（ステップＳ９）、制動力が発生し易くなるようにする。このとき、引張力Ｔが零となるまでの減少率が大きいほど、閾値Ｄ_Ｌの変更量を大きくするように構成されているので、牽引車両が大きく減速する等して引張力Ｔが早く抜けほど、ブレーキアクチュエータ１１による制動力が発生し易くなる。
【００２５】
一方、牽引フック６に引張力Ｔがかかっているとき、すなわち自車両が牽引車両に完全に引っ張られているときには（ステップＳ８の判定が“Ｎｏ”）、制動力を発生させる閾値Ｄ_Ｌの変更は行わない。それでも、牽引車両との相対速度Ｖｒは略零であるので、ブレーキアクチュエータ１１により不要な制動力が発生することはない。
【００２６】
因みに、車両が牽引される場合には、セレクトレバーがＮレンジに設定された状態で、車速が零から増加し始めてある程度の車速まで増加し、また牽引車両との相対速度が零近傍の値を維持し、更にハザードランプが点灯されるので、これらの条件を全て満たすか否かを判定して自車両が牽引されているか否かを正確に判断することができる。
【００２７】
このように、上記一実施形態によれば、自車両が牽引されていると判断され、且つ引張力Ｔが零となるきには、ブレーキアクチュエータ１１によって制動力を発生させる閾値Ｄ_Ｌを上げる、つまり非牽引時又は引張力発生時に比べて制動力が発生しやすくなるように変更するので、牽引時に運転者が制動操作をしなくとも、牽引車両との相対関係に応じて随時適切な制動力を発生させることができ、運転者の負担を軽減することができるという効果が得られる。
【００２８】
また、自車両が牽引されていると判断された状態で、引張力Ｔが減少して零となるときに、引張力Ｔの減少率が大きいほど閾値Ｄ_Ｌの変更量を大きくするように構成されているので、牽引車両が大きく減速する等して引張力Ｔが早く抜けるほど、ブレーキアクチュエータ１１による制動力が発生し易くなり、安全性が向上するという効果が得られる。
【００２９】
なお、上記一実施形態では、引張力Ｔが零となるまでの減少率が大きいほど、閾値Ｄ_Ｌの変更量を大きくする場合について説明したが、これに限定されるものではなく、閾値Ｄ_Ｌの変更量は固定してもよい。
また、上記一実施形態では、自車両が牽引されていると判断され、且つ引張力Ｔが零となるときに、閾値Ｄ_Ｌを変更する場合について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、自車両が牽引されていると判断されたときに、非牽引時に比べて制動力が発生し易くなるようにすればよいので、図３のステップＳ８の処理を省略し、ステップＳ２の処理で自車両が牽引されていると判断されたら、そのままステップＳ９に移行して閾値Ｄ_Ｌを変更してもよい。
【００３０】
また、上記一実施形態では、牽引フック６と螺合したナット８の位置変化から引張力Ｔが零であるか否かを判断する場合について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、引張力Ｔが発生しているとき、つまり自車両が牽引車両に完全に引っ張られているときには自車両は加速状態にあるが、引張力Ｔが零になると自車両は減速し始めるので、自車両の減速度を検出して減速度が発生したときに引張力Ｔが零であると判断するようにしてもよい。勿論、張力計等を用いて引張力Ｔが零であるか否かを判断してもよい。
【００３１】
さらに、上記一実施形態では、牽引中に引張力Ｔが抜けたときには、制動力が発生し易くなるように、操舵回避距離Ｄ_ＳＴＲ及び制動回避距離Ｄ_ＢＲＫの夫々に係数Ｋを乗じて、閾値Ｄ_Ｌを上げる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば操舵回避距離Ｄ_ＳＴＲ及び制動回避距離Ｄ_ＢＲＫの夫々に、引張力Ｔの減少率に応じた所定の値を加算して閾値Ｄ_Ｌを上げてもよい。
【００３２】
さらにまた、上記一実施形態では、ブレーキアクチュエータ１１を用いて自車両に制動力を発生させる場合について説明しているが、このブレーキアクチュエータ１１は、一般的な油圧式摩擦ブレーキに限らず、電動アクチュエータによって摩擦材をディスクロータに押圧して制動力を発生させる電動ブレーキ、或いは電気的に制動作用を得る回生ブレーキや発電ブレーキを用いてもよい。また、エンジンにおけるバルブタイミングの変更や、変速比の変更によって制動作用を得るエンジンブレーキを用いてもよいし、更には空気抵抗ブレーキを用いてもよい。要は、自車両に制動力を付与するものであれば任意の手段を用いることができる。
【００３３】
また、上記一実施形態では、距離センサ１を用いて前方物体との相対速度Ｖｒを検出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えばＣＣＤカメラ等で自車両の前方を撮像した画像から、前方物体までの距離Ｄ及び相対速度Ｖｒを算出してもよい。
また、上記一実施形態では、セレクトレバーの選択位置と自車速Ｖ、前方物体との相対速度Ｖｒ、及びハザードランプの作動状態に基づいて、自車両が牽引されているか否かを判断する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、このうちハザードランプの作動状態を判定するステップＳ２４の処理や、相対速度Ｖｒの絶対値が所定値Ｖ_２未満であるか否かを判定するステップＳ２３の処理は省略してもよい。
【００３４】
さらに、上記一実施形態では、ブレーキアクチュエータ１１が所定の制動力を発生する構成について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、接触回避可能な範囲からの逸脱度合に応じて制動力指令値Ｐを算出し、出力するようにしてもよい。
さらに、上記一実施形態では、エンジンを回転駆動源とする車両について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、回転駆動源に電気モータを使用した電気自動車にも適用することができ、要は、回転駆動源の出力トルクを制御することができればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の概略構成図である。
【図２】牽引フック取付け部の拡大図である。
【図３】制動制御処理を示すフローチャートである。
【図４】牽引判断処理を示すフローチャートである。
【図５】前方物体との接触回避を説明する図である。
【図６】接触回避が可能な境界線を示すグラフである。
【符号の説明】
１距離センサ
２車速センサ
３インヒビタスイッチ
４ハザードスイッチ
５引張力検出装置
６牽引フック
８ナット
９コイルスプリング
１０コントローラ
１１ブレーキアクチュエータ

Claims

運転者の制動操作に係らず制動力を発生可能な制動力発生手段と、自車両と前方物体との相対関係に応じて前記制動力発生手段の制動力を制御する制動制御手段とを備えた車両用制動制御装置において、
自車両が牽引されているか否かを判断する牽引判断手段を有し、前記制動制御手段は、前記牽引判断手段で自車両が牽引されていると判断されたときに、前方物体との相対関係に応じて前記制動力発生手段に制動力を発生させる閾値を、非牽引時に比べて制動力が発生し易くなるように変更することを特徴とする車両用制動制御装置。
自車両の牽引フックにかかる引張力を検出する引張力検出手段を有し、前記制動制御手段は、前記牽引判断手段で自車両が牽引されていると判断され、且つ前記引張力検出手段で検出した引張力が零となるときに、前方物体との相対関係に応じて前記制動力発生手段に制動力を発生させる閾値を、非牽引時又は引張力発生時に比べて制動力が発生し易くなるように変更することを特徴とする請求項１記載の車両用制動制御装置。
前記制動制御手段は、前記牽引判断手段で自車両が牽引されていると判断された状態で、前記引張力検出手段で検出される引張力が減少して零となるとき、引張力の減少率が大きいほど前記閾値の変更量を大きくすることを特徴とする請求項１又は２記載の車両用制動制御装置。