JP2005028994A - 車両用制動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動料金収受システムのゲートを通過する際に適切な制動制御を行う。
【解決手段】自動料金収受システムによる自車の路車間通信を検知し、且つ自車速Ｖが所定値Ｖ１以下であるときには（ステップＳ２及びＳ７の判定が共に“Ｙｅｓ”）、自動ブレーキの発生を制限するために、ブレーキアクチュエータ５に対する制動力指令値Ｐの出力停止状態に制御する（ステップＳ５）。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自車と前方物体との相対関係に応じて、車両に制動力を発生させる車両用制動制御装置に関するもので、特に自動料金収受システムのゲートを通過する際に有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、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、その制動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ある（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】
近年、有料道路の料金所に設置された道路側アンテナと、車両に設置された車載器との間の無線通信により、車両を停止させることなくゲートを通過して、通行料金を支払う自動料金収受システム、所謂ＥＴＣ（登録商標）が普及しつつある。
しかしながら、自動料金収受システムのゲートは車両が接近するまで閉鎖されているので、上記特許文献１に記載された従来例にあっては、自動料金収受システムのゲートを通過する際に、開放直前のゲートに対して不要な自動ブレーキが作動する可能性があるという未解決の課題がある。
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、自動料金収受システムのゲートを通過する際に適切な制動制御を行え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。
【０００５】
【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、前方物体との相対関係に応じて制動力発生手段が発生させる制動力を制御すると共に、自動料金収受システムによる自車の路車間通信を検知したら、制動力発生手段が発生させる制動力を制限することを特徴としている。
【０００６】
【発明の効果】
本発明に係る車両用制動制御装置によれば、前方物体との相対関係に応じて制動力発生手段による制動力の発生を制御すると共に、自動料金収受システムによる自車の路車間通信を検知したら、制動力発生手段による制動力の発生を制限するように構成されているので、自動料金収受システムのゲートを通過する際に不要な制動力が発生することを防止して適切な制動制御を行うことができる。
【０００７】
【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。
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、例えば距離Ｄを微分して求める。なお、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。
【０００８】
また、車速センサ２は、例えば変速機の出力軸の回転速度や、車輪の回転速度に基づいて自車速Ｖを検出する。
また、自動料金収受システムユニット３は、有料道路の料金所に設置された道路側アンテナとの路車間通信によって料金情報の授受を行うことにより、ノンストップでキャッシュレスの料金所通過を可能にする。
【０００９】
そして、コントローラ４は、例えばマイクロコンピュータで構成されており、距離センサ１からの距離Ｄ及び相対速度Ｖｒと、車速センサ２からの自車速Ｖと、自動料金収受システムユニット３における道路側アンテナとの路車間通信状態とを入力して、後述する図２の制動制御処理を実行して自動ブレーキの要否を判断し、ブレーキアクチュエータ５に対する制動力指令値Ｐの出力を制御する。
【００１０】
このブレーキアクチュエータ５は、コントローラ４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発生するように構成されている。
次に、コントローラ４で実行する制動制御処理を図２のフローチャートに従って説明する。
先ず、図２のステップＳ１で、自車両と前方物体との距離Ｄ及び相対速度Ｖｒと、自車速Ｖと、自動料金収受システムによる路車間通信状態とを読込んでステップＳ２に移行する。
【００１１】
ステップＳ２では、前方物体との距離Ｄに基づいて自動ブレーキの要否を判断する閾値Ｄ_Ｌを算出する。ここで、図３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０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）
【００１２】
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０となる前に、相対速度Ｖｒが０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）
【００１３】
ここで、横加速度αｘ、減速度αｙを所定の値に設定すると、図４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。
【００１４】
したがって、ブレーキアクチュエータ５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Ｓ２で閾値Ｄ_Ｌを算出したらステップＳ３に移行し、車間距離Ｄが閾値Ｄ_Ｌ未満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そのままステップ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Ｓ４に移行する。
【００１５】
ステップＳ４では、自動料金収受々システムによる路車間通信を検知したか否かを判定する。ここで、路車間通信を検知していないときには通常の制動制御を行うためにステップＳ５に移行し、ブレーキアクチュエータ５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。一方、路車間通信を検知したときにはステップＳ６に移行する。
【００１６】
ステップＳ６では、自車速Ｖが所定値Ｖ１以下であるか否かを判定する。この所定値Ｖ１は、自動料金収受システムのゲートが開放されるまでに自車両がゲートに到達してしまうような比較的早い車速（例えば、通常通過時にゲートが確実に開放される２０ｋｍ／ｈよりも大きな３０ｋｍ／ｈ程度）である。この判定結果がＶ＞Ｖ１であるときには、自動ブレーキが必要であると判断して前記ステップＳ５に移行する。一方、判定結果がＶ≦Ｖ１であるときには、自動ブレーキは不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５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。
【００１７】
以上より、図１のブレーキアクチュエータ５が制動力発生手段に対応し、図１の自動料金収受システムユニット３が路車間通信検知手段に対応し、図２の制動制御処理が制動制御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。
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、相対速度Ｖｒに応じて非牽引時の閾値Ｄ_Ｌを算出し（ステップＳ２）、この閾値Ｄ_Ｌと車間距離Ｄとに基づいて自動ブレーキの要否を判定する（ステップＳ３）。
【００１８】
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おり、車間距離Ｄと閾値Ｄ_Ｌとの関係がＤ≧Ｄ_Ｌであるときには、自動ブレーキは不要であると判断されてブレーキアクチュエータ５に対する制動力指令値Ｐは出力しない。
この状態から、先行車両の減速等により車間距離Ｄが減少したり、相対速度Ｖｒが増加したりすると、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、自動ブレーキが必要であると判断する。
【００１９】
このとき、自動料金収受システムによる路車間通信を検知していなければ（ステップＳ４の判定が“Ｎｏ”）、通常の制動制御を行うために、ブレーキアクチュエータ５に制動力指令値Ｐが出力される（ステップＳ５）。このブレーキアクチュエータ５は、コントローラ４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５に対する制動力指令値Ｐの出力停止状態に復帰する。
【００２０】
こうして前方物体との距離Ｄや相対速度Ｖｒに基づいて制動制御を実行している状態から、自車両が自動料金収受システムのゲートに差しかかったとする。このとき、ゲートは車両が接近するまで閉鎖されているので、このゲートに対して距離センサ１が自車からの距離Ｄや相対速度Ｖｒを検出してしまうと、開放直前のゲートに対して不要な自動ブレーキが作動する虞がある。
【００２１】
そこで、自動料金収受システムによる自車の路車間通信を検知し、且つ自車速Ｖが所定値Ｖ１以下であるときには（ステップＳ４及びＳ６の判定が共に“Ｙｅｓ”）、自動ブレーキの発生を制限するために、ブレーキアクチュエータ５に対する制動力指令値Ｐを出力停止状態に制御する（ステップＳ７）。
一方、路車間通信を検知しても、自車速ＶがＶ１よりも大きいときには（ステップＳ６の判定が“Ｎｏ”）、閉鎖中のゲートに対して適切な自動ブレーキを作動させるために、通常の制動制御を行う。
【００２２】
このように、上記一実施形態によれば、自動料金収受システムによる自車の路車間通信を検知し、且つ自車速Ｖが比較的早い所定値Ｖ１以下であるときに、ブレーキアクチュエータ５で発生させる制動力を制限しているので、自動料金収受システムのゲートを通過する際に、不要な自動ブレーキが発生することを確実に防止しつつ、自動ブレーキの作動領域を不必要に狭めることなく安全性を確保することができる。
【００２３】
なお、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、ブレーキアクチュエータ５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。
【００２４】
また、上記一実施形態では、自動料金収受システムによる路車間での通信状態、及び自車速Ｖに基づいて、ブレーキアクチュエータ５で発生させる制動力を制限するか否かを判断しているが、これに限定されるものではない。すなわち、図２のステップＳ６の判定処理を省略し、路車間での通信状態のみに基づいてブレーキアクチュエータ５で発生させる制動力を制限するか否かを判断してもよい。
【００２５】
さらに、上記一実施形態では、ブレーキアクチュエータ５で発生させる制動力を制限するために、ステップＳ７の処理でブレーキアクチュエータ５に対する制動力指令値Ｐの出力を停止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。要は、ブレーキアクチュエータ５で発生する制動力を制限することができればよいので、ステップＳ７の処理では僅かな制動力が発生することを許容してもよい。更には、自動料金収受システムによる路車間通信を検知したときには、図５に示すように、路車間通信を検知していない通常時よりも制動力が発生し難くなるように閾値Ｄ_Ｌを下げてから、自動ブレーキの要否を判断することにより、自動ブレーキの発生タイミングを遅延させてもよい。
【００２６】
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５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５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如何なる手段を用いてもよい。
【００２７】
また、上記一実施形態では、本発明を自車両及び前方物体の相対関係に基づいて制動力を発生させる所謂自動ブレーキ装置に適用した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、自車両及び前方物体の相対関係に応じて制動力を発生させるものであれば本発明を適用することができるので、例えば先行車両との理想的な車間距離を維持して走行する車間距離制御装置や、自車両及び先行車両の相対関係に基づいて所定時間だけ制動力を発生させる衝突速度低減ブレーキ装置等に本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の概略構成図である。
【図２】制動制御処理を示すフローチャートである。
【図３】前方物体との接触回避に必要な条件を説明する図である。
【図４】自動ブレーキ発生の閾値を示すグラフである。
【図５】自動ブレーキの発生タイミングを遅延させる閾値である。
【符号の説明】
１ 距離センサ
２ 車速センサ
３ 自動料金収受システム
４ コントローラ
５ ブレーキアクチュエータ

Claims (2)

1. 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、自車両及び前方物体の相対関係に応じて、前記制動力発生手段が発生させる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、
   自動料金収受システムによる自車の路車間通信を検知する路車間通信検知手段を有し、前記制動制御手段は、前記路車間通信検知手段で自動料金収受システムによる路車間通信を検知したときに、前記制動力発生手段が発生させる制動力を制限するように構成されることを特徴とする車両用制動制御装置。
2. 前記制動制御手段は、前記路車間通信検知手段で自動料金収受システムによる路車間通信を検知し、且つ自車速が所定値以下であるときに、前記制動力発生手段が発生させる制動力を制限するように構成され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。

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