JP2005145241A - 車両用制動力発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 自車両が障害物と接触した後に、運転者の意志に係らず車両が動き出すのを抑制する。
【解決手段】 自車両と障害物との接触を検知した後（ステップＳ２の判定が“Yes”）、運転者は自ら制動力を発生させようとしているか否か（ステップＳ６、Ｓ７）、また運転者は自車両を操縦して速やかに移動させようとしているか否か（ステップＳ９）を夫々判断し、ブレーキアクチュエータ９による制動力の発生を的確に制御する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車両に制動力を発生させる車両用制動力発生装置に関するもので、特に車両が障害物と接触した場合に有用なものである。

従来、例えば超音波レーダユニットで自車両と前方の障害物との間の距離及び相対速度を検出することにより、自車両と障害物との接触の可能性を判定し、この判定結果に基づいて自動制動をかけ、接触の可能性がなくなるときに自動制動を解除するように構成された車両の自動制動装置が提案されている（特許文献１参照）。
特開平５−３９０１１号公報

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、自動制動によって障害物との接触回避、或いは接触速度の低減を図っているが、自車両が障害物と接触してしまった場合、その後の自動制動については考慮されていない。このため、運転者の意志に係らず車両が動き出す場合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、自車両が障害物と接触した後に、運転者の意志に係らず車両が動き出すことを抑制可能な車両用制動力発生装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係る車両用制動力発生装置は、自車両と障害物との接触を検知したときに、制動力を発生させ、その後も継続して制動力を発生させることを特徴としている。

本発明に係る車両用制動力発生装置によれば、自車両と障害物との接触を検知したときに制動力を発生させ、その後も継続して制動力を発生させるように構成されているので、運転者の意志に係らず車両が動き出すのを抑制できるという効果が得られる。

以下、本発明を実施するための最良の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、車両前方からレーザ光を発射して、車両前方の先行車両や障害物からの反射光を受光するレーダー方式の検出器であり、自車両と障害物との距離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障害物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。

また、アクセル操作量センサ４は、アクセルペダル３の踏込み量に応じたアクセル操作量Ｓ_Aを検出し、ブレーキ操作量センサ６は、ブレーキペダル５の踏込み量に応じたブレーキ操作量Ｓ_Bを検出する。
また、エアバックスイッチ２は、設定限度を超えた衝撃荷重で作動するエアバック（図示省略）の作動状態を検出し、解除スイッチ７は、運転者によるＯＮ／ＯＦＦの設定操作で、後述するブレーキアクチュエータ９の作動を解除できるように構成されている。

そして、コントローラ８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、アクセル操作量Ｓ_A、ブレーキ操作量Ｓ_B、エアバックスイッチ２の作動状態、並びに解除スイッチ７の設定状態を入力して、後述する図２の制動制御処理を実行し、ブレーキアクチュエータ９に対する制動指令の出力を制御する。
このブレーキアクチュエータ９は、運転者のブレーキ操作に係らずコントローラ８からの制動指令が入力されると、比較的大きな制動力Ｐ₁を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８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、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障害物との距離Ｄ及び相対速度Ｖｒと、アクセル操作量センサ４で検出したアクセル操作量Ｓ_Aと、ブレーキ操作量センサ６で検出したブレーキ操作量Ｓ_Bと、エアバックスイッチ２の作動状態と、解除スイッチ７の設定状態とを読込み、続くステップＳ２に移行する。

ステップＳ２では、エアバックが作動しているか否かを判断し、エアバックが作動しているときには、後述するステップＳ６に移行し、一方エアバックが作動していないときには、ステップＳ３に移行する。
ステップＳ３では、前記ステップＳ１で読込んだ距離Ｄ及び相対速度Ｖｒに基づいて、制動の要否を判定する。この判定基準は、次のように設定される。

例えば、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（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）
従って、運転者によるステアリング操作で接触を回避するには、車間距離Ｄと相対速度Ｖｒとの関係が下記（２）式となればよい。
Ｄ＞Ｔｘ・Ｖｒ ………（２）

また、車間距離Ｄが０（零）となる前に、相対速度Ｖｒが０（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には、車間距離Ｄと相対速度Ｖｒとの関係が下記（３）式となればよい。
Ｄ＞Ｖｒ２／２αｙ ………（３）
ここで、横加速度αｘを５［ｍ／ｓ²］、減速度αｙを８［ｍ／ｓ²］とすると、距離Ｄと相対速度Ｖｒとの関係から、図４に示すように、ステアリング操作で回避可能な境界線（点線図示）、及びブレーキ操作で回避可能な境界線（実線図示）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領域（スマッジング図示）が定まるので、車間距離Ｄと相対速度Ｖｒとが、この領域から遠ざかるほど障害物との接触回避が困難となる。

したがって、ステップＳ３では、前記ステップＳ１で読込んだ距離Ｄ及び相対速度Ｖｒの関係が、Ｄ≦Ｔｘ・Ｖｒで、且つＤ≦Ｖｒ²／２αｙであるか否かを判定する。この判定結果がＤ＞Ｔｘ・Ｖｒ、又はＤ＞Ｖｒ²／２αｙ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Ｓ４に移行し、ブレーキアクチュエータ９への制動指令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≦Ｔｘ・Ｖｒ、且つＤ≦Ｖｒ²／２αｙ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Ｓ５に移行し、ブレーキアクチュエータ９に対する制動指令を出力して、前記ステップＳ１に戻る。

そして、前記ステップＳ２でエアバックが作動していないと判断されて移行するステップＳ６では、運転者によるブレーキ操作があるか否かを判定し、運転者によるブレーキ操作があるときには、ステップＳ７に移行し、ブレーキ操作量Ｓ_Bに応じて発生する制動力Ｐが、ブレーキアクチュエータ９で発生する制動力Ｐ₁以上であるか否かを判定する。この判定結果がＰ≧Ｐ１であるときには、運転者に自らのブレーキ操作で制動力を発生させる意志があると判断して前記ステップＳ４に移行する。

一方、ステップＳ６で運転者によるブレーキ操作がないと判定されたとき、又はステップＳ７の判定結果がＰ＜Ｐ１であるときには、運転者に自らのブレーキ操作で制動力を発生させる意志がないと判断して、ステップＳ８に移行する。
ステップＳ８では、解除スイッチ７がブレーキアクチュエータ９の作動を維持する“ＯＦＦ”に設定されているか否かを判定する。解除スイッチ７がブレーキアクチュエータ９の作動を解除する“ＯＮ”に設定されているときには、運転者には制動力Ｐ₁の発生を解除する意志があると判断して前記ステップＳ４に移行する。一方、解除スイッチ７が“ＯＦＦ”に設定されているときには、運転者には制動力Ｐ₁の発生を維持しようとしていると判断して、ステップＳ９に移行する。

ステップＳ９では、アクセルペダル３が非操作状態であるか否かを判断する。アクセルペダル３が操作状態にあるときには、運転者には車両を操縦する意志があると判断して前記ステップＳ４に移行する。一方、アクセルペダル３が非操作状態であるときには、運転者には車両を操縦する意志がないと判断して前記ステップＳ５に移行する。
ここで、図１のブレーキアクチュエータ９と、図２のステップＳ５の処理とが制動力発生手段に対応し、図１のエアバックスイッチ２が接触検知手段に対応している。また、図２のステップＳ６、Ｓ７、及びＳ９の処理が接触時制動制御手段に対応しており、このうちステップＳ６、Ｓ７の処理が制動意志判断手段に対応し、ステップＳ９の処理が操縦意志判断手段に対応している。さらに、図１のブレーキペダル３が制動操作手段に対応し、アクセルペダル５が加速操作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、走行状態にある自車両の前方を、先行車両が走行しているとする。このとき、先ず、距離センサ１で検出する車間距離Ｄ、及び相対速度Ｖｒに基づいて、制動の要否を判定する（ステップＳ３）。すなわち、車間距離Ｄと相対速度Ｖｒとの関係が、ステアリング操作、又はブレーキ操作により接触回避が可能となる領域内にあるかを判定する。
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と相対速度Ｖｒとの関係が、Ｄ＞Ｔｘ・Ｖｒ、又はＤ＞Ｖｒ²／２αｙ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９に対する制動指令は停止状態に制御される（ステップＳ４）。

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と相対速度Ｖｒとの関係が、Ｄ≦Ｔｘ・Ｖｒ、且つＤ≦Ｖｒ²／２αｙ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９に制動指令が出力される（ステップＳ５）。ブレーキアクチュエータ９は、コントローラ８から出力された制動指令に応じて比較的大きな制動力Ｐ₁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９に対する制動指令の出力停止状態に復帰する。

ところが、先行車両との接触を回避できず、エアバックが作動するほど先行車両と接触してしまったとする（ステップＳ２の判定が“Yes”）。この後、自車両に制動力を継続して発生させておくことが必要な場合もあるし、車両を速やかに移動させることが必要な場合もある。そこで、運転者は自ら制動力を継続して発生させようとしているか否か（ステップＳ６及びＳ７）、またブレーキアクチュエータ９の作動を解除しようとしているか否か（ステップＳ８）、さらに運転者は自車両を操縦して速やかに移動させようとしているか否か（ステップＳ９）を夫々判断し、これらの判断結果に基づいてブレーキアクチュエータ９で継続して制動力を発生させる。

すなわち、運転者がブレーキペダル５を操作しており、且つＰ≧Ｐ₁であるときには、運転者が制動力の維持を望んでおり、それを自らのブレーキ操作で行っているのでブレークアクチュエータ９による制動力Ｐ₁の発生を解除する。
また、運転者によって解除スイッチ７がＯＮに設定されていれば、明らかに制動力の解除を運転者が望んでいるものとして制動力Ｐ₁の発生を解除し、さらに運転者がアクセルペダル３を操作していれば、運転者が車両の移動を望んでいるものとして制動力Ｐ₁の発生を解除するので、運転者は車両を直ちに移動させることができる。

したがって、運転者に制動意志がなく、且つ操縦意思もないと判断されるときに、ブレーキアクチュエータ９によって継続して制動力Ｐ₁を発生させる。
このように、上記一実施形態によれば、自車両と障害物との接触を検知した後も、ブレーキアクチュエータ９によって継続して制動力を発生させるように構成されているので、自車両が障害物と接触してしまった後も、運転者の意志に係らず自車両が動き出すのを抑制することができる。

なお、上記一実施形態においては、自車両の制動を要する障害物を検出したときに、ブレーキアクチュエータ９で制動力を発生させ、自車両と障害物との接触を検知した後も、ブレーキアクチュエータ９で継続して制動力を発生させ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、自車両と障害物との接触を検知したときだけに、制動力を発生させて、それを運転者の制動意志や操縦意志があるまで継続するようにしてもよい。

また、上記一実施形態では、ブレーキ操作の有無、及びその操作量に基づいて、運転者に自らの制動操作で制動力を発生させる意志が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、ブレーキ操作の有無だけで運転者の制動意志を判断してもよいし、ブレーキ操作量だけで判断してもよい。
さらに、上記一実施形態では、アクセル操作の有無に基づいて、運転者に車両を操縦する意志が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、加速操作手段としてのアクセルペダル、操舵操作手段としてのステアリングホイール、変速操作手段としてのセレクトレバーの少なくとも一つの操作状況に基づいて運転者の操縦意志を判断してもよい。このとき、ステアリングホイールに関してはその操舵角や操舵トルクの変化量に基づいて、またセレクトレバーに関してはそのセレクト位置に基づいて運者の操縦意志を判断すればよい。

さらにまた、上記一実施形態では、エアバックが作動した後、運転者の制動意志及び操縦意志に基づいてブレーキアクチュエータ９で継続して制動力を発生させ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、運転者の制動意志だけに基づいて、或いは運転者の操縦意志だけに基づいて継続して制動力を発生させてもよい。
また、上記一実施形態では、自車両と障害物との接触をエアバックの作動から検知する構成ついて説明したが、これに限定されるものではない。要は、エアバックが作動するほどの衝撃を検知できればよく、例えば車両の減速を検知して電圧信号を出力する所謂Ｇセンサを用いて、障害物との接触を検知してもよい。

また、上記一実施形態では、ブレーキアクチュエータ９が一定の制動力Ｐ₁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指令を算出し、出力するようにしてもよい。
また、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。

以上のように、上記一実施形態によれば、自車両の制動を要する障害物を検出したときに、ブレーキアクチュエータ９によって制動力を発生させ、エアバックスイッチ２から車両と障害物との接触を検知した後も、ブレーキアクチュエータ９によって継続して制動力を発生させるように構成されているので、制動対象物との接触回避や接触速度の低減を図ることができると共に、接触してしまった場合でも運転者の意志に係らず車両が動き出すのを抑制することができるという効果が得られる。

また、自車両と障害物との接触を検知した後、運転者に自らの制動操作で制動力を発生させる意志があるか否かを判断し、運転者には自らの制動操作で制動力を発生させる意志があると判断されているときには、ブレーキアクチュエータ９で発生させる制動力を解除するように構成されているので、運転者の意志に合った制御を行うことができるという効果が得られる。
また、自車両と障害物との接触を検知した後、運転者に車両を操縦する意志があるか否かを判断し、運転者には車両を操縦する意志があると判断されているときには、ブレーキアクチュエータ９で発生させる制動力を解除するように構成されているので、運転者の意志に合った制御を行うことができるという効果が得られる。

さらに、運転者によるブレーキペダル５の操作が検出されたときに、運転者には自らのブレーキ操作で制動力を発生させる意志があると判断するように構成されているので、運転者の制動意志を正確に判断できるという効果が得られる。
さらに、運転者によるブレーキペダル５の操作量に応じて発生する制動力Ｐが、ブレーキアクチュエータ９で発生させる制動力Ｐ₁を上回るときに、運転者には自らのブレーキ操作で制動力を発生させる意志があると判断するように構成されているので、運転者の制動意志をより正確に判断できるという効果が得られる。

さらにまた、アクセルペダル３、図示しないステアリングホイール、及びセレクトレバーのうち、少なくとも一つの操作状況に基づいて運転者に車両を操縦する意志があるか否かを判断するように構成されているので、運転者の操縦意志を正確に判断できるという効果が得られる。
また、ブレーキアクチュエータ９が発生させる制動力を解除可能な解除スイッチ７を有する構成とされているので、この解除スイッチ７を運転者が制動力を解除するよう操作されれば、運転者の意思をより明確に判断できるという効果が得られる。

本発明の概略構成図である。 制動制御処理を示すフローチャートである。 制動対象物の検出方法を説明する図である。 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 エアバックスイッチ（接触検知手段）
３ アクセルペダル（加速操作手段）
４ アクセル操作量センサ
５ ブレーキペダル（制動操作手段）
６ ブレーキ操作量センサ
７ 解除スイッチ
８ コントローラ
９ ブレーキアクチュエータ（制動力発生手段）

Claims (8)

1. 自車両が障害物と接触したときに、制動力を発生させ、その後も継続して制動力を発生させることを特徴とする車両用制動力発生装置。
2. 運転者による制動操作に係らず制動力を発生可能な制動力発生手段を有し、自車両の制動を要する障害物を検出したときに、前記制動力発生手段で制動力を発生させる車両用制動力発生装置において、
   自車両と障害物との接触を検知する接触検知手段と、該接触検知手段で車両と障害物との接触を検知した後に継続して前記制動力発生手段によって制動力を発生させる接触時制動制御手段とを備えることを特徴とする車両用制動力発生装置。
3. 前記接触時制動制御手段は、前記接触検知手段で自車両と障害物との接触を検知した後に継続して制動力を発生しているときに、運転者に自らの制動操作で制動力を発生させる意志があるか否かを判断する制動意志判断手段を有し、該制動意志判断手段で運転者には自らの制動操作で制動力を発生させる意志があると判断されているときに、前記制動力発生手段によって発生させる制動力を解除することを特徴とする請求項２記載の車両用制動力発生装置。
4. 前記接触時制動制御手段は、前記接触検知手段で自車両と障害物との接触を検知した後に継続して制動力を発生しているときに、運転者に車両を操縦する意志があるか否かを判断する操縦意志判断手段を有し、該操縦意志判断手段で運転者には車両を操縦する意志があると判断されているときに、前記制動力発生手段によって発生させる制動力を解除することを特徴とする請求項２又は３に記載の車両用制動力発生装置。
5. 前記制動意志判断手段は、運転者による制動操作手段の操作が検出されたときに、運転者には自らの制動操作で制動力を発生させる意志があると判断することを特徴とする請求項３記載の車両用制動力発生装置。
6. 前記制動意志判断手段は、運転者による制動操作手段の操作量に応じて発生する制動力が、前記制動力発生手段で発生させる制動力を上回るときに、運転者には自らの制動操作で制動力を発生させる意志があると判断することを特徴とする請求項３又は５に記載の車両用制動力発生装置。
7. 前記操縦意志判断手段は、加速操作手段、操舵操作手段、及び変速操作手段のうち、少なくとも一つの操作状況に基づいて運転者に車両を操縦する意志があるか否かを判断することを特徴とする請求項４に記載の車両用制動力発生装置。
8. 前記制動力発生手段で発生する制動力を解除可能な解除スイッチを有することを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の車両用制動力発生装置。

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