JP2005163936A - 衝突予防装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 衝突の予防を、専用の部品などを付加しないでも有効に行うことができる衝突予防装置を提供する。
【解決手段】 衝突予防装置１は、トルク発生装置３から駆動軸１０への駆動力の断続が切換え可能なクラッチ８を有する自動車２に搭載される。レーダ１３は、前方障害物までの距離を検出する。制御手段１４は、前方障害物までの距離が所定値未満であるときに、クラッチ８を切断する制御を行う。クラッチ８が切断されると、駆動軸１０への駆動力の伝達が停止されるので、障害物に接近するように加速される事態を防ぐことができる。運転者が居眠りなどをして、アクセルペダルを踏込む加速操作を行っても、車速は増加せず、負荷が軽減されたトルク発生装置３の回転速度が上昇し、その音で運転者の注意を喚起させることができる。衝突の危険を報知するために特別の部品などを付加する必要はない。
【選択図】 図１

Description

本発明は、レーダなどで前方の障害物を検知し、障害物への衝突を防止するための自動車の衝突予防装置に関する。

従来から、自動車に無線電波、レーザ光、あるいは超音波などを利用するレーダを搭載し、走行方向の前方から対向車との衝突、道路上または道路外の静止物への衝突、前方を走行している先行車への追突などのおそれを検知し、衝突を予防する装置が提案されている。衝突のおそれは、レーダが探査するターゲットとの距離と相対速度とによって判定される。距離が短く、相対速度から判断する衝突までの時間では充分に制動をかけることができないときに、衝突の危険があると判定される。

走行中の自動車に対して減速動作を行う場合、車輪にブレーキをかけるだけでは充分な制動をかけることができず、エンジンブレーキを併用する必要がある。衝突の可能性が小さいうちはエンジンブレーキに留め、衝突の可能性が大きくなると車輪に対するブレーキも使用する先行技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照。）。エンジンブレーキを有効にするために、自動変速機ではロックアップクラッチを用いることも開示されている。衝突の可能性が大きいときに、シートベルトの締結力を断続的に変化させて、運転者に注意を喚起する先行技術も提案されている（たとえば、特許文献２参照。）。

エンジンに供給する空気の通路を絞るスロットルを電子化している自動車では、電子スロットルを閉じるように制御し、エンジンからのトルクの発生を抑制し、衝突の回避を図るシステムが提案されている。また、衝突の危険があると判定される場合、ランプやブザーなどの警報装置を用いて、運転者に危険を通知する方法も提案されている。

特開平５−２４００７５号公報 実開平６−７１３３３号公報

自動車などの車両の運転者は、走行中、前方および周囲を注視し、衝突の危険が生じないように運転しているはずである。レーダがターゲットを検知して、衝突の危険があるように判定するような事態は、運転者が居眠りするなど、注意が散漫になっている場合に生じやすい。電子スロットルを用いるシステムでは、衝突の危険があるとトルクの発生を抑制するために、車両は加速を停止し、エンジンブレーキで減速されるので、衝突の回避には有利である。しかし、電子スロットルがない車両では、自動的にエンジンブレーキをかけるシステムを用いることができず、この技術の導入には電子スロットルの装備が必須となるため、車両に要するコストが上昇してしまう。また、電子スロットルの動作が円滑に行われると、車両の運転者の注意を喚起するまでには到らないので、注意が散漫になっている状態が継続してしまうというおそれもある。特許文献１の先行技術でも、運転者への注意の喚起は不充分となってしまう。

衝突防止のためにランプやブザーで危険を通知するようにすれば、運転者の注意を喚起することができる。しかしながら、ランプやブザーは、他の用途には使用しないことが望ましい。他の用途にも使用していると、作動に慣れてしまい、衝突の危険があるときに作動しても、充分な注意を喚起することができないからである。したがって、衝突防止のためにランプやブザーで危険を通知するには、専用の部品が必要となり、車両のコストが上昇する問題がある。特許文献２の先行技術も、シートベルトの締結力を断続的に変化させる機構が必要となる。

本発明の目的は、衝突の予防を、専用の部品などを付加しないでも有効に行うことができる衝突予防装置を提供することである。

本発明は、駆動源から駆動軸への駆動力伝達機構に、駆動力の断続が切換え可能なクラッチを有する自動車の衝突予防装置であって、
走行方向の前方を探査し、前方障害物までの距離を検出する距離検出手段と、
距離検出手段によって検出される前方障害物までの距離が所定値未満であるときに、駆動源から駆動軸へ駆動力を伝達しないようにクラッチを切断する制御を行う制御手段とを、含むことを特徴とする衝突予防装置である。

また本発明は、車速を検出する車速検出手段と、
車速を増加させる加速要求を検出する加速要求検出手段とを、さらに含み、
前記制御手段は、車速検出手段によって検出される車速が所定速度以上であり、加速要求検出手段によって検出される加速要求が所定基準以上であり、前記距離検出手段によって検出される前方障害物までの距離が所定値未満であるときに、前記クラッチを切断する制御を行うことを特徴とする。

また本発明で、前記加速要求検出手段は、運転者による加速操作を前記加速要求として検出することを特徴とする。

また本発明で、前記自動車は、車速を制御する自動速度制御装置を搭載し、
前記加速要求検出手段は、該自動速度制御装置からの加速の要求を前記加速要求として検出することを特徴とする。

また本発明は、車速を減少させる制動要求を検出する制動要求検出手段をさらに含み、
前記制御手段は、前記クラッチを切断する制御の後、制動要求検出手段が制動要求を検出すると、該クラッチを接続して前記駆動源を制動に利用するように制御することを特徴とする。

また本発明で、前記制動要求検出手段は、運転者による制動操作を前記制動要求として検出することを特徴とする。

また本発明で、前記制動要求検出手段は、運転者による加速抑制の操作を前記制動要求として検出することを特徴とする。

また本発明で、前記自動車は、衝突防止用の制動を行うことが可能な自動制動装置を搭載し、
前記制動要求検出手段は、該自動制動装置からの制動の要求を前記制動要求として検出することを特徴とする。

また本発明で、前記駆動源は、燃料供給を停止するフューエルカットの機能を備えるエンジンであり、
前記制御手段は、前記クラッチを接続する制御時に、該エンジンに対してフューエルカットを行い、該制御時以降、前記制動要求検出手段による制動要求の検出が継続すると、該クラッチを切断し、燃料供給を再開してフューエルカットからの復帰を行うように制御することを特徴とする。

また本発明で、前記制御手段が前記フューエルカットからの復帰を行うように制御する条件は、車速の所定値未満への低下、またはエンジン回転速度の所定値未満への低下であること特徴とする。

また本発明で、前記自動車は、運転者による急制動操作時に、車輪のロックを防ぐアンチロックブレーキシステムを備えており、
前記制御手段は、前記クラッチを切断する制御の後、前記制動要求検出手段が制動要求を検出しても、該アンチロックブレーキシステムが作動する急制動操作時には、該クラッチを接続しないように制御することを特徴とする。

また本発明で、前記自動車は、前記駆動力伝達機構に、前記駆動源の回転速度と前記駆動軸の回転速度との変速比を変更可能な変速機を含み、
前記制御手段は、前記クラッチを切断している間、該変速比をクラッチ切断制御開始時よりも大きくするアップシフト変速を禁止することを特徴とする。

また本発明で、前記自動車は、前記駆動力伝達機構に、前記駆動源の回転速度と前記駆動軸の回転速度との変速比を複数段階で切換え可能な変速機を含み、
前記制御手段は、前記クラッチを接続して前記駆動源を制動に利用するように制御する際に、該変速機の変速比を、前記距離検出手段によって検出される前記前方障害物までの距離、および前記車速検出手段によって検出される現在の車速に応じて設定可能であることを特徴とする。

また本発明で、前記自動車は、前記駆動力伝達機構に、前記駆動源の回転速度と前記駆動軸の回転速度との変速比を連続的に変更可能な無段変速機を含み、
無段変速機では目標変速位置と実変速位置とのフィードバックにて変速制御が行われ、
前記制御手段は、前記クラッチを接続して前記駆動源を制動に利用するように制御する際に、該無段変速機のフィードバックによる変速比制御のフィードバックゲインを、通常制御時と異ならせることを特徴とする。

また本発明で、前記制御手段は、前記駆動源から駆動軸へ駆動力を伝達しないようにクラッチを切断する制御を行った後で、前記加速要求検出手段が運転者による加速操作を検出すると、該クラッチの切断を中止して、該クラッチを接続するように制御することを特徴とする。

本発明によれば、駆動源から駆動軸への駆動力伝達機構に、駆動力の断続が切換え可能なクラッチを有する自動車で、距離検出手段によって検出される前方障害物までの距離が所定値未満であるときに、制御手段によって、駆動源から駆動軸へ駆動力を伝達しないようにクラッチを切断する制御が行われる。クラッチの切断で、障害物に接近するように加速するのを防ぐことができ、運転者が居眠りなどをしてアクセルペダルを踏込む加速操作を行うと、エンジンの回転速度が上昇する音で運転者の注意を喚起させることができる。駆動力の断続が切換え可能なクラッチを備える自動車であれば、衝突の危険を報知するために特別の部品などを付加する必要がなく、有効に衝突を予防することができる。

また本発明によれば、車速が所定値以上であって、所定値未満の距離に前方障害物が検出されていても、所定基準以上の加速要求が検出されるときは、前方障害物にさらに接近して衝突の危険性が大きくなるので、クラッチを切断して、駆動源からの駆動力が駆動軸に伝達されないようにして、衝突の危険性の増大を避けることができる。

また本発明によれば、運転者による加速操作を加速要求として検出し、その加速要求が所定基準以上あるとき、たとえば運転者が居眠りなどをしながらアクセルペダルを踏込むような場合に、他の車両や障害物に衝突する可能性があれば、クラッチを切断して、加速を避け、エンジンなどの駆動源の音で運転者の注意を喚起することができる。

また本発明によれば、自動車に、たとえばクルーズコントロールシステムなどの車速を制御する自動速度制御装置が搭載されて、自動速度制御装置からの加速の要求が出ても、衝突の危険があればクラッチを切断して、加速を行わないようにすることができる。運転者にも注意が喚起され、運転者に自動速度制御装置を停止させるなどの操作を行わせることができる。

また本発明によれば、クラッチが切断された後で制動要求が検出されると、クラッチを接続して駆動源を制動に利用するように制御するので、駆動源がエンジンである場合のエンジンブレーキや駆動源が電気モータである場合の発電ブレーキなどを、有効に利用することができる。

また本発明によれば、運転者がブレーキペダルを踏込むなどの制動操作を行えば、制動要求として検出され、いったん切断されたクラッチを接続してエンジンブレーキなども有効に利用することができるようになる。

また本発明によれば、運転者がアクセルペダルの踏込みを緩めるなどの加速操作を抑制する操作を行えば、いったん切断されたクラッチが接続されてエンジンブレーキなどが有効となる状態にすることができる。

また本発明によれば、衝突防止用の制動を行うことが可能な自動ブレーキシステムなどの自動制動装置が搭載され、自動制動装置から制動がかけられる場合でも、いったん切断したクラッチを接続して、エンジンブレーキなどを有効に利用可能な状態にすることができる。

また本発明によれば、エンジンへの燃料供給を停止するフューエルカットを行って、エンジンブレーキを有効に作用させた後、エンジンの停止を避けるために、燃料供給を再開してフューエルカットからの復帰を行う際にはクラッチを切断して、エンジンの回転速度上昇の影響を避けることができる。

また本発明によれば、車速の所定値未満への低下、またはエンジン回転速度の所定値未満への低下で、フューエルカットからの復帰を行う際にクラッチを切断しても、車速は充分に低下しており、エンジンブレーキが有効ではなくなっても、制動に与える影響は小さくすることができる。

また本発明によれば、クラッチを切断する制御の後、アンチロックブレーキシステムが作動する急制動操作時には、クラッチを接続しないように制御するので、急制動によってエンジンが停止しないようにすることができる。

また本発明によれば、駆動源の回転速度と駆動軸の回転速度との変速比を変更可能な変速機で、クラッチを切断している間、変速比をクラッチ切断制御開始時よりも大きくするアップシフト変速を禁止するので、クラッチが接続された後ではエンジンブレーキを有効に作動させることができる。

また本発明によれば、駆動源の回転速度と前記駆動軸の回転速度との変速比を複数段階で切換え可能な変速機で、クラッチ切断している間、前方障害物までの距離および現在の車速に応じて変速比を設定可能であるので、エンジンブレーキなどが有効に作用する変速比を設定してからクラッチを接続することができる。

また本発明によれば、駆動源の回転速度と駆動軸の回転速度との変速比を連続的に変更可能な無段変速機で、クラッチを接続して駆動源を制動に利用するように制御する際に、変速機の変速比を、前方障害物までの距離、および現在の車速に応じて設定可能であるので、速く変速することが可能となるゲインを設定して、エンジンブレーキの利用を有効にすることができる。

また本発明によれば、障害物を検知してクラッチが切断されても、運転者がアクセルペダルを踏込むような加速の意思を示すと、クラッチの切断を中止して、クラッチを接続するので、運転者が加速を必要とすると判断する場合に、車両を運転者の意思に従って加速させることができる。

図１は、本発明の実施の一形態である衝突予防装置１の概略的なシステム構成を示す。衝突予防装置１は、自動車２に搭載される。自動車２は、エンジンやモータなどのトルク発生装置を駆動源として、自動変速機４を介し、駆動輪５，６を回転駆動して走行する。トルク発生装置３は、出力軸７から回転駆動力を出力する。自動変速機４は、クラッチ８および変速機９を含む。クラッチ８は、出力軸７と変速機９との間に介在され、出力軸７からの回転駆動力を、変速機９に伝達する接続状態と、変速機９には伝達しない切断状態とを切換えることが可能である。なお、接続状態と切断状態との間は断続的に切換えられるのではなく、途中には流体式トルクコンバータなどによるハーフクラッチの遷移状態が設けられ、連続的で円滑な切換えが行われる。さらに流体式トルクコンバータなどが設けられている場合には、特許文献１に示されているようなロックアップクラッチが用いられ、出力軸７と変速機９との間を直接接続する状態も可能になる。また、自動ＭＴやＭＭＴと呼ばれる変速機９はマニュアル操作で切換えるものでも、クラッチ８を同様に制御することができる。

変速機９は、複数段階で変速比を切換え可能な歯車機構であり、出力軸７の回転速度を変速して駆動軸１０に伝達する。変速比が大きい、すなわち出力軸７の回転速度に比較して駆動軸１０の回転速度が大きくなるときは、出力軸７から出力されるトルク発生装置３のトルクは、駆動軸１０には小さくなって伝達される。変速機９での変速比が小さくなれば、駆動軸１０に伝達されるトルクは大きくなる。駆動軸１０に伝達された回転駆動力は、デファレンシャル１１で方向を変換し、駆動車軸１２を回転駆動する。駆動車軸１２の両端には駆動輪５，６がそれぞれ装着され、回転駆動力で回転し、自動車２を走行させることができる。また、デファレンシャル１１は差動機構であり、駆動車軸１２を駆動輪５，６側でそれぞれ独立に駆動することができ、曲線路通過時などで内輪側と外輪側とで回転速度を異ならせることもできる。さらに、駆動輪５，６や駆動車軸１２の数はより多くすることもできる。

衝突予防装置１には、レーダ１３と制御手段１４とが含まれる。レーダ１３は、たとえば波長が１０ｍｍ〜１ｍｍとなってミリ波と呼ばれる３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚの無線電波を放射して、ターゲットからの反射波を受信し、ターゲットを検知するレーダ装置と、レーダ装置が検知するターゲットを認識して、ターゲットまでの距離や相対速度を算出するレーダＥＣＵ（Electro Control Unit）とを含む。レーダ装置では、ミリ波よりも波長が長いセンチ波と呼ばれる周波数帯の無線電波を使用する場合もある。無線電波を使用するレーダ装置の形式としては、ＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulation - Continuous Wave）方式、パルス方式、ＳＳ（Spectrum Spread ）方式などが使用される。無線電波はアンテナから放射され、遠距離まで探査する場合はアンテナの指向特性を鋭くして、ビームが広がらないようにしておき、探査範囲を広げるために、アンテナの向きを変化させるように走査する。探査範囲を近距離にする場合は、無線電波を放射する範囲を広げて、幅の広い範囲でターゲットを検知可能にしておく。無線電波ではなく、超音波やレーザ光を使用するレーダ装置を利用することもできる。

レーダ１３が障害物などを検知すると、障害物までの距離や相対速度などの情報が制御手段１４に与えられる。制御手段１４は、自動変速機４などのパワートレーンを制御するパワートレーンＥＣＵなどによって実現され、自動変速機４のクラッチ８や変速機９の動作を制御する。制御手段１４には、アクセルペダル開度、ブレーキペダルＳＷ、ＡＢＳ／クルーズコントローラなどからの信号も入力される。また、車速センサ１５によって検出される車速に対応する信号も、制御手段１４に入力される。アクセルペダル開度は、運転者によるアクセルペダルの踏込み量に対応し、運転者がアクセルペダルを踏込んで加速しようとする運転操作が行われていることを表す。ブレーキペダルＳＷは、通常はＯＦＦ状態であり、運転者がブレーキペダルを踏込むとＯＮ状態となるスイッチ（ＳＷ）である。ＡＢＳは、Antilock Brake System の略称であり、運転者による急ブレーキ操作時に、車輪がロックしないように制動力を自動制御するシステムである。クルーズコントローラは、自動車２が一定の速度で走行するように、車速を自動制御する。

以上のように、本実施形態の衝突予防装置１は、駆動源であるトルク発生装置３から駆動軸１０への駆動力伝達機構である自動変速機４に、駆動力の断続が切換え可能なクラッチ８を有する自動車２に搭載される。レーダ１３は、走行方向の前方を探査し、前方障害物までの距離を検出する距離検出手段として機能する。制御手段１４は、レーダ１３によって検出される前方障害物までの距離が所定値未満であるときに、駆動源であるトルク発生装置３から駆動軸１０へ駆動力を伝達しないようにクラッチ８を切断する制御を行う。クラッチ８が切断されると、駆動軸１０への駆動力の伝達が停止されるので、障害物に接近するように加速される事態を防ぐことができる。運転者が居眠りなどをして、アクセルペダルを踏込む加速操作を行っても、車速は増加せず、負荷が軽減されたトルク発生装置３の回転速度が上昇し、その音で運転者の注意を喚起させることができる。駆動力の断続が切換え可能なクラッチ８を備える自動車２であれば、衝突の危険を報知するために特別の部品などを付加する必要がなく、有効に衝突を予防することができる。

図２は、図１の衝突予防装置１の制御手段１４による概略的な制御手順を示す。制御手段１４は、予め設定されるプログラムに従って、自動変速機４を制御するパワートレーンＥＣＵとしての制御動作を行う。図２に示す制御手順は、パワートレーンＥＣＵとしての基本的な制御手順の途中で、車速がたとえば所定速度以上になることによって起動される。また、タイマによる割込み処理で、短い時間間隔で起動することもできる。また、レーダ１３によってターゲットが認識されると、割込み処理として起動するようにしておくこともできる。

制御手順が開始されると、ステップａ１で、レーダ１３が検知する前方の障害物までの距離が所定値未満となっているか否かを判断する。この距離の所定値は、たとえば数１０ｍ程度とする。ステップａ１で障害物までの距離が所定値未満であると判断するときは、ステップａ２で、アクセルペダル開度が所定値以上であるか否かを判断する。アクセルペダル開度が所定値以上であれば、ステップａ３に移る。この条件は、前方障害物までの距離が所定値未満であり、衝突の危険があるにもかかわらず、運転者がアクセルペダルを踏込んでいる状態に対応する。このような状態は、たとえば居眠りやわき見などによって、運転者は前方障害物が接近しているのに気付かず、加速要求を誤って操作しており、衝突の危険があると判定すべき状態である。

ステップａ３では、クラッチ８を開放して、出力軸７と変速機９との間の駆動力の伝達を切断する制御が行われる。クラッチ８を開放制御することによって、トルク発生装置３から発生される回転駆動力およびトルクが駆動輪５，６に伝達される切断され、自動車２の加速は停止される。トルク発生装置３の負荷は軽減されるので、回転速度は上昇する。トルク発生装置３の回転速度が上昇すると、トルク発生装置３から発生される音の周波数が上昇するとともに、音量も増大する。このように増大する音は運転者に対する警報となり、運転者の注意を喚起することができる。

ステップａ３でクラッチ開放制御を行った後では、ステップａ４に移行する。ステップａ１で障害物までの距離が所定値以上あるとき、またはステップａ２でアクセル回路が所定値未満であるときは、ステップａ３を飛越えて、ステップａ４に移行する。ステップａ４では、クラッチ開放制御中であるか否かを判断する。クラッチ開放制御中であれば、ステップａ５で、クラッチ開度が所定値未満であるか、またはブレーキペダルＳＷがＯＮになっているか否かを判断する。条件が満たされるときは、クラッチ開放制御による注意の喚起で、運転者が前方障害物の接近に気付き、アクセルペダルの踏込みを緩めるか、またはさらにブレーキペダルを踏込んでいると判定され、ステップａ６に移る。ステップａ６では、クラッチ８を係合させてトルク伝達経路を接続するクラッチ係合制御を行う。クラッチ８を係合させて、トルク伝達経路を接続すると、トルク発生装置３には負荷がかかる。トルク発生装置３でトルク発生を抑制する運転状態とすれば、駆動輪５，６側ではトルク発生装置３が負荷となり、エンジンブレーキなどの制動力として利用することができる。トルク発生装置３がモータであれば、発電機として機能し、発電ブレーキとして動作する状態となる。ステップａ６でのクラッチ係合制御の後、ステップａ７ではエンジンブレーキ制御を行う。ステップａ７のエンジンブレーキ制御では、エンジンの回転速度が低下するように、フューエルカットと呼ばれる燃料供給停止の制御が行われる。

ステップａ７のエンジンブレーキ制御の後は、ステップａ８に移る。ステップａ４でクラッチ開放制御中でないと判断するとき、またはステップａ５でアクセル開度所定値未満でないと判断するときは、ステップａ６およびステップａ７を飛越えて、ステップａ８に移る。ステップａ８では、クラッチ係合制御中であるか否かを判断する。ただし、このクラッチ係合制御は、ステップａ３でのクラッチ開放制御の後で、ステップａ６でクラッチ８を係合する制御を行っていることを意味する。したがって、クラッチ開放制御が行われていなければ、クラッチ８が係合状態であっても、ステップａ８での判断は、クラッチ係合制御中ではないこととなる。クラッチ係合制御中であれば、ステップａ９でフューエルカット復帰か否かを判断する。フューエルカット復帰と判断するときは、ステップａ１０でクラッチ開放制御を行った後、ステップａ１１でフューエルカット復帰の制御を行う。

ステップａ１１の後は、制御手順をいったん終了する。ステップａ８でクラッチ係合制御中でないと判断するとき、またはステップａ９でフューエルカット復帰を行わないと判断するときは、制御手順をいったん終了する。制御手順をいったん終了しても、車速が所定速度以上である状態が継続していれば、ステップａ１からの制御手順が繰返される。また、タイマによる割込み処理で制御手順を起動する場合や、レーダ１３によるターゲット検知の割込み処理で制御手順を起動する場合は、条件が満たされれば、割込み処理としてステップａ１以下の制御手順が繰返される。ただし、たとえばステップａ１およびステップａ２の両方の条件が成立しないときには、ステップａ３のクラッチ開放制御は行われず、ステップａ４およびステップａ８での判断は、ＮＯ側となり、実質的には何も行われない。

すなわち、燃料供給を停止するフューエルカットの機能を備えるエンジンが駆動源であるトルク発生装置３となっているとき、制御手段１４は、クラッチ８を接続する係合制御後のステップａ７でのエンジンブレーキ制御時に、エンジンに対してフューエルカットを行うので、エンジンブレーキを有効に作用させることができる。制動要求検出手段としての制御手段１４による制動要求の検出が継続すると、フューエルカットの状態が続き、エンジンの回転速度が低下し、エンジンが停止するおそれが生じる。エンジンの停止を避けるためにフューエルカットから復帰させると、エンジンの回転速度が上昇し、制動で車両が停止しようとする状態に反して、車速が増加して停止しないよう加速されてしまう。クラッチ８を切断するクラッチ開放制御を行ってから、燃料供給を再開してフューエルカットからの復帰を行うように制御するので、エンジンの回転速度上昇の影響を避けることができる。

なお、ステップ９で、制御手段１４がフューエルカットからの復帰を行うように制御するか否かを判断する条件は、車速の所定値未満への低下、またはトルク発生装置３であるエンジン回転速度の所定値未満への低下であるようにする。車速が所定値未満へ低下すれば、フューエルカットからの復帰を行う際にクラッチ８を切断して、エンジンブレーキが有効ではなくなっても、制動に与える影響は小さくすることができる。エンジン回転速度が所定値未満まで低下すれば、クラッチ８が接続されている状態で、車速も低下しており、フューエルカットからの復帰を行う際にクラッチを切断して、エンジンブレーキが有効ではなくなっても、制動に与える影響は小さくすることができる。

以上で説明している制御手順のように、車速が所定速度になると起動する場合、衝突予防装置１は、車速を検出する車速検出手段と、車速を増加させる加速要求を検出する加速要求検出手段とをさらに含む。車速検出手段は、たとえば車速センサ１５であり、ＡＢＳが搭載されているような場合、各車輪毎の回転速度が検出される。駆動軸１０や駆動車軸１２の回転速度で車速を検出する場合もある。加速要求検出手段は、制御手段１４の機能の一部として実現される。制御手段１４は、車速センサ１５などによって検出される車速が所定速度以上であり、加速要求検出手段によって検出される加速要求が所定基準以上であり、距離検出手段としてのレーダ１３によって検出される前方障害物までの距離が所定値未満であるときに、クラッチ８を切断する制御を行う。車速が所定値以上であって、所定値未満の距離に前方障害物が検出されていても、所定基準以上の加速要求が検出されるときは、前方障害物にさらに接近して衝突の危険性が大きくなるので、クラッチ８を切断して、駆動源であるトルク発生装置３からの駆動力が駆動軸１０に伝達されないようにして、衝突の危険性の増大を避けることができる。

ステップａ２およびステップａ５では、制御手段１４が加速要求検出手段として機能し、運転者によるアクセルペダル踏込みなどの加速操作を加速要求として検出している。ステップａ２とステップａ５とで、アクセル開度所定値は同一とすることもでき、ヒステリシスを持たせて、ステップａ２のアクセル開度所定値の方がステップａ５のアクセル開度所定値よりも大きいようにしておくと、ステップａ５では、運転者がアクセルペダルの踏込みを緩めていることを明確に判別することができる。すなわち、ステップａ２では、運転者による加速操作を加速要求として検出するので、たとえば運転者が居眠りなどをしながらアクセルペダルを踏込むような場合に、他の車両や障害物に衝突する可能性があれば、ステップａ３のクラッチ開放制御でクラッチ８を切断して、加速を避け、エンジンなどの駆動源の音で運転者の注意を喚起することができる。

ただし、ステップａ５でアクセル開度が所定値未満でない、すなわちアクセル開度が所定値以上であると判断するとき、制御手段１４は、ステップａ６のクラッチ係合制御に移行させるようにすることもできる。ステップａ３でトルク発生装置３から駆動軸１０へ駆動力を伝達しないようにクラッチ８を切断するクラッチ開放制御を行った後で、加速要求検出手段としての制御手段１４が運転者による加速操作を検出すると判定すると考えられるからである。運転者の意思が、たとえば追突を避けるために、前方に障害物が存在しても加速を続け、前方障害物はステアリング操作で回避しようとしている場合などもありうる。制御手段１４は、クラッチ８の切断を中止して、クラッチ８を接続するように制御するので、運転者の意思で加速操作が行われるような場合に、車両を加速させることができる。このような制御を行う場合、ステップａ５でのアクセル開度の判断では、比較の基準となるアクセル開度所定値を２段階に設けておき、小さい方のアクセル開度所定値を運転者による加速抑制操作の判断基準とし、大きい方のアクセル開度所定値を運転者による加速操作の判断基準とすればよい。障害物を検知してクラッチ８が切断されても、運転者がアクセルペダルを踏込むような加速の意思を示すと、クラッチ８の切断を中止して、クラッチ８を接続するので、運転者が加速を必要とすると判断する場合に、車両を運転者の意思に従って加速させることができる。

ステップａ２でのアクセル開度が所定値以上か否かの判断は、運転者による加速要求の有無の判断であるけれども、自動車２は、クルーズコントロールシステムを搭載しているので、制御手段１４は、車速を制御する自動速度制御装置からの加速の要求を加速要求として検出して、ステップａ３のクラッチ開放制御を行うための加速要求検出手段として機能することもできる。加速要求検出手段としての制御手段１４は、自動的に発生される加速要求に対しても、衝突の危険があればクラッチ８を切断して、加速を行わないようにすることができる。運転者にも注意が喚起され、運転者に自動速度制御装置を停止させるなどの操作を行わせることができる。

ステップａ５では、制御手段１４は、運転者による加速抑制の操作を制動要求として検出する制動要求検出手段として機能している。すなわち、アクセルペダルの踏込みを緩めるなどでアクセル開度が所定値よりも小さくなる操作は、エンジンブレーキをかける意思を表す加速を抑制する操作であると判定され、ステップａ６でのクラッチ係合制御で、ステップａ３のクラッチ開放制御でいったん切断されたクラッチ８が接続されて、エンジンブレーキなどが有効となる状態にすることができる。

また、ステップａ５では、ブレーキペダルＳＷがＯＮになることで、運転者による制動操作を制動要求として検出するので、制御手段１４は、運転者による制動操作を制動要求として検出する制動要求検出手段として機能する。運転者がブレーキペダルを踏込むなどの制動操作を行えば、ステップａ６のクラッチ係合操作でクラッチ８を接続して、エンジンブレーキなども有効に利用することができるようになる。

以上のような、アクセルペダルの踏込みを緩める加速抑制操作や、ブレーキペダルを踏込む制動操作は、運転者による制動要求の操作である。車速を減少させる制動要求の操作は、運転者によって行われるばかりではなく、衝突防止用の制動を行うことが可能な自動ブレーキシステムなどの自動制動装置を搭載しているような場合、制御手段１４は、自動制動装置からの制動要求を検出する制動要求検出手段として機能することができる。自動ブレーキシステムなどからの制動の要求を制動要求として検出するので、自動制動装置から制動がかけられる場合でも、ステップａ３のクラッチ開放制御でいったん切断したクラッチ８をステップａ６のクラッチ係合制御で接続して、エンジンブレーキなどを有効に利用可能な状態にすることができる。

たとえば、ハイブリッド車、燃料電池車、電気自動車などで、トルク発生装置３としてモータを用いている場合でも、ステップａ３でのクラッチ開放制御でクラッチ８を切断すれば、加速が停止されるとともに、モータの負荷が軽減されて回転速度が上昇し、音で運転者に注意を喚起することができる。クラッチ８が切断された後で制動要求が検出されると、電気モータは発電機として動作するようになり、クラッチ８を接続してモータを制動に利用するように制御するので、発電ブレーキなどを、有効に利用することができる。

ステップａ３のクラッチ開放制御で運転者への注意が喚起され、運転者がブレーキペダルを急速に踏込んで急制動をかけると、タイヤがロックされて路面との間でスリップが生じ、制動距離が長くなってしまうおそれがある。ＡＢＳを搭載していれば、運転者による急制動操作時に、車輪のロックを防ぐことができる。ただし、この急ブレーキ操作をステップａ５でのブレーキペダルＳＷのＯＮ状態として判断し、ステップａ６でクラッチ係合制御を行ってクラッチ８を接続してしまうと、自動車は車輪がロックしないように自動的な制動制御が行われるけれども、制動に伴ってエンジンが停止するおそれがある。ＡＢＳを備えている場合は、ステップａ５での判断では条件が満たされても、ＡＢＳが作動すれば、ステップａ６およびステップａ７は飛越すようにしておく方が望ましい。制御手段１４は、クラッチ８を切断する制御の後、ＡＢＳなどのアンチロックブレーキシステムが作動する急制動操作時には、クラッチ８を接続しないように制御するので、急制動によってエンジンが停止する事態などを避けることができる。

ステップａ３でクラッチ開放制御を行った後、制御手段１４は、ステップａ６でクラッチ係合制御を行うまでクラッチ８を切断している間、変速機９の変速比をクラッチ開放制御によるクラッチ切断制御開始時よりも大きくするアップシフト変速を禁止することが好ましい。図１の自動車２の駆動力伝達機構には、駆動源であるトルク発生装置３の回転速度と駆動軸１０の回転速度との変速比を変更可能な変速機９が含まれ、制御手段１４であるパワートレーンＥＣＵによって変速比の切換えなどの制御が行われる。変速比を大きくするアップシフトでは、伝達するトルクが小さくなってしまい、エンジンブレーキを有効に利用することができなくなってしまう。制御手段１４は、クラッチ８を切断している間、変速比をクラッチ切断制御開始時よりも大きくするアップシフト変速を禁止するので、クラッチ８が接続された後ではエンジンブレーキが有効にかかる変速比の状態にすることができ、エンジンブレーキを有効に作動させることができる。

さらに、クラッチ８を切断している間に、変速機９の変速比を、レーダ１３である距離検出手段によって検出される前方障害物までの距離、および車速センサ１５などの車速検出手段によって検出される現在の車速に応じて設定可能とすることもできる。制御手段１４は、クラッチ８を接続してトルク発生装置３を制動に利用するように制御する際に、変速機９の変速比を、前方障害物までの距離、および現在の車速に応じて設定可能であるので、クラッチ８を接続すれば、適切な変速比でトルク発生装置３と駆動軸１０とが接続され、エンジンブレーキなどの制動を有効に利用することができる。

自動変速機４としては、トルク発生装置３の回転速度と駆動軸１０の回転速度との変速比を連続的に変更可能なＣＶＴなどの無段変速機を変速機９として使用することもできる。無断変速機を制御する制御手段１４は、クラッチ８を接続してトルク発生装置３を制動に利用するように制御する際に、変速機の変速比を、距離検出手段によって検出される前方障害物までの距離、および車速検出手段によって検出される現在の車速に応じて設定可能であるので、速く変速することが可能となるゲインを設定して、エンジンブレーキの利用を有効にすることができる。

さらに、ステップａ２のアクセル開度の判断は、運転者が居眠り運転や脇見運転などの可能性があるか否かの判断となるので、居眠り運転などの状態を、運転者を写すカメラなどで撮像する画像データの処理で直接検知し、居眠り運転などが検知されれば、ステップａ３のクラッチ開放制御でクラッチ８を切断するようにしてもよい。

本発明の実施の一形態である衝突予防装置１の概略的なシステム構成を示すブロック図である。 図１の衝突予防装置１の制御手段９による概略的な制御手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 衝突予防装置
２ 自動車
３ トルク発生装置
４ 自動変速機
７ 出力軸
８ クラッチ
９ 変速機
１０ 駆動軸
１３ レーダ
１４ 制御手段
１５ 車速センサ

Claims (15)

1. 駆動源から駆動軸への駆動力伝達機構に、駆動力の断続が切換え可能なクラッチを有する自動車の衝突予防装置であって、
   走行方向の前方を探査し、前方障害物までの距離を検出する距離検出手段と、
   距離検出手段によって検出される前方障害物までの距離が所定値未満であるときに、駆動源から駆動軸へ駆動力を伝達しないようにクラッチを切断する制御を行う制御手段とを、含むことを特徴とする衝突予防装置。
2. 車速を検出する車速検出手段と、
   車速を増加させる加速要求を検出する加速要求検出手段とを、さらに含み、
   前記制御手段は、車速検出手段によって検出される車速が所定速度以上であり、加速要求検出手段によって検出される加速要求が所定基準以上であり、前記距離検出手段によって検出される前方障害物までの距離が所定値未満であるときに、前記クラッチを切断する制御を行うことを特徴とする請求項１記載の衝突予防装置。
3. 前記加速要求検出手段は、運転者による加速操作を前記加速要求として検出することを特徴とする請求項２記載の衝突予防装置。
4. 前記自動車は、車速を制御する自動速度制御装置を搭載し、
   前記加速要求検出手段は、該自動速度制御装置からの加速の要求を前記加速要求として検出することを特徴とする請求項２記載の衝突予防装置。
5. 車速を減少させる制動要求を検出する制動要求検出手段をさらに含み、
   前記制御手段は、前記クラッチを切断する制御の後、制動要求検出手段が制動要求を検出すると、該クラッチを接続して前記駆動源を制動に利用するように制御することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１つに記載の衝突予防装置。
6. 前記制動要求検出手段は、運転者による制動操作を前記制動要求として検出することを特徴とする請求項５記載の衝突予防装置。
7. 前記制動要求検出手段は、運転者による加速抑制の操作を前記制動要求として検出することを特徴とする請求項５記載の衝突予防装置。
8. 前記自動車は、衝突防止用の制動を行うことが可能な自動制動装置を搭載し、
   前記制動要求検出手段は、該自動制動装置からの制動の要求を前記制動要求として検出することを特徴とする請求項５記載の衝突予防装置。
9. 前記駆動源は、燃料供給を停止するフューエルカットの機能を備えるエンジンであり、
   前記制御手段は、前記クラッチを接続する制御時に、該エンジンに対してフューエルカットを行い、該制御時以降、前記制動要求検出手段による制動要求の検出が継続すると、該クラッチを切断し、燃料供給を再開してフューエルカットからの復帰を行うように制御することを特徴とする請求項５〜８のいずれか１つに記載の衝突予防装置。
10. 前記制御手段が前記フューエルカットからの復帰を行うように制御する条件は、車速の所定値未満への低下、またはエンジン回転速度の所定値未満への低下であること特徴とする請求項９記載の衝突予防装置。
11. 前記自動車は、運転者による急制動操作時に、車輪のロックを防ぐアンチロックブレーキシステムを備えており、
    前記制御手段は、前記クラッチを切断する制御の後、前記制動要求検出手段が制動要求を検出しても、該アンチロックブレーキシステムが作動する急制動操作時には、該クラッチを接続しないように制御することを特徴とする請求項５〜１０のいずれか１つに記載の衝突予防装置。
12. 前記自動車は、前記駆動力伝達機構に、前記駆動源の回転速度と前記駆動軸の回転速度との変速比を変更可能な変速機を含み、
    前記制御手段は、前記クラッチを切断している間、該変速比をクラッチ切断制御開始時よりも大きくするアップシフト変速を禁止することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の衝突予防装置。
13. 前記自動車は、前記駆動力伝達機構に、前記駆動源の回転速度と前記駆動軸の回転速度との変速比を複数段階で切換え可能な変速機を含み、
    前記制御手段は、前記クラッチを接続して前記駆動源を制動に利用するように制御する際に、該変速機の変速比を、前記距離検出手段によって検出される前記前方障害物までの距離、および前記車速検出手段によって検出される現在の車速に応じて設定可能であることを特徴とする請求項５記載の衝突予防装置。
14. 前記自動車は、前記駆動力伝達機構に、前記駆動源の回転速度と前記駆動軸の回転速度との変速比を連続的に変更可能な無段変速機を含み、
    無段変速機では目標変速位置と実変速位置とのフィードバックにて変速制御が行われ、
    前記制御手段は、前記クラッチを接続して前記駆動源を制動に利用するように制御する際に、該無段変速機のフィードバックによる変速比制御のフィードバックゲインを、通常制御時と異ならせることを特徴とする請求項５記載の衝突予防装置。
15. 前記制御手段は、前記駆動源から駆動軸へ駆動力を伝達しないようにクラッチを切断する制御を行った後で、前記加速要求検出手段が運転者による加速操作を検出すると、該クラッチの切断を中止して、該クラッチを接続するように制御することを特徴とする請求項４記載の衝突予防装置。

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