JP2007062604A - 車両用自動制動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、大半の車速域では一定の衝突回避性を確保しつつ、所定の低車速域ではドライバーの自動ブレーキへの過度の依存を防止する車両用自動制動装置の提供を目的とする。
【解決手段】 障害物と自車との距離をそれらの速度差で除算した値である衝突時間（自車が障害物に衝突するまので時間：ＴＴＣ）を自動ブレーキの作動開始閾値とする車両用自動制動装置において、自車の車速が所定の低車速ｖａ（例えば、１０ｋｍ／ｈ）以上のときにはＴＴＣが一定値ｔｔｃ０（例えば、１．５秒）以下のときに自動ブレーキを作動させ、自車の車速が低車速ｖａ未満のときにはＴＴＣがｔｔｃ０より小さい一定値ｔｔｃ１（例えば、０．５秒）以下のときに自動ブレーキを作動させることを特徴とする車両用自動制動装置。
【選択図】 図２

Description

本発明は、障害物と自車との衝突を予測して車速条件に基づき自車を自動制動させる車両用自動制動装置に関する。

従来から、自車と障害物との距離及び相対速度を検出し、その検出結果から接触の可能性を判断して自動的に各車輪のブレーキをかける車両の自動制動装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この自動制動装置は、自車の車速が高いほど接触の可能性があるという判断が行われやすくするものであり、接触の可能性があると判断すると自動ブレーキを作動させる。つまり、自車の車速が高くなるほど、危険性が高くなるとして、自動ブレーキが早めに作動するようにしている。
特開平５−２４５２４号公報

ところで、自車が低車速のときには高車速のときに比べ、自動ブレーキによる停止が容易に可能となったり、ドライバーに心理的な余裕が生まれたりするため、低車速のときにはドライバーが自動ブレーキシステムに依存しすぎてしまうという懸念がある。しかしながら、低車速のときにドライバーが自動ブレーキシステムに依存しすぎないように、自動ブレーキを作動させにくくしてしまうと、自動ブレーキシステムの本来のメリットを生かしにくくなる。

この点、上述の従来技術は、車速が高いときには自動ブレーキの作動開始閾値である車間距離（障害物を前方車両と考えた場合）を長く設定することにより自動ブレーキが早めに作動するようにして衝突防止を図り、車速が低いときには自動ブレーキの作動開始閾値である車間距離を短く設定することにより自動ブレーキが遅めに作動するようにして他車の割込み防止を図っている。

しかしながら、上述の従来技術の開示内容によると、前方車両の挙動を事前に仮定した複数の挙動条件（前方車両が、フル制動したとき、一定車速を保ったとき等）のそれぞれに対して必要な車間距離を作動開始閾値として設定しているため、作動開始閾値の設定が複雑であるとともに、仮定した挙動条件と実際の挙動が異なると不適切な作動開始点で自動ブレーキが作動するおそれがあり、上述の問題点を十分に解決することはできない。

そこで、本発明は、大半の車速域では一定の衝突回避性を確保しつつ、所定の低車速域ではドライバーの自動ブレーキへの過度の依存を防止する車両用自動制動装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一局面によれば、
障害物と自車との距離をそれらの速度差で除算した値である衝突時間を自動ブレーキの作動開始閾値とする車両用自動制動装置であって、
自車の車速が所定の低車速以上のときには前記作動開始閾値は一定値であり、自車の車速が前記所定の低車速未満のときには前記作動開始閾値は前記一定値よりも小さいことを特徴とする車両用自動制動装置が提供される。

本局面によれば、所定の低車速以上の大半の車速域では、自動ブレーキが作動してから衝突するまでの時間が一定値であるために一定の衝突回避性を確保することができる一方で、所定の低車速域のみでは制御的にその一定の衝突回避性を低下させることができる。その結果として、低車速域でのドライバーの自発的なブレーキ操作を促すことができ、自動ブレーキへの過度の依存を防止することができる。なお、障害物と自車の距離とそれらの速度差との関係から直接的に作動開始閾値を算出・設定しているので、障害物が挙動変化しても自動ブレーキを適切に作動させることができる。

このとき、低車速未満のときの作動開始閾値は、低車速以上のときの作動開始閾値に比べ、自動ブレーキの作動を開始する時の障害物までの距離と自車が停止するまでに必要な制動距離との差が小さくなるように設定されることが好適である。その差を小さくすることによって、自動ブレーキを作動させても自車が障害物に近づきやすく若しくは接触しやすくなるので、特定の低車速域でドライバーブレーキ操作の自発性を高める効果がある。

本発明によれば、大半の車速域では一定の衝突回避性を確保しつつ、所定の低車速域ではドライバーの自動ブレーキへの過度の依存を防止することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。図１は、本発明の車両用自動制動装置を適用した自動ブレーキシステムのブロック図の一例である。本自動ブレーキシステムは、障害物と自車との衝突を予測して、衝突回避や衝突時の衝撃緩和のために自動ブレーキを作動させるものである。例えば、衝突のおそれがある場合にはドライバーのブレーキ操作が行われなくても自動的にブレーキを作動させたり、ドライバーがブレーキ操作している時にブレーキの機能を最大限に引き出すためにブレーキペダルを踏み込む力をアシストしたりする。まず、図１における各ブロックについて説明する。

障害物検出センサ２２は、例えば、ミリ波レーダーや超音波レーダーやＣＣＤカメラであって、自車とその障害物との距離やそれらの速度差を算出するためのセンサである。例えば、障害物が先行車であれば、先行車と自車との車間距離や先行車と自車との速度差が算出され得る。障害物検出センサ２２は、その測定値に応じた信号を衝突予測部１１に対し出力する。

ここで、車間距離等の障害物までの距離は、レーダーが送受信する波の送受信タイミングと波の速さとの関係から容易に算出可能である。また、自車とその障害物との速度差は、算出された障害物までの距離の時間変化から容易に算出可能である。なお、レーダーではなくカメラの場合であっても、カメラの撮像画像をステレオ処理することによって、車間距離等の障害物までの距離や速度差を算出することは可能である。

車速センサ２３は、自車の速度を算出するためのセンサである。車速センサ２３は、自車の車輪速に応じた信号を衝突予測部１１に対し出力する。

衝突予測部１１は、障害物検出センサ２２からの測定信号に基づいて自車に衝突する可能性のある障害物を確認し、衝突予測判定を行う。例えば、衝突予測部１１は、障害物検出センサからの測定信号に基づき算出した自車と障害物との距離や速度差と車速センサ２３からの出力信号に基づき算出した自車の車速とに基づいて、自車がその障害物と衝突するおそれがあるか否かを判定する。

この衝突予測判定を行うために、衝突予測部１１は、例えば、予めＲＯＭ等のメモリに記憶された衝突判定マップによって規定される判定基準を用いる。この衝突判定マップの一例を挙げれば、横軸が速度差、縦軸が障害物までの距離であるマップである。このマップ上の領域は、自車が障害物と衝突するおそれがあると判定される衝突危険領域と衝突するおそれがないと判定される安全領域に分けられる。例えば、自車と障害物が遠ざかることを示す正の速度差領域は安全領域であり、自車と障害物が近づくことを示す負の速度差領域且つ障害物までの距離が所定値以下の領域は衝突危険領域とする。衝突予測部１１は障害物検出センサ２２からの測定信号に基づいて自車と障害物との距離やそれらの速度差を算出し、衝突判定マップ上に特定点を定める。そして、この特定点がマップ上の上記のどちらの領域に属しているかによって、衝突予測部１１は衝突予測判定を行う。

なお、この衝突判定マップは、車両の制動試験やシミュレーション等によって得られたデータに基づいて作製される。また、自車の車速や加減速度、及び／又は、障害物の移動速度や移動加減速度に応じて、衝突判定マップの衝突危険領域と安全領域を補正してもよい。

衝突予測部１１は、自車が衝突するおそれがあると予測した場合には制動制御部１２に自動ブレーキ作動指令を出し、制動制御部１２は自動ブレーキを電動若しくは油圧で作動させる。自動ブレーキ作動指令を受けた制動制御部１２は、例えば大気圧の作用を用いてブレーキブースター出力を増大させて、ドライバーのブレーキ操作が無くても強制的にブレーキを利かせたり、ドライバーのブレーキペダル踏力をアシストしたりする。

ここで、本発明の車両用自動制動装置は、自動ブレーキの作動開始閾値を、自車が障害物に衝突するまでの時間（すなわち、ＴＴＣ（Time To Collision））とする。ＴＴＣは、障害物と自車との距離をそれらの速度差で除算して求められる。つまり、ＴＴＣは、ある瞬間における障害物と自車との速度差がそのまま継続した場合に自車が障害物に衝突するまでの時間に相当する。

例えば、ＴＴＣが１．５秒以下のときに自動ブレーキが作動するように設定されている場合、衝突予測部１１は、障害物検出センサ２２の測定信号に基づいてＴＴＣが１．５秒以下であると算出されると、自動ブレーキ作動指令を制動制御部１２に出力し、制動制御部１２は自動ブレーキを作動させる。一方、衝突予測部１１は、障害物検出センサ２２の測定信号に基づいてＴＴＣが１．５秒を超える値が算出されると、自動ブレーキの作動指令を出力しないため、制動制御部１２は自動ブレーキを作動させない若しくは作動していた自動ブレーキを解除する。

したがって、自動ブレーキの作動開始閾値であるＴＴＣを一定値に設定して自動ブレーキの作動制御を実施すると、自動ブレーキが作動してから衝突するまでの時間が一定値であるために一定の衝突回避性を確保することができるとともに、作動開始閾値の設定が容易になる。自動ブレーキの作動開始閾値の設定が容易になるほど、自動ブレーキ制御を実行するために必要なＣＰＵやＲＡＭやＲＯＭへの負担も軽くなる。

しかしながら、ＴＴＣが一定の値で自動ブレーキが作動するため、自車速が低速領域のときには、衝突が回避しやすくなり、ドライバーに余裕が生まれ、ドライバーが自動ブレーキシステムに過度に依存する状況に陥りやすい。

このような状況に陥る理由について、図６を参照しながら説明する。図６は、ＴＴＣと車両の制動距離との関係を示す図である。説明を簡単にするため、障害物を自車前方の停止車両とする。横軸を自車速、縦軸を自車が停止するまでに必要な制動距離と定めると、曲線Ａのような二次曲線を引くことができることはよく知られている。したがって、ある自車速において自車前方の停止車両までの車間距離が曲線Ａより下側にあると、たとえブレーキを作動させたとしても自車は停止車両に衝突することを示している。

一方、ＴＴＣは、障害物が自車前方の停止車両の場合、自車と自車前方の停止車両までの車間距離を自車速で除算した値に相当する。したがって、自動ブレーキの作動開始閾値を自車速にかかわらず一定値のＴＴＣ（例えば、１．５秒）とするならば、自動ブレーキの作動開始閾値は図６上に示されるような一次直線として表すことができる。

したがって、一定値のＴＴＣを自動ブレーキの作動開始閾値として自動ブレーキの作動制御を実施する場合、実際の自車速が曲線ＡとＴＴＣ直線との交点ａにおける車速ｖ１より小さい状態では（例えば、実際の自車速がｖ３では）、自動ブレーキの作動を開始する時の車間距離が自車の停止に必要な制動距離より大きいために、自動ブレーキの作動によって容易に自車が停止してしまうために、ドライバーは自動ブレーキに依存しすぎるおそれがある。

そこで、本発明の車両用自動制動装置は、自動ブレーキの作動開始閾値であるＴＴＣを以下のように設定する。図３から図５は、自動ブレーキの作動開始閾値であるＴＴＣと自車速との関係を示すマップの具体例である。

図３のマップでは、自車速が低車速ｖａ（例えば、１０ｋｍ／ｈ）以上のときにはＴＴＣが一定値ｔｔｃ０（例えば、１．５秒）以下のときに自動ブレーキが作動するように設定され、自車速が低車速ｖａ未満のときにはＴＴＣがｔｔｃ０より小さい一定値ｔｔｃ１（例えば、０．５秒）以下のときに自動ブレーキが作動するように設定される。

また、図４のマップでは、自車速が車速ｖｂから車速ｖｃのときには自動ブレーキの作動開始閾値に徐変区間を設け、自車速が低車速ｖｃ（例えば、１０ｋｍ／ｈ）以上のときにはＴＴＣが一定値ｔｔｃ０以下のときに自動ブレーキが作動するように設定され、自車速が低車速ｖｂ未満のときにはＴＴＣがｔｔｃ０より小さい一定値ｔｔｃ１以下のときに自動ブレーキが作動するように設定される。

また、図５のマップでは、自車速が低車速ｖｄとｖｅのところで自動ブレーキの作動開始閾値がステップ状に変化し、自車速が低車速ｖｅ（例えば、１０ｋｍ／ｈ）以上のときにはＴＴＣが一定値ｔｔｃ０以下のときに自動ブレーキが作動するように設定され、自車速が低車速ｖｄ以上ｖｅ未満のときにはＴＴＣがｔｔｃ０より小さい一定値ｔｔｃ１以下のときに自動ブレーキが作動するように設定され、自車速が低車速ｖｄ未満のときにはＴＴＣがｔｔｃ１より小さい一定値ｔｔｃ２以下のときに自動ブレーキが作動するように設定される。

ここで、上述のｔｔｃ０，ｔｔｃ１，ｔｔｃ２を、上述の図６上に表すと、図７のように示すことができる。低車速域での自動ブレーキの作動開始閾値（ｔｔｃ１，ｔｔｃ２）は、低車速域以外の自動ブレーキの作動開始閾値（ｔｔｃ０）に比べ、自動ブレーキの作動を開始する時の車間距離と自車の停止に必要な制動距離との差が小さくなるように設定されている。つまり、自動ブレーキの作動開始閾値を曲線Ａに近づけることによって、自動ブレーキを作動させても容易に自車が停止しない方向に制御動作が変化することになるので、ドライバーの自発的なブレーキ操作を特定の低車速域で促すことができる。

それでは、本発明の車両用自動制動装置の動作例について説明する。図２は、本実施例の車両用自動制動装置を適用した自動ブレーキシステムの動作フローの一例である。衝突予測部１１は、障害物検出センサ２２からの測定信号に基づいて自車に衝突する可能性のある障害物を確認し、自車がその障害物と衝突するおそれがあるか否かを判定する（ステップ１０）。自車が衝突のおそれがなければ、衝突予測部１１は、自動ブレーキの作動指令を出力しないため、制動制御部１２は自動ブレーキを作動させない。一方、自車が衝突のおそれがあるならば、制動制御部１２に自動ブレーキ作動指令を出し、制動制御部１２は自動ブレーキを作動させることになる。ここで、上記例示の図３〜５のマップのうち図３のマップに基づき自動ブレーキの作動開始閾値を決定しているならば、衝突予測部１１は、車速センサ２３に基づき自車速が低車速閾値ｖａ（＝１０ｋｍ／ｈ）より低いか否かを判断する（ステップ１２）。自車速が低車速閾値ｖａより低くなければ（ステップ１２；Ｎｏ）、衝突予測部１１は、ＴＴＣが一定値ｔｔｃ０（＝１．５秒）以下のときに制動制御部１２に自動ブレーキ作動指令を出力する（ステップ１６）。一方、自車速が低車速閾値ｖａより低ければ（ステップ１２；Ｙｅｓ）、衝突予測部１１は、ＴＴＣが一定値ｔｔｃ１（＝０．５秒）以下のときに制動制御部１２に自動ブレーキ作動指令を出力する（ステップ１４）。すなわち、このような作動開始閾値の変化は、図７において、作動開始閾値であるＴＴＣ直線を「ＴＴＣ＝ｔｔｃ０の直線」から「ＴＴＣ＝ｔｔｃ１の直線」に低車速ｖａにおいて変更したと言い換えることができる。なお、図７において、作動開始閾値の変化点である低車速ｖａは、ＴＴＣ直線が曲線Ａより上側となっている車速領域から任意の車速値を設定すればよい。

このように、図２の動作フローによれば、中高速域ではＴＴＣが１．５秒以下のときに自動ブレーキが作動するが、低車速域の１０ｋｍ／ｈ以下になるとＴＴＣが０．５秒以下のときに自動ブレーキが作動するようになる。つまり、低車速域では自車が障害物に衝突するまでの時間が短くならないと自動ブレーキは作動しないので、低車速域でのドライバーの自発的なブレーキ操作を促すことができ、自動ブレーキへの過度の依存を防止することができる。例えば、自動ブレーキの作動によってドライバーの運転操作が疎かになる等の弊害を排除したい場合には有効である。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、図２の動作フローについての上述の説明では、自動ブレーキの作動開始閾値を図３のマップに基づいて動作するものであったが、図４や図５のマップを使用して動作する場合も同様に考えればよい。図７において、図４及び図５のマップにおける作動開始閾値の変化点である低車速ｖｂ〜ｖｅは、ＴＴＣ直線が曲線Ａより上側となっている車速領域から任意の車速値を設定すればよい。

本発明の車両用自動制動装置を適用した自動ブレーキシステムのブロック図の一例である。 本実施例の車両用自動制動装置を適用した自動ブレーキシステムの動作フローの一例である。 自動ブレーキの作動開始閾値であるＴＴＣと自車速との関係を示すマップの第１の例である。 自動ブレーキの作動開始閾値であるＴＴＣと自車速との関係を示すマップの第２の例である。 自動ブレーキの作動開始閾値であるＴＴＣと自車速との関係を示すマップの第３の例である。 ＴＴＣと車両の制動距離との関係を示す図である。 図６の関係図にｔｔｃ０，１，２を表した図である。

符号の説明

１１ 衝突予測部
１２ 制動制御部
２２ 障害物検出センサ
２３ 車速センサ

Claims (2)

1. 障害物と自車との距離をそれらの速度差で除算した値である衝突時間を自動ブレーキの作動開始閾値とする車両用自動制動装置であって、
   自車の車速が所定の低車速以上のときには作動開始閾値は一定値であり、自車の車速が前記所定の低車速未満のときには作動開始閾値は前記一定値よりも小さいことを特徴とする車両用自動制動装置。
2. 低車速未満のときの作動開始閾値は、低車速以上のときの作動開始閾値に比べ、自動ブレーキの作動を開始する時の障害物までの距離と自車が停止するまでに必要な制動距離との差が小さくなるように設定される、請求項１記載の車両用自動制動装置。

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