JP2007269296A - 車両の制動装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】対象物に接触する可能性が高い第1の衝突発生前状態と判定された後、対象物に接触する可能性が第1の衝突発生前状態よりも高い第2の衝突発生前状態と判定されたときに強制的に所定の制動力を付与する機能を備えた車両において、第1の衝突発生前状態と判定されてから第2の衝突発生前状態と判定されるまでの間に運転者による制動操作が行われた場合に、車両を十分に減速させる。
【解決手段】判定部13が車両と対象物とが接触する可能性が高い第1の衝突発生前状態であると判定してから車両と対象物とが接触する可能性が第1の衝突発生前状態よりも高い第2の衝突発生前状態であると判定するまでの間に、強制制動指示部14から強制制動指示信号を受信したときに、予め設定された第2の所定の制動力を発生させる制動制御部15と、を備える。
【選択図】図2

Description

本発明は、車両の制動装置に関する。
特開平11−227582号公報には、レーザーレーダー等の対象物検出センサで検出した車両と対象物との相対距離及び相対速度に基づいて、車両と対象物とが接触する可能性が高いと判定した場合、運転者に警報を報知し、警報の報知から所定時間後に自動制動による制動力を発生させ、該制動力の発生後に運転者がブレーキペダルを踏み込んだ場合、ブレーキペダルの踏み込みに対応した制動力をさらに発生させる制動制御装置を備えた車両が開示されている。
特開平11−227582号公報
しかしながら、上記従来の車両では、対象物に接触する可能性が高いと判定されて報知後に運転者が緊急性が高いと判断してブレーキペダルを踏み込んだ場合、その踏み込みに対応した制動力しか発生しなかったため、車両が十分に減速されない可能性があった。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、対象物に接触する可能性が高い第1の衝突発生前状態と判定された後、対象物に接触する可能性が第1の衝突発生前状態よりも高い第2の衝突発生前状態と判定されたときに強制的に所定の制動力を付与する機能を備えた車両において、第1の衝突発生前状態と判定されてから第2の衝突発生前状態と判定されるまでの間に運転者による制動操作が行われた場合に、車両を十分に減速させることが可能な車両の制動装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明は、対象物検出手段と、制動手段と、第1の判定手段と、第2の判定手段と、報知手段と、制動制御手段と、強制制動指示手段と、を備える。
対象物検出手段は、車両の進行方向前方に存在する対象物と車両との相対距離及び相対速度を検出する。制動手段は、車両に対する制動力を発生する。第1の判定手段は、対象物検出手段が検出した相対距離及び相対速度に基づいて、車両と対象物とが接触する可能性が高い第1の衝突発生前状態であるか否かを判定する。第2の判定手段は、対象物検出手段が検出した相対距離及び相対速度に基づいて、車両と対象物とが接触する可能性が第1の衝突発生前状態よりも高い第2の衝突発生前状態であるか否かを判定する。報知手段は、第1の衝突発生前状態であると第1の判定手段が判定したとき、車両の運転者に第1の衝突発生前状態であることを報知する。制動制御手段は、第1の衝突発生前状態であると第1の判定手段が判定した後、第2の判定手段が第2の衝突発生前状態であると判定したときに、制動手段を作動して予め設定された第1の所定の制動力を発生させる。強制制動指示手段は、運転者からの制動要求の有無を検出し、運転者からの制動要求を検出したときに、強制制動指示信号を出力する。制動制御手段は、第1の衝突発生前状態であると第1の判定手段が判定してから第2の判定手段が第2の衝突発生前状態であると判定するまでの間に強制制動指示手段から強制制動指示信号を受信したときに、制動手段を作動して予め設定された第2の所定の制動力を発生させる。なお、上記第2の所定の制動力の大きさは、第1の所定の制動力と同じであってもよく、制動手段が発生可能な最大制動力と同じであってもよい。
上記構成では、第1の衝突発生前状態であると第1の判定手段が判定してから第2の判定手段が第2の衝突発生前状態であると判定するまでの間に運転者からの制動要求が検出されたとき、予め設定された第2の所定の制動力が車両に付与される。すなわち、第1の衝突発生前状態であるときに運転者が制動操作を行うことで、第1の所定の制動力の発生時よりも早いタイミングで、予め設定された第2の所定の制動力を発生させることができ、車両を十分に減速させることができる。
また、強制制動指示手段は、運転者からの制動要求を検出したときに該制動要求が緊急性を要する要求であるか否かを判定してもよい。この場合、強制制動指示手段は、緊急性を要する要求であると判定したときには強制制動指示信号を出力し、緊急性を要する要求ではないと判定したときには強制制動指示信号を出力しない。
上記構成では、運転者からの制動要求が緊急性を要する要求であると判定された場合には、第2の所定の制動力が車両に付与され、緊急性を要する要求ではないと判定された場合には、第2の所定の制動力ではなく、運転者の制動操作に対応した通常の制動力のみが車両に付与される。このため、車両を急いで制動させる必要がないと運転者が判断して通常の制動操作を行ったときに、必要以上の制動力が車両に対して不用意に付与されてしまうことが防止され、運転操作時の違和感の発生や乗り心地の低下や積荷の荷崩れなどの不都合を回避することができる。
本発明に係る車両の制動装置によれば、対象物に接触する可能性が高い第1の衝突発生前状態と判定された後、対象物に接触する可能性が第1の衝突発生前状態よりも高い第2の衝突発生前状態と判定されたときに強制的に所定の制動力を付与する機能を備えた車両において、第1の衝突発生前状態と判定されてから第2の衝突発生前状態と判定されるまでの間に運転者による制動操作が行われた場合に、車両を十分に減速させることができる。
以下、本発明の一実施形態を、図面に基づいて説明する。図1は本発明の実施形態に係る車両の制動装置全体を表す概略図、図2は本発明の実施形態に係る車両の制動装置のブロック図、図3は運転者の制動要求が無い場合を示す衝突余裕時間と距離との相関図、図4は運転者の制動要求が緊急性を要する場合を示す衝突余裕時間と距離との相関図、図5は運転者の制動要求が緊急性を要さない場合を示す衝突余裕時間と距離との相関図、図6は衝突発生前状態であると判定された後に、通常状態となる場合を示す衝突余裕時間と距離との相関図、図7は本発明の実施形態に係る車両の制動装置の制御内容を示すフローチャートである。
図1に示すように、本実施形態に係る車両は、エンジン1と、変速機2と、プロペラシャフト3と、前輪4と、後輪5と、ブレーキペダル6と、ブレーキ圧センサ7と、対象物検出センサ8(対象物検出手段)と、車速センサ9と、スピーカ10(報知手段)と、ディスクブレーキ11(制動手段)と、CPU12と、を備える。
エンジン1の出力が変速機2の入力軸に伝えられ、変速機2の出力軸の回転がプロペラシャフト3を介して駆動輪たる後輪5に伝達される。
運転者によって操作されるブレーキペダル6は、ブレーキ圧センサ7に接続され、ブレーキ圧センサ7は、ブレーキペダル6が運転者に踏まれることによるブレーキ圧の変化を検出し、CPU12に検出信号を出力する。
対象物検出センサ8は、車両前方に向けてレーザーやミリ波等の電磁波を発信し、その反射波に基づいて対象物と車両との相対距離及び相対速度を検出し、CPU12に検出信号を出力する。
車速センサ9は、エンジン1の回転数などから現在の車両の速度を検出し、CPU12に検出信号を出力する。
スピーカ10は、CPU12からの信号によってブザー音や音声を出力する。
ディスクブレーキ11は、前輪4及び後輪5に設けられ、CPU12からの信号によって各車輪に制動力を発生させる。
図2のブロック図に示すように、CPU12には、判定部(第1の判定手段、第2の判定手段)13と、強制制動指示部(強制制動指示手段)14と、制動制御部(制動制御手段)15と、が設けられる。
判定部13は、対象物検出センサ8が検出した車両と対象物との相対距離及び相対速度、並びに車速センサ9が検出した車両の車速及び加速度に基づいて、車両と対象物とが接触する可能性が高い衝突発生前状態であるか否かを判定する。具体的には、車両と対象物との相対距離が所定の閾値を下回った場合、車両が対象物に接近する相対速度が所定の閾値を上回った場合、又は車両と対象物との相対距離を相対速度で除することによって求められる衝突余裕時間TTC(Time To Collision)の値が3.0秒以下である場合に、判定部13は車両と対象物とが接触する可能性が高い第1の衝突発生前状態であると判定する。また、TTCの値が0.8秒以下である場合に、判定部13は、車両と対象物とが接触する可能性が第1の衝突発生前状態よりも高い第2の衝突発生前状態であると判定する。判定部13は、第1の衝突発生前状態であると判定すると、スピーカ10に信号を出力してスピーカ10を作動させ、運転者に車両と対象物とが接触する可能性が高いことを報知するための警報(ブザー音や音声)を発生させる。また、判定部13は、第2の衝突発生前状態であると判定すると、制動制御部15に信号を出力し、これにより後述する自動制動が実行される。
強制制動指示部14は、ブレーキ圧センサ7からの信号の有無に基づいて、運転者からの制動要求の有無を判定する。すなわち、運転者がブレーキペダル6を踏み込んだことをブレーキ圧センサ7が検出した場合に、運転者からの制動要求があったと判定する。また、強制制動指示部14は、運転者からの制動要求があった場合(運転者がブレーキペダル6を踏み込んだ場合)、その制動要求が緊急性を要する要求であるか否か(ブレーキペダル6の踏み込み態様が緊急性を要する態様であるか否か)を判定する。具体的には、ブレーキ圧センサ7が検出したブレーキ圧及び該ブレーキ圧の微分値の所定微小時間における変化量に基づいて、第1の所定値に対するブレーキ圧の変化量が大きく、且つ第2の所定値に対するブレーキ圧の微分値の変化量が大きい場合、強制制動指示部14は、運転者からの制動要求が緊急性を要する要求であると判定して制動制御部15に強制制動指示信号を出力する。また、第1の所定値に対するブレーキ圧の変化量が小さく、且つ第2の所定値に対するブレーキ圧の微分値の変化量が大きい場合、強制制動指示部14は、運転者からの制動要求が緊急性を要する要求ではないと判定して制動制御部15に強制制動指示信号を出力しない。なお、緊急性の低い通常状態において運転者がブレーキペダル6を踏み込んだ場合には、第1の所定値に対するブレーキ圧の変化量が小さく、且つ第2の所定値に対するブレーキ圧の微分値の変化量が小さくなる。
制動制御部15は、判定部13からの信号を受信したときに、ディスクブレーキ11を作動して自動制動による制動力(予め設定された第1の所定の制動力)を車両に付与する。また、制動制御部15は、判定部13からの信号を受信する前に強制制動指示部14から強制制動指示信号を受信したときにも、ディスクブレーキ11を作動して自動制動による制動力(予め設定された第2の所定の制動力)を車両に付与する。さらに、制動制御部15は、運転者がブレーキペダル6を踏み込んだときに、ディスクブレーキ11を作動してブレーキ圧センサ7が検出したブレーキ圧に対応する制動力を車両に付与する。なお、本実施形態では、制動制御部15が強制制動指示信号を受信したときに発生させる自動制動による制動力と、制動制御部15が判定部13からの信号を受信したときに発生させる自動制動による制動力とは同じ大きさで、且つディスクブレーキ11が発生可能な最大制動力に設定されているが、両者は相違していてもよく、またその大きさも最大制動力に限定されるものではない。
次に、本実施形態に係る制動力の発生状態について、図3〜図6を用いて説明する。
図3は、第1の衝突発生前状態となった後に運転者からの制動要求が全く無い場合(運転者がブレーキペダル6を全く踏み込まなかった場合)を示している。この場合、CPU12は、後述する図7のステップS1〜ステップS8の処理を実行する。
TTCが3.0秒になると、車両が第1の衝突発生前状態となったと判断され、スピーカ10から警報が発せられる。その後、運転者がブレーキペダル6を全く踏み込まないと、TTCが0.8秒になったときに車両が第2の衝突発生前状態となったと判断され、自動制動による大きな制動力が車両に強制的に付与されて車両が停止する。
図4は、第1の衝突発生前状態となった後に運転者からの制動要求があり、且つその制動要求が緊急性を要すると判定された場合(運転者がブレーキペダル6を踏み込み、その態様が緊急性を要する態様であると判定された場合)を示している。この場合、CPU12は、後述する図7のステップS1〜ステップS10の処理を実行する。
TTCが3.0秒になると、車両が第1の衝突発生前状態となったと判断され、スピーカ10から警報が発せられる。その後、TTCが0.8秒以下となる前のタイミングaで運転者がブレーキペダル6を踏み込み、その態様が緊急性を要する態様であると判定されると、自動制動による大きな制動力が強制的に車両に付与されて車両が停止する。すなわち、運転者が警報に応じて早期(TTCが3.0秒以下となった後で、0.8秒以下となる前)にブレーキペダル6を踏み込んで車両の緊急制動を行った場合には、この緊急制動を行わなかった場合(図4中に一点鎖線で示す)に比べて、早いタイミングから自動制動による制動力が車両に付与されて、車両が停止する。なお、図4〜図6において、TTCの値がaからbまでの間は、ブレーキペダル6の踏み込み態様が緊急性を要する態様であるか否かの判断に要する時間であり、図中では、ブレーキペダル6の踏み込みによって制動力が発生した場合を示している。但し、aからbまでの間は極微小な時間であり、ブレーキペダル6の踏み込みに応じて発生する制動力は微小であり、また必ずしも発生するとは限らない。
図5は、第1の衝突発生前状態となった後に運転者からの制動要求があり、その制動要求が緊急性を要する要求ではないと判定され、且つ運転者からの制動操作が継続して行われていた場合(運転者がブレーキペダル6を踏み込み、その態様が通常時の踏み込み態様であり、緊急性を要する態様ではないと判定され、且つその後もブレーキペダル6を継続して踏んでいた場合)を示している。この場合、CPU12は、後述する図7のステップS1〜ステップS11の処理を実行する。
TTCが3.0秒になると、車両が衝突発生前状態となったと判断され、スピーカ10から警報が発せられる。その後、TTCが0.8秒以下となる前のタイミングaで運転者が通常走行時と同様の態様でブレーキペダル6を踏み込み、その態様が緊急性を要する態様ではないと判定されると、自動制動による制動力が車両に付与されず、車両には、継続して踏まれているブレーキペダル6の踏み込み量に応じた制動力(ブレーキ圧センサ7が検出したブレーキ圧に対応する制動力)が付与される。なお、この場合、車両が停止せずにTTCが0.8秒以下になると、車両が第2の衝突発生前状態となったと判断され、運転者からのブレーキペダルペダル6の踏み込みにより発生する制動力よりも大きい自動制動による制動力が車両に付与されて車両が停止する。
すなわち、第1の衝突発生前状態と判定されてから第2の衝突発生前状態と判定されるまでの間(TTCが3.0秒以下と判定されてから0.8秒以下と判定されるまでの間)に、運転者がブレーキペダルペダル6を踏み込んで通常の制動操作を行った場合、自動制動が実行されるまでの間(TTCが0.8秒以下と判定されるまでの間)は、自動制動による大きな制動力が車両に強制的に付与されることなく、運転者からの制動操作に応じた制動力によって車両が制動する。なお、図中二点鎖線は、運転者が警報に応じて早期(TTCが0.8秒以下となる前)にブレーキペダル6を踏み込んで車両の緊急制動を行った場合を、図中一点鎖線は、緊急制動を行わなかった場合をそれぞれ示している。
図6は、第1の衝突発生前状態となった後に運転者からの制動要求があり、その制動要求が緊急性を要する要求ではないと判定され、且つその後に運転者からの制動操作が行われなかった場合(運転者がブレーキペダル6を踏み込んだ後、対象物に対する接触の危険性が全くないと運転者が判断してブレーキペダル6を直ぐ開放し、且つその後もブレーキペダル6を全く踏み込まなかった場合、すなわち誤認識によるブレーキ操作の場合)を示している。この場合、CPU12は、後述するステップS1〜ステップS7、ステップS9〜ステップS11の処理を実行する。
この場合、車両には、運転者からブレーキペダル6の踏み込みが行われた際に、瞬間的に制動力が付与されるのみである。また、この例は、TTCが0.8秒となった時に自動制動が作動しないのは、TTCが3.0秒のときに検出された対象物がTTCが0.8秒となった際に検出されず、自動制動が作動しない場合を示している。
次に、図7のフローチャートを用いて、本実施形態のCPU12が実行する制御処理について説明する。
本処理は、車両のエンジン駆動により開始し、所定時間毎に実行される。
まず、対象物検出センサ8が対象物を検出してその検出信号が入力されたか否かを判定し(ステップS1)、対象物検出センサ8からの検出信号が入力された場合は、対象物検出センサ8及び車速センサ9から入力された信号に基づいて相対距離、相対速度、及び車速を検出し(ステップS2)、検出した相対距離、相対速度及び車速に基づいてTTCを演算する(ステップS3)。なお、ステップS1において、対象物検出センサ8からの検出信号が入力されていない場合は、ステップS11に移行して、運転者からのブレーキ操作に応じて通常の制動力を発生させる。
次に、TTCが3.0秒以下であるか否か(第1の衝突発生前状態であるか否か)を判定し(ステップS4)、TTCが3.0秒以下であると判定したときは、ステップS5に移行する。ステップS5では、第1の衝突発生前状態であることを報知する警報の発生が完了したか否かを判定し、既に完了している場合はステップS7に移行する。一方、警報を未だ発していない又は発している途中である場合は、ステップS6に移行して警報を発生させ又は継続した後、ステップS7へ移行する。一方、ステップS4において、TTCが3.0秒を超えていると判定したときは、対象物との関係において緊急性を要しない通常状態である可能性が高いため、ステップS11に移行して、運転者からのブレーキ操作に応じて通常の制動力を発生させる。
ステップS7では、TTCが0.8秒以下であるか否か(第2の衝突発生前状態であるか否か)を判定し、TTCが0.8秒以下であるときは、ステップS8に移行して自動制動による制動力を発生させる。一方、TTCが0.8秒を超えていると判定すると、次に、自動制動を実行している最中か否かを判定する(ステップS9)。
ステップS9において、自動制動を実行している最中と判定したときは、ステップS8に移行して、自動制動による制動力を継続して発生させる。
一方、ステップS9において、自動制動が未だ実行されていないと判定したときは、さらに、運転者から緊急性を要する制動要求があったか否か(運転者からの緊急ブレーキ操作があったか否か)を判定する(ステップS10)。緊急ブレーキ操作があったと判定した場合には、対象物との接触を回避する必要性がある可能性が高いため、ステップS8に移行し、自動制動による制動力を発生させる。一方、緊急ブレーキ操作がなかったと判定した場合には、運転者からのブレーキ操作に応じて通常の制動力を発生させる(ステップS11)。なお、緊急ブレーキ操作がなかったと判定される例としては、ブレーキ操作が全く行われなかった場合のほか、通常のブレーキ操作が行われた場合や誤認識によるブレーキ操作などが含まれる。
以上説明したように、本実施形態によれば、判定部13が第1の衝突発生前状態であると判定してから第2の衝突発生前状態であると判定するまでの間に運転者からの制動要求がブレーキ圧センサ7によって検出されたとき、制動制御部15は、ディスクブレーキ11を作動して自動制動による制動力を車両に付与する。すなわち、第1の衝突発生前状態であるときに運転者が制動操作を行うことで、所定時間経過するよりも早いタイミングで、自動制動による制動力を車両に付与することができ、車両を十分に減速させることができる。
また、運転者からの制動要求が緊急性を要する要求であると強制制動指示部14に判定された場合には、制動制御部15は、ディスクブレーキ11を作動して自動制動による制動力を車両に付与する。運転者からの制動要求が緊急性を要する要求ではないと強制制動指示部14に判定された場合には、制動制御部15は、ディスクブレーキ11を作動してブレーキ圧センサ7が検出したブレーキ圧に対応した通常の制動力のみを車両に付与する。このため、車両を急いで制動させる必要がないと運転者が判断して通常の制動操作を行ったときに、必要以上の制動力が車両に対して不用意に付与されてしまうことが防止され、運転操作時の違和感の発生や乗り心地の低下や積荷の荷崩れなどの不都合を回避することができる。
なお、スピーカ10に代えて、ランプ等の発光装置を発光させることによって、運転者に車両と対象物とが接触する可能性が高いことを報知してもよい。
また、本実施形態の制動手段は、車輪に制動力を発生させるディスクブレーキ11を示したが、制動力を発生させることができる制動装置であれば、車輪に制動力を発生させるものに限定されない。
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。
本発明の実施形態に係る車両の制動装置全体を表す概略図である。 本発明の実施形態に係る車両の制動装置のブロック図である。 運転者の制動要求が無い場合を示す衝突余裕時間と距離との相関図ある。 運転者の制動要求が緊急性を要する場合を示す衝突余裕時間と距離との相関図ある。 運転者の制動要求が緊急性を要さない場合を示す衝突余裕時間と距離との相関図ある。 衝突発生前状態であると判定された後に、通常状態となる場合を示す衝突余裕時間と距離との相関図ある。 本発明の実施形態に係る車両の制動装置の制御内容を示すフローチャートである。
符号の説明
1…エンジン、2…変速機、3…プロペラシャフト、4…前輪、5…後輪、6…ブレーキペダル、7…ブレーキ圧センサ、8…対象物検出センサ(対象物検出手段)、9…車速センサ、10…スピーカ(報知手段)、11…ディスクブレーキ(制動手段)、12…CPU、13…判定部(第1の判定手段、第2の判定手段)、14…強制制動指示部(強制制動指示手段)、15…制動制御部(制動制御手段)

Claims (2)

  1. 車両の進行方向前方に存在する対象物と前記車両との相対距離及び相対速度を検出する対象物検出手段と、
    車両に対する制動力を発生する制動手段と、
    前記対象物検出手段が検出した相対距離及び相対速度に基づいて、前記車両と前記対象物とが接触する可能性が高い第1の衝突発生前状態であるか否かを判定する第1の判定手段と、
    前記対象物検出手段が検出した相対距離及び相対速度に基づいて、前記車両と前記対象物とが接触する可能性が前記第1の衝突発生前状態よりも高い第2の衝突発生前状態であるか否かを判定する第2の判定手段と、
    前記第1の衝突発生前状態であると前記第1の判定手段が判定したとき、前記車両の運転者に前記第1の衝突発生前状態であることを報知する報知手段と、
    前記第1の衝突発生前状態であると前記第1の判定手段が判定した後、前記第2の判定手段が前記第2の衝突発生前状態であると判定したときに、前記制動手段を作動して予め設定された第1の所定の制動力を発生させる制動制御手段と、
    前記運転者からの制動要求の有無を検出し、前記運転者からの制動要求を検出したときに、強制制動指示信号を出力する強制制動指示手段と、を備え、
    前記制動制御手段は、前記第1の衝突発生前状態であると前記第1の判定手段が判定してから前記第2の判定手段が前記第2の衝突発生前状態であると判定するまでの間に前記強制制動指示手段から前記強制制動指示信号を受信したときに、前記制動手段を作動して予め設定された第2の所定の制動力を発生させる
    ことを特徴とする車両の制動装置。
  2. 請求項1に記載の車両の制動装置であって、
    前記強制制動指示手段は、前記運転者からの制動要求を検出したときに該制動要求が緊急性を要する要求であるか否かを判定し、緊急性を要する要求であると判定したときには前記強制制動指示信号を出力し、緊急性を要する要求ではないと判定したときには前記強制制動指示信号を出力しない
    ことを特徴とする車両の制動装置。
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