JP2014004905A - ブレーキ制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ドライバの意図を正確に把握して安全にPBAの解除を行うブレーキ制御装置を提供する。
【解決手段】本願発明のブレーキ御装置は、障害物を検知する障害物センサと、道路の勾配を検知する傾斜センサと、アクセル開度を検知するアクセルセンサと、ブレーキ操作量を検知するブレーキセンサと、障害物センサによって障害物が検知された場合にブレーキ装置による制動をアシストするプレクラッシュブレーキアシストモードを有するブレーキ制御部と、を備え、ブレーキ制御部は、傾斜センサにより検出した道路の上り勾配が所定値以上でありかつ前記アクセルセンサによって検知したアクセル開度が所定値以上であるときにプレクラッシュブレーキアシストモードを解除するとともにスロットル量を抑制し、または、傾斜センサにより検出した道路の下り勾配が所定値以上でありかつブレーキセンサによって検知したブレーキ操作量が所定値以上であるときにプレクラッシュブレーキアシストモードを解除するとともにブレーキ装置の制動力を制御する。
【選択図】図1

Description

本発明は、レーダ装置等により検知された障害物との衝突可能性に応じて自動的に制動力を出力するブレーキ制御装置に関する。
従来、車載レーダ装置やテレビカメラ装置等の障害物検出センサによって障害物を認識し、認識した障害物との衝突を、衝突可能性に応じ、回避するように、又は衝突時の衝撃を和らげるようにブレーキ制御を行う装置として、プレクラッシュブレーキアシスト(以下、PBAと略す。)システム等の名称で知られる装置が実用化されている。PBAシステムで使用するレーダ装置は、レーザやミリ波を放射してその反射波を検知することにより路上の障害物を検出している。
しかし、従来のPBAシステムにおいては、次の様な問題があった。
図6は、従来のブレーキ制御装置における上り坂での動作を説明した図である。図6に示す様な、立体駐車場等における急な上り坂の場合、路上に設置された停止線鋲z1等の金属が車両の前方に有る場合、自車両A1に搭載された障害物検知センサはこれを障害物であるとして検出して、不要なPBA動作にて後続車両B1の急接近を生じさせてしまうという問題があった。
また、図7は、従来のブレーキ制御装置における下り坂での動作を説明した図である。図7に示す様な、立体駐車場等における急な下り坂の場合においても、自車両A2の障害物検知センサが停止線鋲z2等の金属を障害物として検出して不要なPBA動作をさせてしまい、後続車B2の急接近を生じさせてしまうという問題があった。
これらの不要なPBA動作を回避又は中断するには、ドライバによりPBAを解除する必要があるが、PBAを解除する方法としては以下の様な従来技術があった。
特許文献1(特開2009−214764号公報)には、自動ブレーキ制御解除スイッチが運転性から操作可能な任意の位置に配設されて、ドライバによりスイッチ操作がなされたときに自動ブレーキ制御が解除される自動ブレーキ装置が記載されている。
特許文献2(特表2009−532790号公報)には、ドライバにより十分に大きなアクセルペダル操作がされてアクセルペダルセンサによるアクセルペダル操作信号が閾値をオーバーした場合に、ドライバによる安全システムの作動解除意志と解釈して、安全システムの作動解除を行う装置が記載されている。
特許文献3(特開2009−120175号公報)には、ブレーキペダルが操作されると一時的に減速支援制御が中止(中断)される減速支援制御システムが記載されている。
特開2009−214764号公報 特表2009−532790号公報 特開2009−120175号公報
しかし、上記特許文献1に記載の自動ブレーキ装置では、走行状態に合わせてその都度PBAを開始/解除するためには、ドライバによる頻繁なスイッチ操作が必要となるという不具合があった。
また、上記特許文献2に記載の装置では、PBAを解除するにはアクセル操作が必要であるため、ブレーキ操作が必要な下り坂においてもアクセルを踏む必要があった。またPBA解除には大きなアクセルペダル操作が必要となるため、アクセル操作によって急加速をしてしまう場合があった。
さらに、上記特許文献3に記載の減速支援制御システムでは、下り坂走行時にドライバがブレーキに足を軽く乗せている場合においてもPBAが解除されてしまうという不具合があった。
そこで、本発明は、上記ブレーキ制御装置における問題点に鑑みてなされたものであり、ドライバの意図を正確に把握して安全にPBAの解除を行うブレーキ制御装置を提供することを目的とする。
上記課題に鑑み、本発明におけるブレーキ制御装置は、障害物を検知する障害物センサと、道路の勾配を検知する傾斜センサと、アクセル開度を検知するアクセルセンサと、
ブレーキ操作量を検知するブレーキセンサと、前記障害物センサによって障害物が検知された場合にブレーキ装置による制動をアシストするプレクラッシュブレーキアシストモードを有するブレーキ制御部と、を備え、前記ブレーキ制御部は、前記傾斜センサにより検出した道路の上り勾配が所定値以上でありかつ前記アクセルセンサによって検知したアクセル開度が所定値以上であるときに前記プレクラッシュブレーキアシストモードを解除するとともにスロットル量を抑制し、または、前記傾斜センサにより検出した道路の下り勾配が所定値以上でありかつ前記ブレーキセンサによって検知したブレーキ操作量が所定値以上であるときに前記プレクラッシュブレーキアシストモードを解除するとともに前記ブレーキ装置の制動力を制御することを特徴とする。
本発明の実施形態によれば、ドライバの意図を正確に把握して安全にPBAの解除を行うブレーキ制御装置を提供することができる。
本発明のブレーキ制御装置のブロック図である。 設定記憶部の設定項目の設定値の一覧を示す。 ブレーキ制御装置の動作を説明したフローチャートである。 上り勾配におけるPBA解除の動作を説明したフローチャートである。 下り勾配におけるPBA解除の動作を説明したフローチャートである。 従来のブレーキ制御装置における上り坂での動作を説明した図である。 従来のブレーキ制御装置における下り坂での動作を説明した図である。
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明のブレーキ制御装置のブロック図を示す一例である。図1において、ブレーキ制御装置1は、ブレーキ制御ECU(Electronic Control Unit)10、障害物検知センサ21、アクセルセンサ22、ブレーキセンサ23、傾斜センサ24、加速度センサ25、速度センサ26、PBA手動スイッチ27、ブレーキ31、及び、操作表示部41を備える。
ブレーキ制御ECU10は、PBAを行うブレーキ制御装置1を制御する制御部であり、障害物判定部101、アクセル開度判定部102、ブレーキ操作量判定部103、勾配判定部104、加速度判定部105、ブレーキ出力部106、及び、設定記憶部107を備える。また、ブレーキ制御ECU10は、PBAモードの開始、及び解除を制御する。
障害物検知センサ21は、例えば、ミリ波レーダ、レーザレーダ、赤外線、テレビカメラ映像等の検出方法を用いて、自車両の前方に存在する障害物を検知可能なセンサである。障害物検知センサ21は、フロントグリル内部やリアバンパーなどに配置され、自車両から障害物までの距離、方位を測定して測定結果をブレーキ制御ECUに入力する。障害物検知センサ21は、使用する検出方法によって、検出距離や検出精度が異なるが、検出する障害物の大きさや形状、素材、表面形状(鏡面か否か)等によっても検出精度は異なってくる。ブレーキ制御装置においては、車両が障害物に衝突することによる被害を無くす、あるいは軽減することが目的であり、障害物検知センサ21の検出範囲は車両前方の所定の範囲としている。なお、障害物検知センサ21は、例えばACC(アダプティブクルーズコントロール)で使用する先行車との車間距離を測定する目的のセンサと共用することができる。
アクセルセンサ22は、ドライバによって操作されたアクセルの開度を測定するセンサである。アクセル開度は、所定の範囲の電圧値として測定され、ブレーキ制御ECU10に入力される。また、アクセルセンサ22は、図示しないエンジン制御ECUに入力される。エンジン制御ECUは、アクセル開度の他、例えば、エンジン回転数、タイヤのスリップ、加速度センサ25で検出された横方向の加速度等、他の計測値を基にスロットルバルブの開閉制御を行っても良い。
ブレーキセンサ24は、ドライバによって操作されたブレーキの操作量を測定するセンサである。ブレーキの操作量は、ドライバによるブレーキの踏み込み力に対応した所定の範囲の電圧値として測定され、ブレーキ制御ECU10に入力される。
傾斜センサ24は、道路の勾配を計測するセンサである。道路の勾配は、車両の前後方向、つまりピッチ方向の傾斜を測定することによって計測される。加速度センサ25は、車両の加減速度を測定するセンサである。速度センサ26は車両の速度を計測するセンサである。なお、傾斜センサ24、及び加速度センサ25は、いずれも車両にかかる加速度を測定するものであるため、共用して使用することも可能である。道路の勾配による加速度と車両の加減速に伴う加速度は、例えば、車速センサ26の変化量を基に分離することができ、また、所定時間以上の加速度が連続する場合は道路の勾配であるとして判断することができる。なお、本実施例で想定する勾配は、例えば勾配が10%程度と想定した場合、短時間の車両の可減速に伴う加速度の誤算は無視することもできる。
PBA手動スイッチ27は、ブレーキ制御装置1によるPBAシステムの「入/切」を切り替えるスイッチである。PBA手動スイッチ27は、例えばハンドルなどのドライバが操作可能な位置に配置されて、スイッチ操作によりドライバは任意にPBAシステムを開始、又は解除できる。なお、PBAシステムの開始は解除後の所定条件で自動的に行い、解除のみを手動で行う様にしても良い。PBAスイッチ27は、例えばモメンタリースイッチにPBA動作中を示す表示灯を組み合わせて、スイッチの押下によりPBAの開始と解除を切り替えることができる。
ブレーキ装置31は、ドライバによるブレーキ操作に加えて、ブレーキ制御ECUからのブレーキ制御出力により制動制御される。例えば、ブレーキ油圧回路にブレーキ油圧を上昇させる(図示しない)油圧モジュレータを装着して、ブレーキ制御ECUからのブレーキ制御出力により油圧モジュレータを動作させて、ブレーキの制動力をアシストする。PBAシステムは、障害物検知センサ21で車両前方に障害物を検知した場合は、車両が障害物に衝突することによる被害を無くす、あるいは軽減するように、油圧モジュレータを制御してブレーキの制動力をアシストする。
操作表示装置41は、ブレーキ制御ECU10の設定記憶部107の設定値をドライバが確認、あるいは設定するためのものである。操作表示装置41は、例えばカーナビゲーションシステム等の他の操作表示部と兼用させることができる。
次に、ブレーキ制御ECU10の詳細機能について説明する。
障害物判定部101は、障害物検知センサ21で検出された障害物に対して、障害物の大きさ、自車両からの位置、距離、相対速度等の情報を基に、PBAの動作によって回避すべき障害物であるか否かの障害物判定を行う。なお、PBAが解除されている場合には、障害物判定部101により回避すべき障害物であると判定された場合であっても、PBAの解除が優先されてPBAを動作させないようにする。また、PBAが解除されている場合には障害物検知センサ21の動作を停止させたり、障害物判定部101の判定動作を停止させたりしても良い。これにより、ドライバがPBAを必要としていない場合に障害物の検知によりPBAが動作しないようにすることができる。
アクセル開度判定部102は、アクセルセンサ22で測定されたアクセル開度が、PBA解除のため予め設定された値以上か否かを判断する。ブレーキ操作量判定部103は、ブレーキセンサ23で測定されたブレーキ操作量が、PBA解除のため予め設定された値以上か否かを判断する。さらに、勾配判定部104は、傾斜センサ24で計測された道路の勾配が、PBA解除のために予め設定された勾配以上か否かを判断する。ブレーキ制御ECU10は、アクセル開度判定部102、ブレーキ操作量判定部103、及び勾配判定部の判定結果を基にPBAを解除するか否かを決定する。
加速度判定部105は、加速度センサ25で測定された減速度を基に、減速度が予め設定された値以上か否かを判定し、ブレーキ制御ECU10がPBAを解除した場合であっても、所定の減速度以上の制動力を維持するようにする。この動作については後述する動作フローにて詳細を説明する。
ブレーキ出力部106は、ブレーキ装置31を制動制御するためのブレーキ制御出力をブレーキ装置31に対して与える。ブレーキ出力部106は、障害物検知センサ21が障害物を検知してPBAが動作するときに、ブレーキ装置31にブレーキ制御出力を与えて衝突による被害を軽減させる。ブレーキ出力部106は、PBAが動作していないときには、ドライバによるブレーキ踏み込み量に応じてブレーキ油圧をアシストし、また、図示しないABS(アンチロックブレーキシステム)の出力として、ブレーキ油圧を下げてタイヤのロックを回避する制御出力も行っても良い。
設定記憶部107は、ブレーキ制御ECU10に予め設定される各種設定項目の値が記憶される。設定記憶部の詳細を図2にて説明する。
図2は、設定記憶部107の設定項目の設定値の一覧を示す例である。図2において、設定記憶部107は、設定項目として、アクセル開度解除設定107、ブレーキ操作量解除設定1072、上り勾配設定1073、下り勾配設定1074、及び加速度設定1075を備える。
アクセル開度解除設定1071は、PBAを解除するアクセル開度の設定を行う。図1におけるアクセル開度判定部102は、アクセルセンサ22によって測定されたアクセルの開度がこの設定値以上であるか否かを判定し、これ以上のアクセル開度である場合には、ブレーキ制御ECU10は、PBAの解除条件とする。この実施例ではアクセル開度を20%と設定している。アクセル開度解除設定1071によって、予めPBAを解除するアクセル開度を設定でき、PBA解除の意思をドライバの感覚に予め合わせて設定しておくことができる。
ブレーキ操作量解除設定1072は、PBAを解除するブレーキの操作量の設定を行う。ブレーキ操作量判定部103は、図1におけるブレーキセンサ23によって測定されたブレーキの操作量がこの設定値以上であるか否かを判定し、これ以上のブレーキ操作量である場合には、ブレーキ制御ECU10は、PBAの解除条件とする。この実施例ではブレーキ操作量を25%と設定している。ブレーキ操作量解除設定1072によって、予めPBAを解除するブレーキの操作量を設定でき、PBA解除の意思をドライバの感覚に予め合わせて設定しておくことができる。
上り勾配設定1073は、本実施例において上り勾配として判定する下限値を設定する。図1における勾配判定部104は、傾斜センサ24で計測した道路の勾配が、上り勾配設定1073で設定された値以上であるか否かを判定して、これ以上の上り勾配において、ブレーキ制御ECU10は、PBAの解除条件とする。この実施例では、上り勾配設定値を12%としている。また、下り勾配設定1074は、同様に下り勾配設定値を−12%としている。なお、ここでマイナスは下り坂を意味している。上り坂と下り坂の勾配を別個に設定することにより、本ブレーキ制御装置1を搭載している車両毎の障害物検知センサ21の上り坂での検出範囲と下り坂での検出範囲のそれぞれの検出特性を別個に設定することができる。例えば、車高の高い車両は勾配の設定値を大きくし、一方車高の低い車両は設定値を小さくすることができる。また、障害物検知センサ21の取り付け高さや検出上下範囲に応じて設定を変えることができる。
加速度設定1075は、ブレーキ制御ECU10がPBAを解除した場合であっても、この設定値以上の減速度の制動力を維持するための設定値である。図1における加速度判定部105は、加速度センサ25で測定された減速度が加速度設定1075で設定された値以上であるか否かを判定して、この値以下の減速度である場合には、ブレーキ制御ECUは、ブレーキ出力部106のブレーキ制御出力を通じてブレーキ装置31に対して制動量のアシストを行う。加速度設定1075の設定によって、PBA動作中にブレーキ操作によってPBAが解除された場合でも、ドライバはブレーキが抜けた様な感覚になることなく、安定した制動力を体感することができる。なお、本実施例では、減速度を−2.0(m/s2)として、固定値が設定されているが、PBAが解除された場合、ブレーキ制御ECU10は、例えばPBAが解除される直前の制動力を維持するように制御しても良い。
次に、図3、図4、及び図5を用いて、ブレーキ制御装置の動作を説明する。図3は、ブレーキ制御装置の動作を説明したフローチャートの一例である。図4は、上り勾配におけるPBA解除の動作を説明したフローチャートの一例である。また、図5は、下り勾配におけるPBA解除の動作を説明したフローチャートの一例である。
図3において、ブレーキ制御装置1は、PBA手動スイッチ27によってPBAが解除されていない場合に、PBAを開始する。PBAは、速度センサ26が所定の速度以上を測定したときに開始しても良い。PBA開始とともに、ブレーキ制御ECU10は、各センサ、スイッチ(21〜27)のモニタを開始する。
ブレーキ制御装置1は、勾配判定によるPBAの解除を行う勾配判定解除の処理を行う(S10)。勾配判定解除の詳細を図4及び図5によって説明する。
図4では、勾配判定解除S10の動作の中で、上り勾配におけるPBA解除の動作を説明している。図1における勾配判定部104において、傾斜センサ24からの測定結果による勾配が、図2における上り勾配設定1073で設定された12%以上であるか否かを判定する(S101)。ここで、上り勾配が12%以上であった場合であって(S101でY)、障害物センサ21からの入力を障害物判定部101によって障害物であると判定したときには、PBAが動作して(S102)、ブレーキ制御ECU10は、ブレーキ出力部106を介して、ブレーキ装置31に対して制動のための制御出力を行う。この動作は、図6によって説明した状況に基づく。
PBAが作動すると、ドライバは、急な上り勾配において、「ずり下がり」や「後続車からの追突」を心配して、ドライバ心理としてアクセル操作を行う。ここで、アクセルセンサ22からの測定値によって、アクセル開度判定部102が、図2のアクセル開度解除設定1071以上であるか否かを判定する(S103)。もしアクセル開度が設定値以上であった場合には(S103でY)、ブレーキ制御ECU10は、PBAを解除する(S104)。PBAが解除されると、ブレーキ装置31への制動力がなくなるため、自車両はブレーキによる減速から解放される。
ここで、アクセル開度に応じて、図示しないエンジンECUがスロットルを開いてエンジン回転数を上昇させてしまうと、自車両はブレーキ装置31の開放と合わせて急加速してしまう。そこで、ブレーキ制御ECU10は、アクセル開度が許容値以上であるか否かをチェックして(S105)、もしアクセル開度が許容値以上であった場合には(S105でY)、エンジンECUに対してスロットル量を抑制する様に制御出力を行う(S106)。ここでアクセル開度の許容値は、図2のアクセル開度解除設定1071と同じ値を取ることができる。また、より大きい値を設定記憶部107に別途設定することも可能である。例えば、アクセルペダルを最大量近くに踏み込んだときにPBAを解除するとともに、アクセルペダルが短時間に戻されたときには、シフトダウンやスロットル量を増やすことなくPBA解除の操作を可能にしても良い。
以上の動作により、本実施例では、上り勾配において、PBAをドライバの意思により解除できるとともに、アクセル操作による急加速を押さえることが可能となる。
また、アクセル開度が設定値未満であった場合(S103でN)、又はアクセル開度が許容値未満であった場合には、図4のフローチャートから、図3のフローチャートに戻る。
次に、勾配判定部104が、上り勾配が12%未満であると判定した場合(S101がN)、フローチャートは、「A」の先として、図5で説明する下り勾配におけるPBA解除判定の動作に移る。
図5において、勾配判定部104は、図1における傾斜センサ24からの測定結果による勾配が、図2における下り勾配設定1074で設定された12%以上(−12%以下)であるか否かを判定する(S107)。ここで、下り勾配が12%以上であった場合には(S107でY)、障害物センサ21からの入力を障害物判定部101によって障害物であると判定した場合には、PBAが動作して(S102)、ブレーキ制御ECU10は、ブレーキ出力部106を介して、ブレーキ装置31に対して制動のための制御出力を行う。この動作は、図7によって説明した状況に基づく。
PBAが作動すると、ドライバは、急な下り勾配においてブレーキ操作を行う。ここで、ブレーキセンサ23からの測定値によって、ブレーキ操作量判定部103が、図2のブレーキ操作量解除設定1072以上であるか否かを判定する(S109)。もしブレーキ操作量が設定値以上であった場合には(S109でY)、ブレーキ制御ECU10は、PBAを解除する(S110)。PBAが解除されると、ブレーキ装置31への制動力がなくなるため、自車両はブレーキによる減速から解放される。
ここでドライバが操作しているブレーキ量が小さい場合には、ブレーキ装置31の制動力が急に弱くなり、ドライバに対して車が加速した様な感覚を与えてしまう。そこで、障害物検出センサ21に基づくブレーキ制御であるPBAを解除した場合であっても、所定の制動力を与えるためにブレーキアシスト量を増大させて制御する(S111)。これにより減速量が増えてドライバにPBAが解除されたことを安全に知らせることができる。ブレーキアシストは、図2における加速度設定1075で設定した減速度を参照して、減速度がこれ以上になるように制御してもよい。また、PBA解除に伴う減速量の変化によるショックを減らすために、PBAで制御出力していたブレーキ制御出力を維持する様にブレーキアシストを行うことも可能である。ブレーキの制御出力はブレーキ油圧であるため、PBAを解除したときと同じブレーキ油圧とすることでスムーズなPBA解除が可能となると同時に、ブレーキが抜けた様な感覚をドライバに与えることなく減速を継続できる。
ブレーキ制御ECU10は、ブレーキ操作が継続しているか否かを判断し(S112)、ブレーキ操作中(S112でY)は都度ドライバのブレーキ操作量に応じたブレーキ制御出力をするブレーキアシストを行う(S111)。
ブレーキ操作が継続しなかった場合(S112でN)、下り勾配が12%未満であった場合(S107でN)、又は、ブレーキ操作量が設定値未満であった場合は(S109でN)、「B」より、図4に戻り、さらに図3に戻り勾配判定解除(S10)を終了する。
図3に戻り、通常の判定によるPBA解除を行う(S11)。ここで、通常の判定とは、勾配判定解除(S10)でPBAの解除条件を満たさなかった場合の解除である。具体的には、図4及び図5で説明した様に、勾配が所定以下であった場合であって、アクセル又はブレーキ操作が所定の量以下であったとき等である。通常判定の動作の詳細説明は省略するが、通常判定解除では、勾配の判定をすることなく、アクセル操作量、又はブレーキ操作量によってPBAを解除する。なお、勾配判定解除(S10)にて既にPBAが解除されている場合は、PBAの解除の判定をする必要が無いため、通常判定解除(S11)の処理はスキップされる。通常判定によるPBA解除に優先させて勾配判定によるPBA解除を判定することにより、道路が勾配している場合にドライバの意思に従って安全にPBAを解除できる。
次に、図1のPBA手動スイッチ27による手動解除があったか否かを判定する(S12)。手動解除が無かった場合は(S12でN)、再び勾配判定解除(S10)の処理がされる。
なお、PBAの再開は、例えばいずれかの方法によりPBAが解除された後、所定の時間で行われても良いし、またPBAスイッチをドライバが手動で押下することにより行っても良い。
以上、本発明を実施するための形態について詳述したが、本発明は斯かる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
1 ブレーキ制御装置
10 ブレーキ制御ECU
21 障害物検知センサ
22 アクセルセンサ
23 ブレーキセンサ
24 傾斜センサ
25 加速度センサ
26 速度センサ
27 PBA手動スイッチ
31 ブレーキ装置
41 操作表示部
101 障害物判定部
102 アクセル開度判定部
103 ブレーキ操作量判定部
104 勾配判定部
105 加速度判定部
106 ブレーキ出力部
107 設定記憶部

Claims (1)

  1. 障害物を検知する障害物センサと、
    道路の勾配を検知する傾斜センサと、
    アクセル開度を検知するアクセルセンサと、
    ブレーキ操作量を検知するブレーキセンサと、
    前記障害物センサによって障害物が検知された場合にブレーキ装置による制動をアシストするプレクラッシュブレーキアシストモードを有するブレーキ制御部と、を備え、
    前記ブレーキ制御部は、前記傾斜センサにより検出した道路の上り勾配が所定値以上でありかつ前記アクセルセンサによって検知したアクセル開度が所定値以上であるときに前記プレクラッシュブレーキアシストモードを解除するとともにスロットル量を抑制し、または、前記傾斜センサにより検出した道路の下り勾配が所定値以上でありかつ前記ブレーキセンサによって検知したブレーキ操作量が所定値以上であるときに前記プレクラッシュブレーキアシストモードを解除するとともに前記ブレーキ装置の制動力を制御する、ブレーキ制御装置。
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