JP2017024482A - 自動ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フィードバックブレーキを搭載する車両においても、多様な走行条件下において自動ブレーキの動作確認を可能とする。【解決手段】自動ブレーキ装置において、衝突予測装置１０８は、自車両と障害物の相対位置関係から自車両の障害物に対する衝突可能性を予測し、衝突が予測される時には、自車両にかかる減速荷重に応じて第１の減速度を決定し、第１の減速度による自動減速信号をブレーキ装置１３０に送信する。ブレーキ装置１３０は、自動減速信号を受信したとき、第１の減速度に応じてブレーキを駆動する。試験部は、自動ブレーキのテストモードにおいて乗員からの自動ブレーキの実行指示を受け付ける。乗員から自動ブレーキの実行指示を受けたとき、減速荷重に依らない第２の減速度による自動減速が実行される。【選択図】図２

Description

本発明は、自動ブレーキ、特に、自動ブレーキの試験技術に関する。

近年の自動車は、センサやカメラなどの多数の情報収集機器（以下、「センサユニット」とよぶ）を搭載して情報収集力を強化している。これにともない、センサユニットを管理するＥＣＵ（Electronic Control Unit）などのプロセッサも車両に多数搭載されるようになってきている。

情報収集力の強化は運転支援技術を高度化する。その一つが、他車両や歩行者、建築物等の「障害物」に自車両が衝突する可能性を予測する衝突予測技術である。衝突予測装置は、障害物がどこにあるか、障害物は動いているか、どのように動いているかといった情報をセンシングする。同時に、自車両の走行軌道を算出し、障害物との衝突可能性を時々刻々と計算する。衝突可能性が高まると、衝突予測装置は警報等によりドライバーに回避行動を促したり、ブレーキの自動制御により積極的に衝突回避を試みたり、衝突に備えてエアバッグの開放を準備するといった処理（以下、まとめて「衝突対応処理」とよぶ）を実行する。

衝突対応処理の一つが上述のブレーキの自動作動である。自車両と障害物の衝突予測時刻が迫ると、衝突予測装置はドライバーがブレーキを踏んでいなくとも自動的にブレーキをかけることで衝突回避を試みる。この自動ブレーキの検査は、通常、車両を試験装置に固定した上でブレーキに疑似の作動信号を送って動作させ、検査員がブレーキランプの点灯を確認することで行われる（特許文献１参照）。

特開２００２−６７９１８号公報

一方、実際にテストコースで車両を走行させて自動ブレーキを検査することもある。このときにはテストドライバーは自動ブレーキを手動で作動させ、検査員がブレーキランプが点灯しているかを確認する。以下、ドライバーが手動で自動ブレーキの作動を指示することを「強制作動指示」とよび、強制作動指示によって自動ブレーキが実際に作動することを「強制作動」とよぶ。また、衝突可能性が高まったときに衝突予測装置が自動ブレーキの作動を指示することを「通常作動指示」とよび、通常作動指示によって自動ブレーキが実際に作動することを「通常作動」とよぶ。

自動ブレーキの減速力（制動力）は一定値であってもよいが、車両の減速荷重、すなわち、車両に実際にかかっている減速方向（進行方向の逆）の荷重に応じて自動ブレーキの減速力を可変とする自動ブレーキ（以下、「フィードバックブレーキ」とよぶ）が構想されている。たとえば、充分に減速荷重がかかっているときには自動ブレーキの減速力を抑制し、減速荷重が小さいときには自動ブレーキの減速力を大きくすれば、安全かつ効果的に自動ブレーキをかけることができる。

フィードバックブレーキの場合、車両に減速方向の荷重が既にかかっているときには自動減速力が発生せず、自動ブレーキのテストをできなくなってしまう状況が想定される。たとえば、登坂時には車両には進行方向とは逆の荷重、すなわち、減速荷重がかかる。このため、登坂時にテストドライバーが自動ブレーキを強制作動指示しても、減速荷重が充分に大きいため自動ブレーキを作動させる必要がないとシステムが判断してしまうかもしれない。すなわち、ドライバーが強制作動指示しても、実際には自動ブレーキが強制作動しないかもしれない。

実際の走行においては、たとえ減速荷重が大きくても、衝突可能性が充分に高まったときにはフィードバックブレーキは通常作動するように構成されている。しかし、テスト走行では、ドライバーの安全を確保する必要があるため、衝突事故寸前の状況を再現するわけにはいかない。このため、テスト走行においては、ドライバーが自動ブレーキの強制作動指示をしたとき、自動ブレーキを確実に強制作動させるための対策が必要である。

本発明は、こうした状況に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、フィードバックブレーキを搭載する車両においても、自動ブレーキのテストを多様な走行条件下において安定的に実行させるための技術、を提供することにある。

本発明のある態様の自動ブレーキ装置は、自車両と障害物の相対位置関係から自車両の障害物に対する衝突可能性を予測し、警戒信号を送信する衝突予測部と、前記警戒信号を受信したとき、自車両にかかる減速荷重に応じて第１の減速度を決定し、前記第１の減速度による自動減速信号を送信する減速制御部と、前記自動減速信号を受信したとき、前記第１の減速度に応じて自動ブレーキを駆動する減速処理部と、自動ブレーキのテストモードにおいて乗員からの自動ブレーキの実行指示を受け付ける減速指示部と、を備える。前記減速制御部は、乗員から自動ブレーキの実行指示を受けたとき、減速荷重に依らない第２の減速度による自動減速信号を送信する。

自動ブレーキは、車両の衝突可能性が高まったときに作動するブレーキであるため、自動ブレーキの動作確認をするためには、テストに際して自動ブレーキを強制作動できることが望ましい。しかし、自車両にかかる減速荷重に応じて減速力を変化させるタイプの自動ブレーキの場合には、減速荷重が大きくかかる環境、たとえば、登坂時において自動ブレーキに強制作動指示しても所望の減速がなされない可能性がある。そこで、減速荷重に関わらず一定の減速力（第２の減速度）を発生可能な自動ブレーキを搭載し、上記環境においては第２の減速度を発生させることで多様なテスト走行条件においても自動ブレーキの動作確認テストを実行しやすくなる。

本発明によれば、多様な走行条件下において自動ブレーキの動作テストを実行しやすくなる。

登坂時におけるフィードバックブレーキの動作を説明するための模式図である。 自動ブレーキ装置のハードウェア構成図である。 衝突予測システムの機能ブロック図である。 衝突予測処理の基本フローチャートである。 テストモードにおける自動ブレーキの制御過程を示すフローチャートである。

図１は、登坂時におけるフィードバックブレーキの動作を説明するための模式図である。
自動ブレーキは、車両１００に搭載される衝突予測装置１０８（図２参照）が、車両と障害物の衝突可能性が高いと判断したとき、ドライバーのブレーキ操作に依らず、強制的に車両１００を減速させるブレーキである。自動ブレーキの一種であるフィードバックブレーキは、車両１００にかかる減速荷重Ｇに応じて減速力が変化する。減速荷重Ｇが大きいときには減速力は小さくなり、減速荷重Ｇが小さいときには減速力は大きくなる。

自動ブレーキ、特に、フィードバックブレーキの動作確認は、テストコースにおける車両走行中に行われる。自動ブレーキは、衝突予測装置１０８が衝突予測したときに作動させるものだが、テストモードではドライバーの入力により強制的に、いいかえれば、手動で強制作動させることもできる。たとえば、テストモードにおいて、ドライバーがステアリングの所定のボタンを操作することで自動ブレーキを強制作動させてもよい。さまざまな走行条件において自動ブレーキを強制作動させ、車外の検査員がブレーキランプの点灯を確認することで自動ブレーキの検査が行われる。

登坂時には、車両１００を減速する方向に荷重がかかる。フィードバックブレーキは、減速荷重Ｇに応じて減速力が変化するため、急傾斜を登坂するときには減速荷重Ｇが充分に大きくなり、ドライバーが自動ブレーキを強制作動指示しても実際には自動ブレーキが強制作動せず、減速力が発生しない可能性がある。

図２は、自動ブレーキ装置１０２のハードウェア構成図である。
自動ブレーキ装置１０２は、ブレーキ装置１３０、衝突予測装置１０８、試験部１３６およびブレーキランプ１３４を含む。衝突予測装置１０８は、車両の障害物との衝突可能性を予測し、衝突可能性が高まるとき、ブレーキ装置１３０に通常作動指示して自動ブレーキを作動させる。試験部１３６は、テストモードにおいてドライバーからの指示を受け付け、衝突予測装置１０８の制御に介入し、自動ブレーキを強制作動させることができる。

ブレーキ装置１３０は、ブレーキＥＣＵ１０４とブレーキアクチュエータ１０６を含む。ブレーキＥＣＵ１０４は、後述の減速処理部１３８に対応する（図３参照）。ブレーキＥＣＵ１０４は、衝突予測装置１０８から自動減速信号を受信したとき、ブレーキアクチュエータ１０６を駆動してブレーキを作動させる。このとき、ブレーキＥＣＵ１０４はブレーキランプ１３４を点灯させる。また、ブレーキＥＣＵ１０４は、減速荷重Ｇを計測し、衝突予測装置１０８に定期的に減速荷重Ｇを通知する。

衝突予測装置１０８は、自動ブレーキを作動させるときには、第１減速度を指定して自動減速信号をブレーキＥＣＵ１０４に送信する。衝突予測装置１０８は、ブレーキＥＣＵ１０４が返す減速荷重Ｇに応じて所定範囲内にて第１減速度を決定する。第１減速度は所定の下限値以上の可変値である。
以下、第１減速度に基づく自動減速信号のことを「第１減速信号」とよぶ。また、第１減速度によって制御される自動ブレーキのことを「第１ブレーキ」とよぶことにする。

テストモードでは、ドライバーは試験部１３６を介して、衝突予測装置１０８に第１減速信号を送信させることができる。すなわち、衝突が予測されない状況であっても、テストモードではドライバーが任意のタイミングで自動ブレーキの強制作動指示をすることができる。以下、ドライバーがテストモードにおいて第１ブレーキを強制作動させるときに衝突予測装置１０８が発生させる第１減速信号のことを「第１疑似信号」とよぶ。衝突予測装置１０８が第１疑似信号を発生させるときの第１減速度もブレーキＥＣＵ１０４が算出した減速荷重Ｇに応じて決定されるため、第１減速信号と第１疑似信号の効果は同じである。
テストモードにおける自動ブレーキのテストは、通常、第１ブレーキによって行われる。

本実施形態においては、更に、ドライバーは試験部１３６を介して第２減速度に基づく自動減速信号を発生させることもできる。これを「第２疑似信号」とよぶ。第２減速度は、第１減速度の下限値よりも小さい固定値である。第２減速度は、減速荷重Ｇによらず一定である。したがって、車両１００を減速する方向に荷重がかかっているときでも、第２疑似信号を発生させれば自動ブレーキを強制作動させることができる。

第２疑似信号は、テストモードにおいて発生する信号であり、減速荷重Ｇによらず一定の減速度で自動ブレーキを強制作動させるための信号である。第２減速度による自動ブレーキのことを「第２ブレーキ」とよぶことにする。第２ブレーキはテスト用に用意される自動ブレーキであってもよいし、衝突回避時の自動ブレーキの一種であってもよい。たとえば、衝突回避時には強い減速力を与える第１ブレーキを作動させ、車両停止後は所定時間停止状態を自動的に維持するために第２ブレーキを作動させてもよい。そして、テストモードにおいては、登坂時のように減速荷重Ｇが大きくなる特殊な走行条件においては、第１ブレーキではなく第２ブレーキに対して強制作動指示することにより、自動ブレーキの検査を行ってもよい。

まとめると、通常走行時においては、衝突予測装置１０８は衝突予測時に第１減速信号を発生させて自動ブレーキ（第１ブレーキ）を通常作動させる。車両停止後は、衝突予測装置１０８は第２減速信号を発生させて自動ブレーキ（第２ブレーキ）を通常作動させてもよい。
テストモードにおいては、ドライバーは自動ブレーキ（第１ブレーキ）の強制作動指示を試験部１３６に入力し、衝突予測装置１０８が第１疑似信号を発生させることで任意のタイミングで自動ブレーキ（第１ブレーキ）を強制作動させる。テストモードにおける強制作動指示は、通常、第１ブレーキを対象として行われる。
登坂時など、第１ブレーキ（自動ブレーキ）が作動しにくい特殊状況にあるときには、ドライバーは第１ブレーキの代わりに第２ブレーキの強制作動指示を入力する。これにより、第１ブレーキがかかりにくい登坂路でも、第２ブレーキ（自動ブレーキ）をその代用として強制作動させることができる。この結果、フィードバックブレーキ（第１ブレーキ）を搭載する車両について、多様な走行条件において自動ブレーキの検査をより確実に実行できる。

図３は、衝突予測システム１４０の機能ブロック図である。
衝突予測システム１４０の各構成要素は、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、メモリにロードされた本図の構成要素を実現するプログラム、そのプログラムを格納するハードディスクなどの記憶ユニット、ネットワーク接続用インタフェースを中心にハードウェアとソフトウェアの任意の組み合わせによって実現される。そして、その実現方法、装置にはいろいろな変形例があることは、当業者には理解されるところである。以下説明する各図は、ハードウェア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。

衝突予測システム１４０は、衝突予測装置１０８、センサユニット１１０および制御デバイス１１２を含む。センサユニット１１０は、外部環境や自車の走行軌道に関する情報を収集する。センサユニット１１０は、操舵角センサ１１４、ヨーレートセンサ１１６、車輪パルスセンサ１１８および障害物センサ１２０を含む。操舵角センサ１１４は、ステアリングホイールの操舵角を検出する。ヨーレートセンサ１１６は、車体にかかるヨーレートを検出する。車輪パルスセンサ１１８は、車輪の回転速度から車速を検出する。障害物センサ１２０は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラやレーダ装置等により障害物を検出する。

制御デバイス１１２は、自車両１００が備える各種制御機器であり、衝突対応処理に際して衝突予測装置１０８により制御される。制御デバイス１１２は、警報デバイス１２２、ギア可変ステアリング１２４、シートベルト１２６、座席１２８、ブレーキ装置１３０およびエアバッグ１３２を含む。警報デバイス１２２は衝突の危険をドライバーに報知する。ギア可変ステアリング１２４は、車速に応じてステアリングのギア比を調整可能である。シートベルト１２６は乗員拘束力を制御可能であり、座席１２８は位置制御が可能である。

衝突予測装置１０８は、センサユニット１１０から各種のセンサ情報を取得し、衝突予測を行い、衝突の可能性が高いと判断したときには制御デバイス１１２に制御信号を送信して衝突対応処理を実行する。制御信号の一種がブレーキ装置１３０に送信される自動減速信号である。本実施形態における衝突予測装置１０８の各機能ブロックは、ＥＣＵおよびその上で実行されるソフトウェアプログラムにより構成される。

衝突予測装置１０８は、走行予測部１４２、障害物検出部１４４、衝突予測部１４６および衝突対応部１４８を含む。走行予測部１４２は、操舵角等の情報に基づいて自車両１００の旋回半径、速度および走行軌道を計算する。障害物検出部１４４は、障害物センサ１２０からの情報に基づき、障害物の位置や動き、形状、距離を計算する。衝突予測部１４６は、走行予測部１４２および障害物検出部１４４からの情報に基づいて、衝突想定領域の計算や衝突確率の計算等を実行する。衝突が予測されるとき、衝突予測部１４６は衝突対応部１４８に警戒信号を送る。衝突対応部１４８は、警戒信号を受信したとき衝突対応処理のための各種制御信号を制御デバイス１１２に送信する。

衝突対応処理については特開２００９−２１４８３２号公報などにおいて一般的に知られている。具体的には、警報デバイス１２２は音声や表示デバイスによりドライバーに危険を通知する。ギア可変ステアリング１２４は衝突回避または衝撃緩和の方向へ自動操舵し、シートベルト１２６は乗員を強く拘束して衝突に備え、座席１２８も衝撃緩和のために自動移動する。ブレーキ装置１３０は車両を自動減速させ、エアバッグ１３２は展開またはその準備を開始する。

衝突対応部１４８は、減速制御部１５０を含む。ブレーキ装置１３０は、減速処理部１３８（ブレーキＥＣＵ１０４に対応）とブレーキアクチュエータ１０６を含む。減速処理部１３８は、車両の減速方向、すなわち、進行方向の逆方向にかかる荷重を加速度センサ等により計測し、定期的に減速制御部１５０に送信する。衝突対応処理において減速制御部１５０は第１減速信号をブレーキ装置１３０に送信する。ブレーキ装置１３０の減速処理部１３８は、第１減速度にてブレーキアクチュエータ１０６を駆動することにより自動ブレーキ（第１ブレーキ）が通常作動する。また、減速処理部１３８は、ブレーキランプ１３４（図２参照）を点灯させる。

衝突対応部１４８には、試験部１３６が接続される。試験部１３６は、テストモードにおいてドライバーからの操作を受け付けるユニットであり、第１減速指示部１５２および第２減速指示部１５４を含む。

ドライバーは第１減速指示部１５２を介して減速制御部１５０に第１ブレーキを強制作動指示し、減速制御部１５０は第１疑似信号を発生させ、減速処理部１３８は第１ブレーキを強制作動させる。ドライバーは第２減速指示部１５４を介して減速制御部１５０に第２ブレーキを強制作動指示し、減速制御部１５０は第２疑似信号を発生させ、減速処理部１３８は第２ブレーキを強制作動させる。上述のように、テストモードにおいては、ドライバーは第１減速指示部１５２または第２減速指示部１５４に対して操作入力することにより、任意のタイミングで２種類の自動ブレーキに強制作動指示できる。
図３においては、自動ブレーキ装置１０２は、衝突予測装置１０８、試験部１３６およびブレーキ装置１３０の集合体として構成される。

図４は、衝突予測処理の基本フローチャートである。
図４に示す衝突予測処理は、エンジン始動後、繰り返し実行される。テストモードにおいては、Ｓ１６のあとに、図５に示す自動ブレーキ試験処理も続いて実行される。まず、障害物検出部１４４は障害物を検出する（Ｓ１０）。障害物センサ１２０は画像処理やミリ波レーダー等により障害物を検出する。走行予測部１４２は、車両１００の走行軌道を予測する（Ｓ１２）。走行軌道予測は、センサユニット１１０の各センサからの情報に基づいて行われる。

衝突予測部１４６が衝突地点と衝突可能性を予測する（Ｓ１４）。衝突可能性が高ければ（Ｓ１４のＹ）、衝突予測部１４６は衝突対応部１４８に警戒信号を送信し、衝突対応部１４８は衝突対応処理を実行する（Ｓ１６）。衝突可能性が高くなければ（Ｓ１４のＮ）、Ｓ１６の処理はスキップされる。ここで、衝突可能性が高いとは、障害物の大きさや位置、速度などから割り出される衝突確率値の積算値が所定の閾値を超えることをいう。このような判定方法は特開２００９−２１４８３２号公報にもあるように既知である。

図５は、テストモードにおける自動ブレーキの制御過程を示すフローチャートである。
図５に示す自動ブレーキ試験処理（Ｓ２０〜Ｓ２８）は、図４に示した衝突判定処理の続きとして実行される。すなわち、テストモードにおいては、衝突判定処理および自動ブレーキ試験処理（Ｓ１０〜Ｓ２８）が繰り返し実行される。

まず、ドライバーが第１ブレーキの強制作動指示したとき（Ｓ２０のＹ）、減速制御部１５０は減速処理部１３８が定期的に返信する減速荷重Ｇに応じた第１減速度を計算し（Ｓ２２）、第１疑似信号をブレーキ装置１３０に送信する（Ｓ２４）。ブレーキ装置１３０は、第１減速度にしたがってブレーキを強制作動させる。

第１ブレーキではなく（Ｓ２０のＮ）、第２ブレーキの強制作動指示がなされたとき（Ｓ２６のＹ）、第２減速指示部１５４は減速制御部１５０に第２疑似信号を発生させる。減速制御部１５０は減速荷重Ｇに関わらず一定の第２減速度を指定する第２疑似信号をブレーキ装置１３０に送信する（Ｓ２８）。ブレーキ装置１３０は、第２減速度にしたがってブレーキを強制作動させる。第１ブレーキおよび第２ブレーキのいずれも強制作動指示されないときには（Ｓ２０のＮ、Ｓ２６のＮ）、自動ブレーキ試験処理はスキップされる。

以上、実施形態に基づいて自動ブレーキ装置１０２を説明した。
本実施形態においては、フィードバック式の自動ブレーキのテストを行うとき、ドライバーが任意のタイミングで自動ブレーキを強制作動させることができる。このため、本来は、衝突の可能性が高まっている状況下でしか作動（通常作動）しない自動ブレーキの動作確認を行いやすくなる。また、登坂路を走行するときには車両に減速方向の荷重がかかりやすい。このときには、減速荷重Ｇに関わらず一定の減速力を発生させる第２ブレーキを強制作動させることができる。このため、多様な走行条件下においても自動ブレーキを確実に動作確認しやすくなる。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

１００ 車両、 １０２ 自動ブレーキ装置、 １０４ ブレーキＥＣＵ、 １０６ ブレーキアクチュエータ、 １０８ 衝突予測装置、 １１０ センサユニット、 １３０ ブレーキ装置、 １３４ ブレーキランプ、 １３６ 試験部、 １３８ 減速処理部、 １４０ 衝突予測システム、 １４２ 走行予測部、 １４４ 障害物検出部、 １４６ 衝突予測部、 １４８ 衝突対応部、 １５０ 減速制御部、 １５２ 第１減速指示部、 １５４ 第２減速指示部。

Claims (1)

1. 自車両と障害物の相対位置関係から自車両の障害物に対する衝突可能性を予測し、警戒信号を送信する衝突予測部と、
   前記警戒信号を受信したとき、自車両にかかる減速荷重に応じて第１の減速度を決定し、前記第１の減速度による自動減速信号を送信する減速制御部と、
   前記自動減速信号を受信したとき、前記第１の減速度に応じて自動ブレーキを駆動する減速処理部と、
   自動ブレーキのテストモードにおいて乗員からの自動ブレーキの実行指示を受け付ける減速指示部と、を備え、
   前記減速制御部は、乗員から自動ブレーキの実行指示を受けたとき、減速荷重に依らない第２の減速度による自動減速信号を送信することを特徴とする自動ブレーキ装置。

Images