JP2017043291A - 制動力制御装置および制動力制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両総重量が重い場合に車両の減速の応答が遅くなる可能性を考慮して、自車両と障害物との衝突を回避することが可能な制動力制御装置および制動力制御方法を提供する。【解決手段】制動力制御装置は、自車両の進行方向前方に存在する障害物と自車両との相対距離および相対速度に基づいて、自車両および障害物の衝突回避に必要な目標減速度を算出する目標減速度算出部と、自車両の実減速度が目標減速度になるように、自車両に対して発生させる制動力を制御する制動制御部とを備える。目標減速度算出部は、自車両の総重量に関係なく、自車両に定常的に発生させることが可能な最大の減速度として定義されている定常最大減速度より目標減速度が低い場合、目標減速度を増大させる。【選択図】図２

Description

本発明は、制動力制御装置および制動力制御方法に関する。

近年の自動車業界において、乗員の安全を確保するためにドライバの運転を支援する運転支援装置の開発が進められている。この種の装置として、自動ブレーキ制御により自車両と障害物（例えば、自車両の進行方向前方を走行する前方車両）との衝突回避や、衝突時の被害を軽減する運転支援装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

上記運転支援装置では、車両に設けられたレーダセンサーを用いて自車両と障害物との衝突予測時間を算出し、当該衝突予測時間が予め定められた所定時間よりも短くなった場合に、その旨を報知するために警報や自動ブレーキ（警報ブレーキ）等の運転支援制御が実行される。この所定時間は、ドライバの通常のブレーキ操作や操舵により衝突を回避することができる限界時間である。また、運転支援制御が実行されたにも関わらずドライバが衝突回避操作を行わなかった場合や急に車両直前の障害物を検出した場合など、衝突予測時間が上記した所定時間より短い時間で設定された設定時間よりも短くなった場合に、衝突回避するための自動ブレーキ制御である、警報ブレーキよりも強い自動ブレーキ（緊急ブレーキ）制御が実行される。この設定時間は、緊急ブレーキにより障害物との衝突を回避することができる限界時間である。

特開２００９−１８７２１号公報

ところで、トラクタやトラック等の大型車両において、トレーラが連結されている場合や積荷を積載している場合など車両総重量が重い場合には、車両の加減速の応答が遅くなるため、ブレーキ制御の際、要求している制動力（減速度）に対して、実際に発生している制動力が低くなってしまう場合があった。すなわち、上記運転支援装置における緊急ブレーキ制御の実行に際して、自車両の進行方向前方に存在する障害物と自車両との衝突をより確実に回避する観点から、車両総重量が重い場合に車両の減速の応答が遅くなる可能性を考慮することが望ましい。

本発明の目的は、車両総重量が重い場合に車両の減速の応答が遅くなる可能性を考慮して、自車両と障害物との衝突を回避することが可能な制動力制御装置および制動力制御方法を提供することである。

本発明に係る制動力制御装置は、
自車両の進行方向前方に存在する障害物と前記自車両との相対距離および相対速度に基づいて、前記自車両および前記障害物の衝突回避に必要な目標減速度を算出する目標減速度算出部と、
前記自車両の実減速度が前記目標減速度になるように、前記自車両に対して発生させる制動力を制御する制動制御部と、
を備え、
前記目標減速度算出部は、前記自車両の総重量に関係なく、前記自車両に定常的に発生させることが可能な最大の減速度として定義されている定常最大減速度より前記目標減速度が低い場合、前記目標減速度を増大させる。

本発明に係る制動力制御方法は、
自車両の進行方向前方に存在する障害物と前記自車両との相対距離および相対速度に基づいて、前記自車両および前記障害物の衝突回避に必要な目標減速度を算出し、
前記自車両の実減速度が前記目標減速度になるように、前記自車両に対して発生させる制動力を制御する制動力制御方法であって、
前記自車両の総重量に関係なく、前記自車両に定常的に発生させることが可能な最大の減速度として定義されている定常最大減速度より前記目標減速度が低い場合、前記目標減速度を増大させる。

本発明によれば、車両総重量が重い場合に車両の減速の応答が遅くなる可能性を考慮して、自車両と障害物との衝突を回避することができる。

本実施の形態における車両および制動力制御装置の構成を示す図である。 本実施の形態における制動力制御装置の第２目標減速度算出処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態における車両１００の構成を示す機能ブロック図である。本実施の形態では、車両１００は、例えば、直列６気筒のディーゼルエンジンを搭載したトラック等の大型車両である。周知の構成なので詳しく図示しないが、車両１００は、車両１００を走行させる駆動系統の構成として、エンジン、クラッチ、変速機（トランスミッション）、推進軸（プロペラシャフト）、差動装置（デファレンシャルギヤ）、駆動軸（ドライブシャフト）および車輪を有する。エンジンの動力は、クラッチを経由して変速機に伝達され、変速機に伝達された動力は、推進軸、差動装置および駆動軸を介して車輪に伝達される。これにより、エンジンの動力が車輪に伝達されて車両１００が走行する。

図１に示すように、車両１００は、障害物検出部１２０、速度検出部１４０、制動力制御装置１６０、警報部１８０および制動部２００を備える。

障害物検出部１２０は、ミリ波やレーザー光などの電磁波を利用して自車両１００の進行方向前方に存在する障害物（例えば、走行中の前方車両）を検出する。具体的には、障害物検出部１２０は、車両１００前方に電磁波を左右方向に走査しながら送信し、反射してきた反射波を受信する。そして、障害物検出部１２０は、反射波を受信できなかった場合には障害物が存在しないと判断する。一方、障害物検出部１２０は、反射波を受信できた場合には、障害物が存在すると判断し、その反射波を受信できた各反射点（各検出点）についての情報（左右方向の走査方位角、送信時刻、受信時刻、反射強度など）を用いて、自車両１００と障害物との相対距離および相対速度などを算出する。障害物検出部１２０は、障害物の存在の有無、障害物が存在する場合に算出した各種情報（相対距離情報、相対速度情報）を検出信号として制動力制御装置１６０に出力する。なお、障害物を検出する手段としては、車両前方の物体を撮像するカメラ装置、車車間通信装置等を用いた他の手段でも良い。

速度検出部１４０は、例えば車両１００に搭載された車速センサーであり、車両１００の実速度（走行速度）を検出する。そして、速度検出部１４０は、検出した実速度を制動力制御装置１６０に出力する。なお、速度検出部１４０は、車両１００に搭載されたエンジンの回転数等から車両１００の実速度を検出しても良い。

制動力制御装置１６０は、ブレーキペダル（図示せず）による制動指示とは別に、車両１００の制動量を自動的に制御する。制動力制御装置１６０には、制動レベルが異なる３種類の制動制御として、警報制御、警報ブレーキ制御および緊急ブレーキ制御が設定されている。

警報制御は、制動力制御装置１６０が前方の障害物との衝突の可能性があると判断した場合に最初に実行される最も制動レベルの低い制御である。警報制御では、警報音の出力やメータ表示等による障害物への注意喚起により、ドライバに対してブレーキ操作（制動操作）をはじめとした衝突回避操作が促される。

警報ブレーキ制御は、警報制御に対してドライバの適切な衝突回避操作（ドライバによる操舵やブレーキ操作等）が行われなかった場合に実行される制御である。警報ブレーキ制御では、軽い自動ブレーキ（制動）の介入が行われ、当該自動ブレーキによってドライバへの再度の注意喚起が行われる。

緊急ブレーキ制御は、警報ブレーキ制御に対してもなおドライバの適切な衝突回避操作が行われなかった場合に実行される最も制動レベルの高い制御である。緊急ブレーキ制御では、強い自動ブレーキ（制動）の介入が行われ、当該自動ブレーキによって自車両１００と前方の障害物との衝突が回避される。

制動力制御装置１６０は、図１に示すように、衝突余裕時間算出部１６２、警報制御部１６４、目標減速度算出部１６６および制動制御部１６８を備える。

衝突余裕時間算出部１６２は、障害物検出部１２０から出力された自車両１００と障害物との相対距離および相対速度に基づいて、自車両１００と障害物とが衝突する可能性が高い衝突発生前状態であるか否かについて判定する。具体的には、衝突余裕時間算出部１６２は、自車両１００と障害物との相対距離を相対速度で除することによって、衝突余裕時間（ＴＴＣ：Ｔｉｍｅ Ｔｏ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ）を算出する。

衝突余裕時間算出部１６２は、算出した衝突余裕時間の値が例えば３．０［秒］以下、かつ、１．８［秒］以上である場合、自車両１００と障害物とが衝突する可能性が高い第１の衝突発生前状態（言い換えると、警報制御の実行が必要な状態）であると判定し、その旨を警報制御部１６４に通知する。また、衝突余裕時間算出部１６２は、衝突余裕時間の値が例えば１．８［秒］未満、かつ、０．６［秒］以上である場合、自車両１００と障害物とが衝突する可能性が第１の衝突発生前状態よりも高い第２の衝突発生前状態（言い換えると、警報ブレーキ制御の実行が必要な状態）であると判定し、その旨を警報制御部１６４および目標減速度算出部１６６に通知する。また、衝突余裕時間算出部１６２は、衝突余裕時間の値が例えば０．６［秒］未満である場合、自車両１００と障害物とが衝突する可能性が第２の衝突発生前状態よりも高い第３の衝突発生前状態（言い換えると、緊急ブレーキ制御の実行が必要な状態）であると判定し、その旨を警報制御部１６４および目標減速度算出部１６６に通知する。

警報制御部１６４は、第１の衝突発生前状態であると判定した旨の通知を衝突余裕時間算出部１６２から受けた場合、警報部１８０に警報制御信号を出力し、自車両１００と障害物とが衝突する可能性が第１の衝突発生前状態である旨を運転者に報知するための警報（例えば、メータ表示やスピーカ音）を発生させる。また、警報制御部１６４は、第２の衝突発生前状態であると判定した旨の通知を衝突余裕時間算出部１６２から受けた場合、警報部１８０に制御信号を出力し、自車両１００と障害物とが衝突する可能性が第２の衝突発生前状態である旨を運転者に報知するための警報を発生させる。また、警報制御部１６４は、第３の衝突発生前状態であると判定した旨の通知を衝突余裕時間算出部１６２から受けた場合、警報部１８０に制御信号を出力し、自車両１００と障害物とが衝突する可能性が第３の衝突発生前状態である旨を運転者に報知するための警報を発生させる。なお、メータ表示やスピーカ音に代えて、ランプ等の発光装置を発光させることによって、自車両１００と障害物とが衝突する可能性が高い旨を運転者に報知しても良い。

目標減速度算出部１６６は、第２の衝突発生前状態であると判定した旨の通知を衝突余裕時間算出部１６２から受けた場合、ドライバへの衝突回避操作の注意喚起を行うのに必要な目標減速度（以下、「第１目標減速度」）を制動制御部１６８に出力する。また、目標減速度算出部１６６は、第３の衝突発生前状態であると判定した旨の通知を衝突余裕時間算出部１６２から受けた場合、自車両１００および障害物の衝突回避に必要な目標減速度（以下、「第２目標減速度」）を制動制御部１６８に出力する。

制動制御部１６８は、例えば、ＥＢＳ(Electronic Braking System）などのブレーキ制御装置である。制動制御部１６８は、目標減速度算出部１６６から第１目標減速度が出力された場合、速度検出部１４０から出力された実速度を所定時間で微分することによって得られた自車両１００の実減速度が第１目標減速度になるように制動部２００を制御し、自車両１００に対して例えばエンジンブレーキ程度の第１制動力（警報ブレーキ）を発生させる。また、制動制御部１６８は、目標減速度算出部１６６から第２目標減速度が出力された場合、自車両１００の実減速度が第２目標減速度になるように制動部２００を制御し、自車両１００に対して第１制動力より大きい第２制動力（緊急ブレーキ）を発生させる。

制動部２００は、例えば車両１００の車輪に対して抵抗力を与えるフットブレーキであり、制動制御部１６８の制御を受けて、車両１００に対する制動力の付与を行う。なお、制動部２００は、車両１００に対する制動力を発生するものであれば、フットブレーキに限らない。例えば、制動部２００は、推進軸（プロペラシャフト）に対して抵抗力を与えるリターダや、エンジンに対して負荷を与える排気ブレーキ等の補助ブレーキであっても良い。

本実施の形態では、緊急ブレーキ制御の実行に際して、自車両１００の進行方向前方に存在する障害物と自車両１００との衝突をより確実に回避する観点から、制動力制御装置１６０は、車両１００の総重量が重い場合に車両１００の減速の応答が遅くなる可能性を考慮して第２目標減速度ひいては第２制動力（緊急ブレーキ）を増大させる増圧モード制御を実行する。

次に、図２を参照し、本実施の形態における第２目標減速度算出処理（増圧モード制御）の例について説明する。第２減速度算出処理は、目標減速度算出部１６６が、第２の衝突発生前状態であると判定した旨の通知を衝突余裕時間算出部１６２から受けることによって開始する。

まず、目標減速度算出部１６６は、障害物検出部１２０から出力された相対距離および相対速度に基づいて、自車両１００および障害物の衝突回避に必要な第２目標減速度を算出する（ステップＳ１００）。

次に、目標減速度算出部１６６は、車両１００の総重量に関係なく、自車両１００に定常的に発生させることが可能な最大の減速度として定義されている定常最大減速度（例えば、−５．５［ｍ／ｓ２］）より、ステップＳ１００にて算出された第２目標減速度が低いか否かについて判定する（ステップＳ１２０）。

判定の結果、定常最大減速度より第２目標減速度が低くない、すなわち車両１００の減速の応答が遅くなる可能性が低い場合（ステップＳ１２０、ＮＯ）、目標減速度算出部１６６は、ステップＳ１００にて算出した第２目標減速度を制動制御部１６８に出力する。その後、制動力制御装置１６０は、図２における処理を終了する。

一方、定常最大減速度より第２目標減速度が低い、すなわち車両１００の減速の応答が遅くなる可能性が高い場合（ステップＳ１２０、ＹＥＳ）、目標減速度算出部１６６は、定常最大減速度より低く、かつ、車両１００の総重量に関係なく自車両１００に瞬間的に発生させることが可能な最大の減速度として定義されている瞬間最大減速度（例えば、−９．５［ｍ／ｓ２］）を第２目標減速度として設定する（ステップＳ１４０）。そして、目標減速度算出部１６６は、設定した第２目標減速度を制動制御部１６８に出力する。その後、制動力制御装置１６０は、図２における処理を終了する。

以上詳しく説明したように、本実施の形態では、制動力制御装置１６０は、自車両１００の進行方向前方に存在する障害物と自車両１００との相対距離および相対速度に基づいて、自車両１００および障害物の衝突回避に必要な目標減速度（第２目標減速度）を算出する目標減速度算出部１６６と、自車両１００の実減速度が第２目標減速度になるように、自車両１００に対して発生させる制動力を制御する制動制御部１６８とを備える。目標減速度算出部１６６は、定常最大減速度より第２目標減速度が低い場合、第２目標減速度を増大させる。具体的には、目標減速度算出部１６６は、定常最大減速度より第２目標減速度が低い場合、瞬間最大減速度を第２目標減速度として設定する。

このように構成した本実施の形態によれば、緊急ブレーキ制御の実行に際して、車両１００の総重量が重い場合に、要求している制動力（減速度）に対して、実際に発生している制動力が低くなってしまう可能性、言い換えれば車両１００の減速の応答が遅くなる可能性を考慮して、瞬間最大減速度が第２目標減速度として設定される。これにより、車両１００の減速の応答が遅くなることが防止される結果、自車両１００と障害物との衝突回避に必要な減速度が確実に発生し、当該衝突を回避することができる。

なお、上記実施の形態では、定常最大減速度より第２目標減速度が低い場合、瞬間最大減速度を第２目標減速度として設定する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。要は、定常最大減速度より第２目標減速度が低い場合、障害物と自車両１００との衝突を回避することができるように第２目標減速度を増大させれば良い。この際、車両１００の総重量、すなわち車両１００の減速の応答が遅くなる可能性の大きさに応じて、第２目標減速度を増大させても良い。

また、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

上記実施の形態で説明した制動力制御装置１６０の各機能は、コンピュータプログラムにより実現され得る。具体的には、コンピュータが備えるＣＰＵ（Central Processing Unit）が、記憶装置に記憶されたプログラムをＲＡＭ（Random Access Memory）にコピーし、そのプログラムに含まれる命令をＲＡＭから順次読み出して実行することにより、上述した各機能が実現される。

本発明は、車両総重量が重い場合に車両の減速の応答が遅くなる可能性を考慮して、自車両と障害物との衝突を回避することが可能な制動力制御装置および制動力制御方法として有用である。

１００ 車両
１２０ 障害物検出部
１４０ 速度検出部
１６０ 制動力制御装置
１６２ 衝突余裕時間算出部
１６４ 警報制御部
１６６ 目標減速度算出部
１６８ 制動制御部
１８０ 警報部
２００ 制動部

Claims (4)

1. 自車両の進行方向前方に存在する障害物と前記自車両との相対距離および相対速度に基づいて、前記自車両および前記障害物の衝突回避に必要な目標減速度を算出する目標減速度算出部と、
   前記自車両の実減速度が前記目標減速度になるように、前記自車両に対して発生させる制動力を制御する制動制御部と、
   を備え、
   前記目標減速度算出部は、前記自車両の総重量に関係なく、前記自車両に定常的に発生させることが可能な最大の減速度として定義されている定常最大減速度より前記目標減速度が低い場合、前記目標減速度を増大させる、
   制動力制御装置。
2. 前記目標減速度算出部は、前記定常最大減速度より前記目標減速度が低い場合、前記定常最大減速度より低く、かつ、前記自車両の総重量に関係なく前記自車両に瞬間的に発生させることが可能な最大の減速度として定義されている瞬間最大減速度を前記目標減速度として設定する、
   請求項１に記載の制動力制御装置。
3. 前記目標減速度算出部は、前記定常最大減速度より前記目標減速度が低い場合、前記自車両の総重量に応じて、前記目標減速度を増大させる、
   請求項１に記載の制動力制御装置。
4. 自車両の進行方向前方に存在する障害物と前記自車両との相対距離および相対速度に基づいて、前記自車両および前記障害物の衝突回避に必要な目標減速度を算出し、
   前記自車両の実減速度が前記目標減速度になるように、前記自車両に対して発生させる制動力を制御する制動力制御方法であって、
   前記自車両の総重量に関係なく、前記自車両に定常的に発生させることが可能な最大の減速度として定義されている定常最大減速度より前記目標減速度が低い場合、前記目標減速度を増大させる、
   制動力制御方法。

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