JP2020152323A

JP2020152323A - 自動車用制動装置

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Publication number: JP2020152323A
Application number: JP2019055129A
Authority: JP
Inventors: 美沙原田; Misa Harada; 泉樹立入; Motoki Tachiiri; 永田　麻子; Asako Nagata; 麻子永田
Original assignee: Denso Corp; Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2019-03-22
Filing date: 2019-03-22
Publication date: 2020-09-24

Abstract

【課題】自動走行時における制動開始ポイントを直感的に分かりやすくすることのできる自動車用制動装置を提供する。【解決手段】自動車用制動装置において、制御部１５０は、自動走行制御装置１０の作動中に、力生成部１３０に対して、操作部１１０の位置が、所定位置から更に踏込み操作の方向に設定された第１操作領域に移行すると踏込み操作とは反対方向の反力を付与させ、第１操作領域から更に踏込み操作の方向に設定された第２操作領域に移行すると反力を減少させると共に、第２操作領域から更に踏込み操作の方向に操作量が増加される第３操作領域に移行すると、操作量に応じて反力を増加させるように制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、アクセルペダルから足を離した状態で走行可能な自動走行装置を備えた車両に適用される自動車用制動装置に関するものである。

従来の自動車用制動装置として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１の自動車用制動装置（ブレーキ装置）は、自動走行運転を可能とする車両に搭載されており、自動走行運転の設定が行われると、ブレーキペダルの位置が車体前方側に移動されると共に、ブレーキペダルに反力（踏力方向とは反対方向の力）が発生されるようになっている。

これにより、ブレーキペダルをフットレストとして使用するときのドライバーの足首の角度を小さくして、通常の初期位置にあるブレーキペダルをフットレストとして使用する場合に比べてドライバーの快適性を高めるようにしている。

特開２００６−２８１８７１号公報

上記の特許文献１では、運転者が、ブレーキペダルをフットレストとして使用している中で、ブレーキを利かせる必要が生じて、ブレーキペダルを踏込み、ブレーキペダルへの踏力が所定値を超えると自動走行が解除され、運転者による制動操作ができるようになっている。しかしながら、踏力が所定値を超える際の反力は、同一方向に作用し続けているため、運転者は、どの時点で制動が開始されたのか、直感的に分かりにくいという問題があった。

本発明の目的は、上記問題に鑑み、自動走行時における制動開始ポイントを直感的に分かりやすくすることのできる自動車用制動装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。

本発明では、自動で走行可能な自動走行制御装置（１０）を備える車両に適用されて、
運転者の踏込み操作により車両に制動力を発生させる操作部（１１０）と、
操作部の操作量を検出する操作量検出部（１２０）と、
操作量に応じて操作部に力を付与する力生成部（１３０）と、
自動走行制御装置の作動中に、操作部の位置を車両の前方側に設定された所定位置に移動させる位置変更部（１４０）と、
操作量、および自動走行制御装置の作動状態に基づいて、力生成部、および位置変更部の作動を制御する制御部（１５０）と、を備える自動車用制動装置において、
制御部は、自動走行制御装置の作動中に、力生成部に対して、操作部の位置が、所定位置から更に踏込み操作の方向に設定された第１操作領域に移行すると踏込み操作とは反対方向の反力を付与させ、第１操作領域から更に踏込み操作の方向に設定された第２操作領域に移行すると反力を減少させると共に、第２操作領域から更に踏込み操作の方向に操作量が増加される第３操作領域に移行すると、操作量に応じて反力を増加させるように制御することを特徴としている。

この発明によれば、自動走行制御装置（１０）の作動中に、操作部（１１０）の位置が第１操作領域にあると踏込み操作とは反対方向の反力が付与され、また、操作部（１１０）の位置が第２操作領域にあると反力は減少される。このように反力が変化されることで、運転者は、操作部（１１０）の操作におけるクリック感を得ることができるので、運転者が制動を開始したポイントを直感的に認識することが可能となる。

そして、第３操作領域において、操作部（１１０）の操作量に応じて反力が増加されることで、運転者は、通常と同様のブレーキ操作の感覚を得ることができる。

尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

第１実施形態における自動車用制動装置の全体構成を示す説明図である。ブレーキペダルの操作量と反力（踏力）との関係を示す説明図である。制御部が実行する制御内容を示すフローチャートである。自動走行制御のオンオフ、ブレーキペダルに対する操作量、およびブレーキペダルに作用される反力（踏力）の変化を示すタイムチャートである。第２実施形態における自動走行時の最大反力を示すグラフである。第３実施形態における自動走行時の最大反力を示すグラフである。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
本実施形態の自動車用制動装置１００を図１〜図４に示す。自動車用制動装置１００は、自動走行制御装置１０を備える車両に適用されている。

車両における自動走行制御装置１０は、運転者の設定操作（オン操作）によって、運転者がアクセルペダルを踏むことなく自動走行を可能とする装置となっている。自動走行としては、例えば、先行車が存在しないときには運転者が設定した設定速度で定速走行を行い、また、先行車が存在するときには先行車との間で所定の車間距離を維持して追従走行を行うアダブティブクルーズコントロール（ＡｄａｐｔｉｖｅＣｒｕｉｓｅＣｏｎｔｒｏｌ＝ＡＣＣ）となっている。尚、自動走行の設定中に、運転者がブレーキペダル１１０を操作すると、自動走行の設定が解除されるようになっている。尚、自動走行制御装置１０による自動走行が作動されていないときの走行を、自動走行に対して手動走行と呼ぶことにする。

自動車用制動装置１００は、運転者によるブレーキペダル１１０の踏込み操作に基づいて、車両に対して制動力を発生させると共に、ブレーキペダル１１０に対する操作量に応じて、ブレーキペダル１１０に付与する（発生させる）力（反力等）を制御する装置となっている。自動車用制動装置１００は、図１に示すように、ブレーキペダル１１０、操作量検出部１２０、力生成部１３０、位置変更部１４０、および制御部１５０等を備えている。

ブレーキペダル１１０は、運転者の踏込み操作によって、車両に制動力を発生させるペダルとなっている。ブレーキペダル１１０は、運転者の足による踏込み操作によって、踏込み操作のない初期位置から、車両前方側へ操作量が得られるペダルとなっている。ブレーキペダル１１０には、例えば、反力スプリング等が設けられて、自動走行が作動されていないとき（手動走行時）は、ブレーキペダル１１０への踏込み量に対する反力は、反力スプリングによって発生されるようになっている。手動走行時の反力は、ブレーキペダル１１０の初期位置における制動開始踏力の位置から踏込み量に比例するように発生され、最大操作時反力に至るようになっている（図２の細実線）。尚、自動走行時の反力は、後述する制御部１５０によって制御されるようになっており、詳細については後述する（図２の太実線）。ブレーキペダル１１０は、本発明の操作部に対応する。

操作量検出部１２０は、ブレーキペダル１１０の操作量（踏込みによる移動量）を検出する検出手段となっている。操作量検出部１２０によって、検出された操作量のデータは、後述する制御部１５０に出力されるようになっている。

力生成部１３０は、自動走行時において、後述する制御部１５０からの指示に基づき、ブレーキペダル１１０の操作量に応じて、反力スプリングによる反力を加味して、ブレーキペダル１１０に力（図２の太実線）を付与する手段となっており、例えば、モータのような電動アクチュエータ等が使用されている。

位置変更部１４０は、自動走行制御装置１０が作動される自動走行時に、ブレーキペダル１１０の位置を初期位置から車両前方側に予め設定された前進位置に移動させる移動手段となっている。位置変更部１４０は、例えば、モータのような電動アクチュエータ等が使用されている。前進位置は、自動走行時に運転者がブレーキペダル１１０をフットレストとして使用できるようにした位置（フットレスト位置）である。前進位置は、本発明の所定位置に対応する。尚、位置変更部１４０は、力生成部１３０と兼用してもよい。

制御部１５０は、操作量検出部１２０によって検出されたブレーキペダル１１０の操作量のデータ、および自動走行制御装置１０の作動状態（オンオフ）信号に基づいて、力生成部１３０、および位置変更部１４０の作動を制御する制御手段となっている。制御部１５０は、ブレーキペダル１１０の操作量に対して、力生成部１３０で発生させる力の大きさを演算するための演算式あるいはテーブル等を予め記憶している。

自動車用制動装置１００の構成は、以上のようになっており、以下、図２〜図４を加えて、作動、および作用効果について説明する。

手動走行時においては、図２に示すように、ブレーキペダル１１０が操作されると、ブレーキペダル１１０には、反力スプリングによって、反力が発生される。手動走行時のブレーキ反力は、制動開始踏力から、操作量が大きくなる程、最大操作時反力に増大するようになっている。

一方、運転者が自動走行（ＡＣＣ）の設定をすると、制御部１５０は、図３、図４に示すように、操作量検出部１２０からの操作量に応じて、力生成部１３０および位置変更部１４０を作動させて、ブレーキペダル１１０の位置を前進位置に移動させると共に、ブレーキペダル１１０に、図２中の太実線で示す反力を発生させる。

具体的には、図３のフローチャートにおいて、まず、ステップＳ１００で、制御部１５０は、自動走行制御装置１０から自動走行モードにかかる情報を取得する中で、自動走行モードがオンになったか否かを判定する。ステップＳ１００で、否定判定すると、制御部１５０は、ステップＳ１００を繰り返す。

上記ステップＳ１００で、肯定判定すると、制御部１５０は、ステップＳ１１０で、ブレーキペダル１１０の位置を初期位置から前進位置（フットレスト位置）に変更する。制御部１５０は、ブレーキペダル１１０に対する踏力が、予め定めた所定の踏力を超えるまでは、ブレーキペダル１１０の位置を、前進位置に維持する。

ここで、自動走行時におけるブレーキペダル１１０の操作量の領域には、図２に示すように、予め、第１操作領域、第２操作領域、第３操作領域、および閾値が設定（定義）されている。第１操作領域は、前進位置から第１所定量だけ更に踏込み操作の方向に設定された領域となっている。また、第２操作領域は、第１操作領域から第２所定量だけ更に踏込み操作の方向に設定された領域となっている。更に、第３操作領域は、第２操作領域から最大操作位置まで、踏込み操作の方向に操作量が増加される領域となっている。そして、閾値は、第１操作領域の終了位置（第２操作領域の開始位置）として設定されている。

次に、ステップＳ１２０で、制御部１５０は、ブレーキペダル１１０の操作量が第１操作領域に入ったか否かを判定する。ブレーキペダル１１０の操作量が第１操作領域に入るということは、自動走行中に、運転者が前進位置にあるブレーキペダル１１０に対して、所定の踏力を超えるようなブレーキ操作をした場合である。ステップＳ１２０で否定判定すると、制御部１５０は、ステップＳ１２０を繰り返す。

ステップＳ１２０で肯定判定すると、つまり、ブレーキペダル１１０の操作量が第１操作領域に入ると、ステップＳ１３０で、制御部１５０は、第１操作領域における反力を演算して、演算した反力をブレーキペダル１１０に付与する。第１操作領域における反力は、所定踏力よりも大きく、踏込み方向とは反対方向に作用する力である。ここでは踏込み量が大きくなる程、反力は増大するようになっている。

次に、ステップＳ１４０で、制御部１５０は、ブレーキペダル１１０の操作量が第２操作領域に入ったか否かを判定する。つまり、ブレーキペダル１１０が閾値を超えて第１操作領域から更に続けて踏込まれた場合である。ステップＳ１４０で否定判定すると、制御部１５０は、ステップＳ１３０、Ｓ１４０を繰り返す。

ステップＳ１４０で肯定判定すると、つまり、ブレーキペダル１１０の操作量が閾値を超えて第２操作領域に入ると、ステップＳ１５０で、制御部１５０は、自動走行制御装置１０に、指示を出して、自動走行を解除する（図４（ａ）中のＯＮ→ＯＦＦ）。併せて、制御部１５０は、上記ステップＳ１１０で実施したブレーキペダル１１０の位置設定をリセットする。つまり、前進位置の設定を初期位置の設定に戻すことで、ブレーキペダル１１０の操作位置が第２、第３操作領域にあって、運転者がブレーキ操作を不要として、ブレーキペダル１１０から足を離した場合は、ブレーキペダル１１０は、前進位置ではなくて、初期位置に戻るようにしておくのである。

そして、ステップＳ１６０で、制御部１５０は、第２操作領域における反力を演算して、演算した反力をブレーキペダル１１０に付与する。第２操作領域における反力は、第１操作領域における反力が減少されるものとなっている。ここでは、第１操作領域における終了位置での反力値を極大点として、踏込み量が大きくなる程、反力が減少するようになっている。第２操作領域の終了位置における反力の値は、ブレーキペダル１１０の初期位置における制動開始踏力と同等にするのがよい。

次に、ステップＳ１７０で、制御部１５０は、ブレーキペダル１１０の操作量が第３操作領域に入ったか否かを判定する。つまり、ブレーキペダル１１０が第２操作領域から更に続けて踏込まれた場合である。ステップＳ１７０で否定判定すると、制御部１５０は、ステップＳ１６０、Ｓ１７０を繰り返す。

そして、ステップＳ１７０で肯定判定すると、つまり、ブレーキペダル１１０の操作量が第３操作領域に入ると、ステップＳ１８０で、制御部１５０は、第３操作領域における反力を演算して、演算した反力をブレーキペダル１１０に付与する。第３操作領域における反力は、ブレーキペダル１１０の操作量に応じて、反力が増加されるものとなっている。ここでは、第２操作領域における終了位置での反力値から、手動走行時におけるブレーキペダル１１０の最大操作時の反力に至るようになっている。

尚、第２、第３操作領域においてブレーキペダル１１０の操作が終了されて、ブレーキペダル１１０が初期位置に戻されると、再び自動走行の設定が成されるまでは、手動走行におけるペダル操作となる。

以上のように、本実施形態では、自動走行制御装置１０の作動中に、ブレーキペダル１１０の初期位置が前進位置に移動され、所定の踏力を超えるまでは、ブレーキペダル１１０の前進位置が維持される。これにより、運転者は、ブレーキペダル１１０をフットレストとして、有効に活用することができる。

そして、自動走行中にブレーキ操作をして、ブレーキペダル１１０の位置が第１操作領域にあると踏込み操作とは反対方向の反力が付与され、また、ブレーキペダル１１０の位置が第２操作領域にあると反力は減少される。このように反力が変化されることで、運転者は、ブレーキペダル１１０の操作におけるクリック感を得ることができるので、運転者が制動を開始したポイントを直感的に認識することが可能となる。

そして、第３操作領域において、ブレーキペダル１１０の操作量に応じて反力が増加されることで、運転者は、通常と同様のブレーキ操作の感覚を得ることができる。

（第２実施形態）
第２実施形態を図５に示す。第２実施形態は、上記第１実施形態に対して、自動走行時における最大操作時の反力（以下、最大操作反力Ｆａ１）を、自動走行制御装置１０が作動されていないとき（手動走行時）の最大操作反力（以下、基準反力Ｆｂ）よりも大きくなるように設定したものである。

本実施形態では、上記第１実施形態の図３で説明したステップＳ１８０（第３操作領域）において、制御部１５０は、図５に示す反力（太実線）を演算して、演算した反力をブレーキペダル１１０に付与する。

上記第１実施形態で説明したように、自動走行時は、ブレーキペダル１１０の位置が、初期位置に対して、前進位置に移動されることから、手動走行時に比べて、最大操作量に至るまでのブレーキペダル１１０のストローク量が小さくなる。よって、ストローク量が小さくなった分、最大操作反力Ｆａ１を基準反力Ｆｂよりも大きく設定することで、操作時のトルク感度（ストローク×反力）を同等にして、運転者のブレーキの利き具合に対する違和感を低減することができる。

最大操作反力Ｆａ１としては、基準反力Ｆｂに対して、１０〜２０％程度増加させるのが良く、フィーリングテストで良好な結果を確認した。

（第３実施形態）
第３実施形態を図６に示す。第３実施形態は、上記第１実施形態に対して、自動走行時における最大操作時の反力（以下、最大操作反力Ｆａ２）を、自動走行制御装置１０が作動されていないとき（手動走行時）の最大操作反力（以下、基準反力Ｆｂ）よりも小さくなるように設定したものである。

本実施形態では、上記第１実施形態の図３で説明したステップＳ１８０（第３操作領域）において、制御部１５０は、図６に示す反力（太実線）を演算して、演算した反力をブレーキペダル１１０に付与する。

上記第１実施形態で説明したように、自動走行時は、ブレーキペダル１１０の位置が、初期位置に対して、前進位置に移動されることから、手動走行時に比べて、最大操作量に至るまでのブレーキペダル１１０のストローク量が小さくなる。よって、ストローク量が小さくなった分、最大操作反力Ｆａ１を基準反力Ｆｂよりも小さく設定することで、操作量に対する反力の比を手動操作時の特性に近づけることができる。つまり、自動走行時にブレーキ操作すると、急に反力が強くなるという運転者の違和感を低減することができる。

最大操作反力Ｆａ２としては、手動走行時の操作量に対する反力の比と同等とすると、最大操作反力Ｆａ２が小さく成り過ぎるため、最大操作反力Ｆａ２は、基準反力Ｆｂに対して、１０〜２０％程度減少させるのが良い。

（その他の実施形態）
この明細書および図面等における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、更に請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

１０自動走行制御装置
１００自動車用制動装置
１１０ブレーキペダル（操作部）
１２０操作量検出部
１３０力生成部
１４０位置変更部
１５０制御部

Claims

自動で走行可能な自動走行制御装置（１０）を備える車両に適用されて、
運転者の踏込み操作により前記車両に制動力を発生させる操作部（１１０）と、
前記操作部の操作量を検出する操作量検出部（１２０）と、
前記操作量に応じて前記操作部に力を付与する力生成部（１３０）と、
前記自動走行制御装置の作動中に、前記操作部の位置を前記車両の前方側に設定された所定位置に移動させる位置変更部（１４０）と、
前記操作量、および前記自動走行制御装置の作動状態に基づいて、前記力生成部、および前記位置変更部の作動を制御する制御部（１５０）と、を備える自動車用制動装置において、
前記制御部は、前記自動走行制御装置の作動中に、前記力生成部に対して、前記操作部の位置が、前記所定位置から更に前記踏込み操作の方向に設定された第１操作領域に移行すると前記踏込み操作とは反対方向の反力を付与させ、前記第１操作領域から更に前記踏込み操作の方向に設定された第２操作領域に移行すると前記反力を減少させると共に、前記第２操作領域から更に前記踏込み操作の方向に前記操作量が増加される第３操作領域に移行すると、前記操作量に応じて前記反力を増加させるように制御する自動車用制動装置。
前記第３操作領域での前記操作部の最大操作時における前記反力（Ｆａ１）は、前記自動走行制御装置が作動されていないときの最大操作時の基準反力（Ｆｂ）よりも大きく設定される請求項１に記載の自動車用制動装置。
前記第３操作領域での前記操作部の最大操作時における前記反力（Ｆａ２）は、前記自動走行制御装置が作動されていないときの最大操作時の基準反力（Ｆｂ）よりも小さく設定される請求項１に記載の自動車用制動装置。