JP2024066214A - 車両の自動ブレーキ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】超音波センサを用いた自動ブレーキ制御装置において、より高い車速にあっても自動ブレーキを適切に作動させ、または、車速によらずより適切なタイミングで自動ブレーキを作動可能とする。【解決手段】車両の自動ブレーキ制御装置２は、車両に搭載され、車両の進行方向に存在する障害物に対して超音波を照射可能に構成された超音波センサ２１１と、超音波センサ２１１により検出された超音波の反射強度Ｉに基づき、車両の制動力を自動的に生じさせる自動ブレーキ手段と、備える。自動ブレーキ手段は、反射強度Ｉが第１閾値Ｉｔｈｓ１よりも高い場合に、ブレーキ液圧Ｐｏｉｌを上昇させ、または、ポンプモータＭを作動させる事前昇圧手段と、反射強度Ｉが第２閾値Ｉｔｈｓ２よりも高い場合に、制動力を実際に生じさせるブレーキ作動手段と、を備える。【選択図】 図９

Description

本発明は、外界検知に超音波センサを用いた車両の自動ブレーキ制御装置に関する。

車両に搭載される自動ブレーキ制御装置として、カメラとミリ波レーダとを用いたものが知られている。カメラとミリ波レーダとの組み合わせにより、車両の外界検知に関して優れた検知性能を発揮することが期待される。

特許文献１には、カメラとレーダセンサとを備え、これら二種のセンサにより得られる物標情報をもとに、自車両に対する先行車両の存在および自車両から先行車両までの車間距離等を検出する車両の運転支援システムが記載されている。

特開２０２１－１７２２１０号公報

しかし、カメラとミリ波レーダとの組み合わせでは、状況によっては充分な検知性能が得られない実状がある。例えば、駐車場等、検知対象物である障害物が自車両から比較的近い距離にありかつその障害物の自車両に対する相対的な移動速度が低い状況である。

そこで、駐車場等における事故を防止することを目的として、自動ブレーキ制御装置のセンサに、近距離かつ低速度の状況での外界検知に優れた超音波センサを用いることが提案されている。

ここで、コントローラが障害物の存在を認識し、障害物に対する衝突の可能性があるとして自動ブレーキの作動を指示してから、自動ブレーキによる制動力が実際に生じるまでには、ポンプモータ等の各種アクチュエータが指示に応答し、ブレーキ液圧が制動力の生成に必要な圧力に達するまでの昇圧遅れによる空走期間が存在する。

この空走期間においては制動力が実質的に得られず、加えて、超音波センサによる検知範囲は数ｍ程度の短い距離に限られるため、超音波センサを用いた自動ブレーキ制御装置を適用可能な車速が制限される。

このような実状のもと、外界検知に超音波センサを用いながら、より高い車速にあっても自動ブレーキを適切に作動させ、または、車速によらずより適切なタイミングで自動ブレーキを作動可能とすることが求められている。

そこで、本発明は、超音波センサを用いた自動ブレーキ制御装置において、より高い車速にあっても自動ブレーキを適切に作動させ、または、車速によらずより適切なタイミングで自動ブレーキを作動可能とすることを目的とする。

前記の課題を解決するため、本発明の一形態に係る車両の自動ブレーキ制御装置は、車両に搭載され、当該車両の進行方向に存在する障害物に対して超音波を照射可能に構成された超音波センサと、前記超音波センサにより検出された前記超音波の反射強度に基づき、車両の制動力を自動的に生じさせる自動ブレーキ手段と、備え、前記自動ブレーキ手段は、前記反射強度が所定の第１閾値よりも高い場合に、前記制動力の生成に関わるブレーキ液圧を上昇させ、または、前記ブレーキ液圧の調整に関わるポンプモータを作動させる事前昇圧手段と、前記反射強度が前記第１閾値よりも大きい所定の第２閾値よりも高い場合に、前記制動力を実際に生じさせるブレーキ作動手段と、を備える。

本発明によれば、制動力を実際に生じさせるまでに、ブレーキ液圧を事前に上昇させるか、ポンプモータを作動させてブレーキ液圧の上昇に備えさせておくことが可能である。これにより、制動力が実際に生じるまでの空走期間を短縮し、もって、より高い車速にあっても自動ブレーキを適切に作動させ、または、車速によらずより適切なタイミングで自動ブレーキを作動させることが可能となる。

本発明の一実施形態に係る車両の自動ブレーキ制御装置を備えた車両の制御装置の構成を示す概略図である。 同上実施形態に係る車両の自動ブレーキ制御装置の液圧制御ユニットの構成を示す模式図である。 同上実施形態に係る車両の自動ブレーキ制御装置により実行される自動ブレーキ制御の全体的な流れを示すフローチャートである。 同上自動ブレーキ制御における高速時自動ブレーキ制御（S１０４）の内容を示すフローチャートである。 同上自動ブレーキ制御における低速時自動ブレーキ制御（Ｓ１０５）の内容を示すフローチャートである。 自車両から障害物までの距離Ｄに対する超音波の反射強度Ｉの変化および第１閾値Ｉｔｈｓ１、第２閾値Ｉｔｈｓ２の設定を示す説明図である。 自車両から障害物までの距離Ｄに対する判定受信回数Ｎｐ、Ｎｓの設定を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る車両の自動ブレーキ制御装置による場合の制御要求、ブレーキ液圧Ｐｏｉｌおよび車両の減速度ＤＣＬの変化を示す説明図である。 比較例である車両の自動ブレーキ制御装置による場合の制御要求、ブレーキ液圧Ｐｏｉｌおよび車両の減速度ＤＣＬの変化を示す説明図である。

以下に図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る車両の制御装置１の構成を示す概略図である。

車両の制御装置１は、車両自体の加速、減速および操舵、つまり、車両の挙動全体を制御するものである。本実施形態において、車両は、図示しない内燃エンジン（以下、単に「エンジン」という）を走行用の駆動源とする。車両は、電動モータを駆動源とする電気自動車であってもよいし、エンジンと電動モータとを駆動源とするハイブリッド自動車であってもよい。

車両の制御装置１は、本実施形態に係る車両の自動ブレーキ制御装置２を含み、車両の自動ブレーキ制御装置２は、車両（障害物との区別のため、以下「自車両」という場合がある）の進行方向に障害物の存在を検知した場合に、この障害物との衝突の可能性の有無を判定する。そして、衝突の可能性があると判定した場合に、運転者によるブレーキペダルの操作によらず、車両の制動力を自動的に生じさせる制御（以下「自動ブレーキ制御」という）を実施する。車両の進行方向は、前進方向であってもよいし、後退方向であってもよい。

ここで、本実施形態に係る自動ブレーキ制御の概要について説明する。自動ブレーキ制御装置２（本実施形態では、後に述べるブレーキコントローラ２０１）は、超音波センサ２１１からの出力情報をもとに、超音波センサ２１１から発せられた超音波の反射波の信号強度、つまり、超音波の反射強度を監視し、反射強度から自車両の進行方向における障害物の存在を検知すると、反射強度に基づく同様の検知結果が複数回（例えば、３回）に亘って得られたことを条件として、障害物の存在を検知したとする検知結果を確定させる。さらに、自動ブレーキ制御装置２は、超音波センサ２１１の出力情報から検知された障害物の属性を判定し、衝突を回避すべき障害物であるか否かを識別する。衝突を回避すべき障害物には、自車両の進行方向に存在する他車両、つまり、先行車両のほか、歩行者や道路上の設置物も含まれる。そして、障害物が衝突を回避すべきものである場合に、障害物の動きからその移動軌跡を予測するとともに、自車両が障害物に衝突するまでの予測時間である衝突予測時間を算出する。衝突予測時間は、自車両から障害物までの距離および自車両の車速をもとに算出可能である。この計算に障害物の予測移動軌跡を反映させることで、障害物までの実質的な距離を算出し、衝突予測時間の算出精度の向上を図ることができる。衝突予測時間が所定の時間未満である場合に、自車両が障害物と衝突する可能性が高いと判断し、障害物との衝突を回避するため、自動ブレーキを作動させる。ここで、本実施形態では、上記検知結果の確定に際し、反射強度と複数の閾値（Ｉｔｈｓ１、Ｉｔｈｓ２）との比較による複次的な判断を実施する（図４、図５）。

車両の制御装置１は、エンジンコントローラ１０１と、ブレーキコントローラ２０１と、を備え、車両の自動ブレーキ制御装置２は、ブレーキコントローラ２０１および液圧制御ユニット２０２のほか、自動ブレーキ制御に関わる各種センサおよびアクチュエータを備える。

エンジンコントローラ１０１は、エンジンの動作を制御する。エンジンコントローラ１０１の制御対象には、燃料インジェクタ１２１が含まれ、エンジンコントローラ１０１は、エンジン制御に関わる各種センサ出力情報を読み込むとともに、これらの情報をもとに所定の演算を実施し、演算の結果であるアクチュエータ操作量を所定のエンジン制御デバイスに出力する。例えば、エンジンコントローラ１０１は、エンジンに対する燃料供給量を算出し、燃料供給量に応じた燃料インジェクタ操作量を、燃料インジェクタ１２１に出力する。燃料インジェクタ１２１は、燃料インジェクタ操作量に応じて作動し、燃料供給量に応じた量の燃料を、エンジンに供給する。

エンジンコントローラ１０１は、演算の基礎とするセンサ出力情報として、アクセルセンサ１１１により検出されるアクセルペダルの操作量（以下「アクセル開度」という）ＡＰＯ、エアフローメータ１１２により検出されるエンジンの吸入空気量Ｑａｉｒ等を入力する。

ブレーキコントローラ２０１は、ブレーキ装置の動作、特に自動ブレーキ制御に関わる動作を制御する。ブレーキコントローラ２０１の制御対象には、摩擦力を生じさせて車両の運動エネルギを熱として消散させるブレーキエレメント２２１のほか、液圧回路におけるブレーキオイルの流通およびブレーキオイルの圧力（以下「ブレーキ液圧」という）の調整に関わる各種アクチュエータが含まれ、ブレーキコントローラ２０１は、自動ブレーキ制御に関わる各種センサ出力情報を読み込むとともに、これらの情報をもとに所定の演算を実施し、演算の結果であるアクチュエータ操作量をブレーキエレメント２２１その他のアクチュエータに出力する。

本実施形態において、ブレーキオイルの流通に関わるアクチュエータは、例えば、液圧回路に備わる液圧制御弁であり、ブレーキ液圧の調整に関わるアクチュエータは、例えば、ブレーキオイルを昇圧させるオイルポンプの駆動源である電動モータ（以下「ポンプモータ」という）である。液圧制御弁およびポンプモータは、ブレーキコントローラ２０１により出力されるアクチュエータ操作量に応じて作動し、ブレーキ液圧を制動力の生成に必要な圧力に上昇させるとともに、液圧回路におけるブレーキオイルの流れを切り替え、昇圧後のブレーキオイルをブレーキエレメント２２１に供給する。車両に働く制動力は、ブレーキ液圧が上昇するほど増大し、ブレーキ液圧が低下するほど減少する。

ブレーキコントローラ２０１は、演算の基礎とするセンサ出力情報として、超音波センサ２１１からの出力情報を入力するほか、ブレーキセンサ２１２により検出されるブレーキペダルの踏込量（以下「ブレーキ踏力」という）ＢＰＦ、車輪速センサ２１３により検出される車両の車輪速ＷＳＰ、加速度センサ２１４により検出される車両の加速度ＡＣＣ、液圧センサ２１５により検出されるブレーキ液圧Ｐｏｉｌ等を入力する。ブレーキ液圧Ｐｏｉｌは、液圧回路におけるブレーキオイルの圧力であり、具体的には、オイルポンプの吐出側の液圧ラインにおける圧力である。

ここで、超音波センサ２１１は、前方監視用の外界センサとして、超音波を車両の前方に向けて照射可能に、例えば、車体のフロントバンパ部分に設置されてもよいし、後方監視用の外界センサとして、超音波を車両の後方に向けて照射可能に、例えば、車体のリアバンパ部分に設置されてもよい。超音波センサ２１１がフロントバンパ部分に取り付けられた場合は、車両の前方近くにおける障害物の存在を検知することが可能であり、リアバンパ部分に取り付けられた場合は、車両の後方近くにおける障害物の存在を検知することが可能である。超音波センサ２１１をフロントバンパ部分とリアバンパ部分との双方に取り付け、前方監視および後方監視の双方に用いることも可能であることは、勿論である。超音波センサ２１１により検知可能な距離は、例えば、車両から３ｍ以内の範囲である。

ブレーキコントローラ２０１は、超音波センサ２１１からの出力情報をもとに、車両の前方または後方近くに存在する障害物の有無を判定するとともに、車両（自車両）から障害物までの距離を検出することが可能である。さらに、超音波センサ２１１によれば、検出された障害物の属性を判定することも可能である。障害物の属性とは、例えば、物であるか、人であるかであり、物には先行車両または路上設置物等が含まれ、人には歩行者等が含まれる。ブレーキコントローラ２０１は、障害物の存在を検知し、その障害物との衝突の可能性があると判定した場合に、ブレーキエレメント２２１にブレーキオイルを供給し、車両の制動力を生じさせる。

車輪速ＷＳＰは、車輪（本実施形態では、従動輪）の回転速度であり、車両の走行速度、つまり、車速ＶＳＰに相関する運転状態パラメータである。車輪速センサ２１３からの出力情報は、ブレーキコントローラ２０１に送信されるとともに、エンジンコントローラ１０１にも送信される。車輪速センサ２１３は、本実施形態に係る「車速センサ」を構成する。

以上に加え、ブレーキコントローラ２０１は、マンマシンインターフェース（ＭＨＩ）として機能するメータ機器２０３と接続され、運転者に対し、自動ブレーキ制御の作動状況に関する情報を提供する。運転者に対する情報の提供は、視覚的なものであってもよいし、聴覚的なものであってもよい。

エンジンコントローラ１０１およびブレーキコントローラ２０１は、いずれも電子制御ユニットとして構成され、例えば、中央演算ユニットのほか、各種メモリおよび入出力インターフェースを備える。エンジンコントローラ１０１とブレーキコントローラ２０１とは、互いに通信可能に接続され、一方のコントローラに入力されるセンサ出力情報、例えば、ブレーキコントローラ２０１に入力される車両の加速度ＡＣＣは、双方のコントローラ１０１、２０１の間で、例えば、バス通信により共有可能である。

図２は、本実施形態に係る車両の自動ブレーキ制御装置２の液圧制御ユニット２０２の構成を示す模式図である。

本実施形態において、液圧制御ユニット２０２は、液圧回路を備えるとともに、液圧回路に介装された各種アクチュエータを備える。液圧回路は、ブレーキマスターシリンダ（以下「マスターシリンダ」という）２１と、ブレーキエレメント２２１（２２１ａ、２２１ｂ）と、オイルリザーバＲと、を流体的に繋いでおり、液圧回路に介装されるアクチュエータとして、液圧回路におけるブレーキオイルの流通に関わる液圧制御弁（以下、単に「バルブ」という）２４１～２４６と、ブレーキ液圧Ｐｏｉｌの調整に関わるポンプモータＭと、が備わる。

ここで、ブレーキコントローラ２０１、液圧制御ユニット２０２およびブレーキエレメント２２１（２２１ａ、２２１ｂ）は、本実施形態に係る「自動ブレーキ手段」を構成し、ブレーキコントローラ２０１は、本実施形態に係る「事前昇圧手段」および「ブレーキ作動手段」を構成する。

マスターシリンダ２１は、ブレーキブースタ２２を介してブレーキペダル２３と連結され、ブレーキブースタ２２は、運転者がブレーキペダル２３を踏み込んだ際に、マスターシリンダ２２内部の圧力を増大させる倍力装置として機能する。

ブレーキエレメント２２１ａ、２２１ｂは、例えば、パッド部材を備えたブレーキキャリパであり、ブレーキオイルの供給を受けることにより作動して、パッド部材をブレーキディスク２２２ａ、２２２ｂに押し当て、パッド部材とブレーキディスク２２２ａ、２２２ｂとの摩擦により車両に制動力を生じさせる。

本実施形態において、ブレーキディスク２２２ａ、２２２ｂは、左前輪、右後輪のそれぞれの車軸に対し、これらの車輪とともに回転するように取り付けられている。図２に示すのと同様に構成される液圧回路およびアクチュエータが、図示しない右前輪、左後輪に対しても設けられ、これらの車輪の車軸にブレーキディスクが取り付けられ、ブレーキディスクをパッド部材により挟み込むように、ブレーキエレメント２２１であるブレーキキャリパが設置されている。

図２に示す液圧回路において、マスターシリンダ２１とオイルリザーバＲとは、第１液圧ライン２３１を介して接続され、第１液圧ライン２３１には、オイルポンプＰが介装され、オイルポンプＰを駆動可能に、ポンプモータＭが設置されている。第１液圧ライン２３１において、オイルポンプＰの吐出側には、第１液圧ライン２３１におけるブレーキオイルの流通および遮断を切換可能な第１バルブ２４１が介装されるとともに、第１バルブ２４１を迂回するように第１バイパスラインが設けられ、第１バイパスラインには、マスターシリンダ２１からブレーキエレメント２２１ａ、２２１ｂへ向かうブレーキオイルの流れを許容し、その反対方向の流れを阻害するチェックバルブ２５１が介装されている。第１液圧ライン２３１のうち、マスターシリンダ２１と第１バルブ２４１との間の部分と、オイルポンプＰとオイルリザーバＲとの間の部分と、を繋ぐ第２液圧ライン２３２が設けられ、第２液圧ライン２３２には、第２液圧ライン２３２におけるブレーキオイルの流通および遮断を切換可能な第２バルブ２４２が介装されている。液圧センサ２１５は、第１および第２液圧ライン２３１、２３２のうち、マスターシリンダ２１と第１、第２バルブ２４１、２４２との間の部分に接続され、これらの部分におけるブレーキ液圧Ｐｏｉｌを検出する。

さらに、第１液圧ライン２３１のうち、オイルポンプＰと第１バルブ２４１との間の部分から分岐する第３液圧ライン２３３、第４液圧ライン２３４が設けられ、第３液圧ライン２３３は、左前輪のブレーキエレメント２２１ａに対してブレーキオイルを供給可能に接続され、第４液圧ライン２３４は、右後輪のブレーキエレメント２２１ｂに対してブレーキオイルを供給可能に接続されている。第３液圧ライン２３３には、第３液圧ライン２３３におけるブレーキオイルの流通および遮断を切換可能な第３バルブ２４３が介装されるとともに、第３バルブ２４３を迂回するように第２バイパスラインが設けられ、第２バイパスラインには、第１液圧ライン２３１からの分岐部ｐ１からブレーキエレメント２２１ａへ向かうブレーキオイルの流れを阻害し、その反対方向の流れを許容するチェックバルブ２５２が介装されている。第４液圧ライン２３４には、第４液圧ライン２３４におけるブレーキオイルの流通および遮断を切換可能な第４バルブ２４４が介装されるとともに、第４バルブ２４４を迂回するように第３バイパスラインが設けられ、第３バイパスラインには、分岐点ｐ１からブレーキエレメント２２１ｂへ向かうブレーキオイルの流れを阻害し、その反対方向の流れを許容するチェックバルブ２５３が介装されている。

以上に加え、第３液圧ライン２３３から分岐して、オイルリザーバＲに接続する第１戻りライン２３５が設けられるとともに、第４液圧ライン２３４から分岐して、オイルリザーバＲに接続する第２戻りライン２３６が設けられ、第１戻りライン２３５には、第１戻りライン２３５におけるブレーキオイルの流通および遮断を切換可能な第５バルブ２４５が介装され、第２戻りライン２３６には、第２戻りライン２３６におけるブレーキオイルの流通および遮断を切換可能な第６バルブ２４６が介装されている。

本実施形態では、車両の前方近くに存在する障害物との衝突の可能性がある場合に、自動ブレーキ制御を実施して、運転者のブレーキ操作によらず、車両の制動力を自動的に生じさせる。ここで、制動力を実際に生じさせる前に、ポンプモータＭを作動させ、ブレーキ液圧Ｐｏｉｌを事前に上昇させる制御を実施する。

ブレーキ液圧Ｐｏｉｌを上昇させる場合は、ポンプモータＭを作動させるとともに、第２バルブ２４２を開弁させて、流通状態に設定する一方、他のバルブ、つまり、第１、第３、第４、第５および第６バルブ２４１、２４３、２４４、２４５、２４６を閉弁させて、遮断状態に設定する。これにより、第１液圧ライン２３１のうち、オイルポンプＰと第１バルブ２４１との間の部分、さらに、第３および第４液圧ライン２３３、２３４のうち、分岐部ｐ１から第３、第４バルブ２４３、２４４に至る部分のブレーキオイルの圧力が上昇する。

制動力を生じさせる場合は、ポンプモータＭの回転速度を上昇させて、オイルポンプＰの吐出流量を増大させるとともに、第３および第４バルブ２４３、２４４を開弁させて、流通状態に設定し、昇圧後のブレーキオイルをブレーキエレメント２２１ａ、２２１ｂに供給する。これにより、ブレーキエレメント２２１ａ、２２１ｂが油圧作動し、パッド部材がブレーキディスク２２２ａ、２２２ｂに押し付けられて、制動力が生成される。制動力の生成を終え、車両が停車した後、ポンプモータＭを停止させるとともに、第１バルブ２４１を閉弁させて、遮断状態に設定することで、オイルポンプＰからブレーキエレメント２２１ａ、２２１ｂに至る液圧ラインにおけるブレーキ液圧Ｐｏｉｌを昇圧後の圧力に維持し、制動力を保持する。

自動ブレーキ制御を終了し、自動ブレーキを解除する場合は、第１バルブ２４１を開弁させて、流通状態に設定する。

図３は、本実施形態に係る車両の自動ブレーキ制御装置２により実行される自動ブレーキ制御の全体的な流れを示すフローチャートである。自動ブレーキ制御は、車両が所定の速度ＶＳＰ２以下の低い速度での走行中であることを条件に、ブレーキコントローラ２０１により、所定の時間毎に繰り返し実行される。車速ＶＳＰ２は、例えば、時速１０ｋｍ前後の速度であり、本実施形態に係る「第２速度」に相当する。

Ｓ１０１では、各種センサ出力情報を読み込む。

Ｓ１０２では、超音波センサ２１１からの出力情報をもとに、車両の進行方向、例えば、車両の前方に障害物（以下「前方障害物」という）が存在するか否かを判定する。前方障害物が存在する場合は、Ｓ１０３へ進み、存在しない場合は、今回のルーチンにおける制御を終了する。本実施形態において、Ｓ１０２に示す処理による判定は、前方障害物からの反射波の検知による暫定的なものである。

Ｓ１０３では、車速ＶＳＰが所定の車速ＶＳＰ１以上であるか否かを判定する。車速ＶＳＰが所定の速度ＶＳＰ１以上である場合は、Ｓ１０４へ進み、所定の速度ＶＳＰ１未満である場合は、Ｓ１０５へ進む。車速ＶＳＰ１は、本実施形態に係る「第１速度」に相当し、先に述べた車速ＶＳＰ２よりも低く、例えば、時速５ｋｍ程度の極低い速度である。

Ｓ１０４では、図４のフローチャートに示す手順に従って高速時自動ブレーキ制御を実施する。

Ｓ１０５では、図５のフローチャートに示す手順に従って低速時自動ブレーキ制御を実施する。

Ｓ１０６では、運転者によりブレーキペダルが踏み込まれたか否かを判定する。ブレーキペダルが踏み込まれた場合は、通常のブレーキ制御に移行すべく、Ｓ１０８へ進み、踏み込まれていない場合は、Ｓ１０７へ進む。

Ｓ１０７では、自動ブレーキ制御による制動力の生成後、所定の時間が経過したか否かを判定する。所定の時間が経過した場合は、Ｓ１０８へ進み、経過していない場合は、Ｓ１０６へ戻り、Ｓ１０６およびＳ１０７に示す処理を繰り返す。ここで、所定の時間とは、例えば、自動ブレーキ制御による制動力の生成後、車両が停止してからの経過時間であり、例えば、２～３秒程度である。つまり、本実施形態では、自動ブレーキ制御により車両が停車した後、所定の時間が経過するまでは、自動ブレーキ制御を継続して、制動力を保持する。そして、所定の時間が経過する前であっても運転者によりブレーキペダルが踏み込まれた場合は、自動ブレーキ制御を終了し、通常のブレーキ制御に移行する。

Ｓ１０８では、自動ブレーキ制御を終了して、自動ブレーキを解除する。

図４は、図３に示すフローチャートのＳ１０４で実行される処理（高速時自動ブレーキ制御）の内容を示すフローチャートである。

Ｓ２０１では、超音波の反射強度Ｉに関する閾値Ｉｔｈｓ１と、障害物検知の一次的な判断に関する判定受信回数Ｎｐと、を読み込む。

図６は、車両から障害物までの距離Ｄに対する超音波の反射強度Ｉの変化および閾値Ｉｔｈｓ１、Ｉｔｈｓ２の設定を示す説明図である。閾値Ｉｔｈｓ１は、本実施形態に係る「第１閾値」に相当し、閾値Ｉｔｈｓ２は、本実施形態に係る「第２閾値」に相当する。閾値Ｉｔｈｓ１、Ｉｔｈｓ２は、距離Ｄに対する関数として設定され、ブレーキコントローラ２０１に記憶されている。図６は、閾値Ｉｔｈｓ１を二点鎖線により、閾値Ｉｔｈｓ２を点線により夫々示す。

距離Ｄは、超音波センサ２１１からの出力情報をもとに、計算により検出することが可能である。図６に示すように、閾値Ｉｔｈｓ１は、距離Ｄが短いほど、換言すれば、車両が障害物に近付くほど小さな閾値に設定される。

本実施形態において、距離Ｄは、車両が障害物に衝突するまでの予測時間（以下「衝突予測時間」という）の指標として採用される。そこで、距離Ｄに代えるか、距離Ｄに加えて車速ＶＳＰを採用し、車速ＶＳＰが高いほど、つまり、衝突予測時間が短いほど閾値Ｉｔｈｓ１を減少させるように設定してもよい。

図７は、車両から障害物までの距離Ｄに対する判定受信回数Ｎｐ、Ｎｓの設定を示す説明図である。判定受信回数Ｎｐは、本実施形態に係る「第１回数」に相当し、判定受信回数Ｎｓは、本実施形態に係る「第２回数」に相当する。判定受信回数Ｎｐ、Ｎｓは、距離Ｄに対する関数として設定され、ブレーキコントローラ２０１に記憶されている。図７は、判定受信回数Ｎｐを点線により、判定受信回数Ｎｓを実線により夫々示す。

図７に示すように、判定受信回数Ｎｐは、超音波センサ２１１により障害物を検知可能な距離Ｄ全体に亘って判定受信回数Ｎｓ以下の回数として設定され、距離Ｄが短いほど、換言すれば、車両が障害物に近付くほど少ない回数に設定される。

ここで、距離Ｄは、衝突予測時間の指標として採用され、判定受信回数Ｎｐは、閾値Ｉｔｈｓ１、Ｉｔｈｓ２と同様に、距離Ｄに代えるか、距離Ｄに加えて車速ＶＳＰを採用し、車速ＶＳＰが高いほど、つまり、衝突予測時間が短いほど減少させるように設定してもよい。

Ｓ２０２では、超音波の反射強度Ｉ、換言すれば、前方障害物からの反射波の信号強度が閾値Ｉｔｈｓ１以上であるか否かを判定する。反射強度Ｉが閾値Ｉｔｈｓ１以上である場合は、Ｓ２０３へ進み、閾値Ｉｔｈｓ１未満である場合は、Ｓ２０２に示す処理を繰り返す。

Ｓ２０３では、閾値Ｉｔｈｓ１以上の反射強度Ｉを有する超音波の受信回数Ｎａを１だけ増大させる。

Ｓ２０４では、受信回数Ｎａが判定受信回数Ｎｐに達したか否かを判定する。受信回数Ｎａが判定受信回数Ｎｐに達した場合は、Ｓ２０５へ進み、達していない場合は、Ｓ２０２へ戻り、Ｓ２０２からＳ２０４に示す処理を繰り返す。

Ｓ２０５では、ポンプモータＭを作動させる。本実施形態では、先に述べたように、ポンプモータＭの作動に併せ、第２バルブ２４２を開弁させる。ここで、ポンプモータＭを作動させることにより、ブレーキ液圧Ｐｏｉｌを制動力の生成に必要な圧力にまで増大させてもよいし、３ｂａｒ程度の僅かな圧力だけ上昇させてもよいし、ブレーキ液圧Ｐｏｉｌの実質的な上昇を伴わず、ポンプモータＭを空回りの状態で作動させてもよい。

Ｓ２０６では、超音波の反射強度Ｉに関する閾値Ｉｔｈｓ２と、障害物検知の二次的な判断に関する判定受信回数Ｎｓと、を読み込む。

本実施形態において、閾値Ｉｔｈｓ２は、図６に示すように、距離Ｄが短いほど、換言すれば、車両が障害物に近付くほど小さな閾値に設定され、等しい距離Ｄのもとで比較した場合に、閾値Ｉｔｈｓ２は、閾値Ｉｔｈｓ１よりも大きい。

本実施形態において、判定受信回数Ｎｓは、図７に示すように、距離Ｄに対して一定の回数に設定され、距離Ｄが所定の距離Ｄ２２よりも長い場合に、判定受信回数Ｎｓは、判定受信回数Ｎｐと等しい。

Ｓ２０７では、超音波の反射強度Ｉが閾値Ｉｔｈｓ２以上であるか否かを判定する。反射強度Ｉが閾値Ｉｔｈｓ２以上である場合は、Ｓ２０８へ進み、閾値Ｉｔｈｓ２未満である場合は、Ｓ２０７に示す処理を繰り返す。

Ｓ２０８では、閾値Ｉｔｈｓ２以上の反射強度Ｉを有する超音波の受信回数Ｎｂを１だけ増大させる。

Ｓ２０９では、受信回数Ｎｂが判定受信回数Ｎｓに達したか否かを判定する。受信回数Ｎｂが判定受信回数Ｎｓに達した場合は、Ｓ２１０へ進み、達していない場合は、Ｓ２０７へ戻り、Ｓ２０７からＳ２０９に示す処理を繰り返す。本実施形態では、Ｓ２０９における肯定的判定をもって障害物検知に関する判断、つまり、前方障害物が存在するとの判断を確定する。

Ｓ２１０では、Ｓ１０２に示す処理により検知され、Ｓ２０９に示す処理により確定された判断に関わる前方障害物に対する衝突の可能性があるか否かを判定する。具体的には、超音波センサ２１１からの出力情報をもとに、前方障害物の属性を特定する。前方障害物が衝突を回避すべき対象である場合に、前方障害物の移動軌跡を予測し、車両から前方障害物までの距離Ｄおよび車速ＶＳＰに基づき、前方障害物に対する衝突予測時間を算出する。そして、衝突予測時間が所定の時間に満たない場合に、衝突の可能性があると判定する。前方障害物に対する衝突の可能性がある場合は、Ｓ２１１へ進み、それ以外の場合は、衝突の可能性がないとして、高速時自動ブレーキ制御を終了し、図３に示すフローチャートに戻る。

Ｓ２１１では、前方障害物に対する衝突を回避するか、衝突した場合の被害を軽減すべく、自動ブレーキ制御による制動力を実際に生じさせる。

図５は、図３に示すフローチャートのＳ１０５で実行される処理（低速時自動ブレーキ制御）の内容を示すフローチャートである。

本実施形態において、図５のフローチャートのＳ３０１からＳ３０６に示す処理は、図４のフローチャートのＳ２０６からＳ２１１に示す処理と同様の内容である。低速時自動ブレーキ制御における制動力の生成について簡単に説明すると、閾値Ｉｔｈｓ２および判定受信回数Ｎｓを読み込んだ後（Ｓ３０１）、反射強度Ｉと閾値Ｉｔｈｓ２とを比較し、反射強度Ｉが閾値Ｉｔｈｓ２以上である場合は（Ｓ３０２）、閾値Ｉｔｈｓ２以上の反射強度Ｉを有する超音波の受信回数Ｎｂを１だけ増大させる（Ｓ３０３）。そして、受信回数Ｎｂが判定受信回数Ｎｓに達した場合は（Ｓ３０４）、前方障害物に対する衝突の可能性の有無を判定し、衝突の可能性がある場合に（Ｓ３０５）、自動ブレーキ制御による制動力を実際に生じさせる（Ｓ３０６）。

本実施形態に係る車両の自動ブレーキ制御装置２は、以上の構成を有する。以下に、本実施形態により得られる効果について説明する。

第１に、超音波センサ２１１から発せられる超音波の反射波を受信し、超音波の反射強度Ｉ、換言すれば、反射波の信号強度が所定の第１閾値Ｉｔｈｓ１以上である場合、例えば、反射強度Ｉが実質的な０値から上昇して、第１閾値Ｉｔｈｓ１に達した場合に、ポンプモータＭを作動させて、液圧制御ユニット２０２の液圧回路におけるブレーキ液圧Ｐｏｉｌを上昇させ、さらに、超音波の反射強度Ｉが所定の第２閾値Ｉｔｈｓ２以上である場合、例えば、反射強度Ｉが第１閾値Ｉｔｈｓ１に達してからさらに上昇して、第２閾値Ｉｔｈｓ２に達した場合に、ブレーキエレメント２２１（２２１ａ、２２１ｂ）に昇圧後のブレーキオイルを供給して、制動力を実際に生じさせることで、反射強度Ｉが第２閾値Ｉｔｈｓ２に達して、制動力を実際に生じさせるまでに、ブレーキ液圧Ｐｏｉｌを事前に上昇させるか、ブレーキ液圧Ｐｏｉｌの実質的な上昇はなくとも、制動力を生じさせるための準備を事前に進めておくことが可能である。

これにより、車両の進行方向に存在する障害物、例えば、先行車両等の前方障害物に対する衝突の可能性があるとして、制動力の生成を指示した後（図４に示すＳ２１１）、制動力が実際に生じるまでの車両の空走期間を短縮するかまたは実質的になくすことが可能となる。

よって、超音波センサ２１１を用いた車両の自動ブレーキ制御装置２において、より高い車速（または障害物との相対速度）にあっても自動ブレーキを適切に作動させ、または、車速ＶＳＰによらず、空走期間の影響を緩和したより適切なタイミングで自動ブレーキを作動させることができる。

図８は、本実施形態に係る車両の自動ブレーキ制御装置２による場合の制御要求（事前昇圧作動、自動ブレーキ作動）、ブレーキ液圧Ｐｏｉｌおよび車両の減速度ＤＣＬの変化を示す説明図である。

図９は、比較例である車両の自動ブレーキ制御装置による場合の制御要求（自動ブレーキ作動）、ブレーキ液圧Ｐｏｉｌおよび車両の減速度ＤＣＬの変化を示す説明図である。比較例では、事前昇圧を実施せず、障害物に対する衝突の可能性があることの検知をもってブレーキ液圧Ｐｏｉｌを上昇させ、ブレーキ液圧Ｐｏｉｌの上昇を待ってブレーキエレメント２２１（２２１ａ、２２１ｂ）にブレーキオイルを供給する。

図９に示すように、比較例では、障害物に対する衝突の可能性があるとして、時刻ｔ１に自動ブレーキの作動要求を発生した後、ポンプモータが作動してブレーキ液圧Ｐｏｉｌが上昇し、ブレーキキャリパ等のブレーキエレメントにブレーキオイルを供給することにより、制動力が実際に生じる時刻ｔ１１までに、時刻ｔ１から時刻ｔ１１までのタイムラグに応じた空走期間が発生する。超音波センサによる障害物の検知範囲は、数ｍ程度と短く、この空走期間による影響が大きい。つまり、空走期間の存在によらず、車両を減速させ、障害物との衝突を回避するか、衝突時の被害を軽減するには、車両が停車しているか、徐行程度の低い速度での走行状態にあることが必要となり、自動ブレーキの介入速度が制限される。

これに対し、本実施形態によれば、図８に示すように、自動ブレーキの作動要求を発生する時刻ｔ１よりも前の時刻ｔ０において、超音波の反射強度Ｉが閾値Ｉｔｈｓ１に達したことをもってポンプモータＭを作動させ、ブレーキ液圧Ｐｏｉｌを事前に上昇させる。ポンプモータＭの作動開始からブレーキ液圧Ｐｏｉｌの上昇までには一定程度のタイムラグが存在するが、自動ブレーキの作動要求を発生する時刻ｔ１までにはブレーキ液圧Ｐｏｉｌの所定の上昇を完了し、作動要求の発生後（時刻ｔ１）、ブレーキ液圧Ｐｏｉｌを速やかに上昇させ、空走期間を短縮しまたはこれを生じさせずに制動力を実際に働かせ、車両を減速させることが可能である。

第２に、車速ＶＳＰを検知し、車速ＶＳＰが所定の第１速度ＶＳＰ１以上の場合にのみ、ブレーキ液圧Ｐｏｉｌを上昇させることで、車速ＶＳＰが比較的低く、空走期間の影響が本来的に小さい場合にまでブレーキ液圧Ｐｏｉｌを予め上昇させることによる弊害を抑制することが可能となる。

例えば、空走期間があったとしても制動力の生成が間に合う状況において、ポンプモータＭの作動に伴う騒音により、車両の乗員（運転者、同乗者）に不快感が及ぶ事態を回避することができる。

第３に、閾値Ｉｔｈｓ１を車速ＶＳＰまたは車両から障害物までの距離Ｄに応じて変更可能とし、車速ＶＳＰが高いかまたは距離Ｄが短いほど小さな閾値に設定することで、障害物との衝突までの時間が短いほど閾値Ｉｔｈｓ１を減少させ、事前昇圧に関して誤った作動を抑制しながら、ブレーキ液圧Ｐｏｉｌをできるだけ早いタイミングで上昇させて、ブレーキ液圧Ｐｏｉｌの上昇に要する時間を確保し、自動ブレーキを適切に作動させることが可能となる。

第４に、超音波センサ２１１により閾値Ｉｔｈｓ１よりも高い反射強度Ｉの超音波を所定の回数Ｎｐに亘って受信した場合に、ブレーキ液圧Ｐｏｉｌを上昇させ、さらに、閾値Ｉｔｈｓ２よりも高い反射強度Ｉの超音波を、回数Ｎｐよりも多い所定の回数Ｎｓに亘って受信した場合に、制動力を実際に生じさせることで、制動力の生成に関わる判断における冗長性を維持し、ブレーキ液圧Ｐｏｉｌをより早いタイミングで上昇させることを可能としながら、反射強度Ｉの誤検出または閾値Ｉｔｈｓ２との比較における誤判断により、制動力を誤って生じさせる事態を確実に回避することが可能となる。

第５に、回数Ｎｐを車両が障害物へ到達するまでの時間に応じて変更可能とし、到達までの時間が短いほど、例えば、車速ＶＳＰが高いかまたは車両から障害物までの距離Ｄが短いほど少ない回数に設定することで、反射強度Ｉの誤検出または閾値Ｉｔｈｓ１との比較における誤判断により、ポンプモータＭを誤って作動させ、ブレーキ液圧Ｐｏｉｌを不要に上昇させる事態を抑制しながら、ブレーキ液圧Ｐｏｉｌをできるだけ早いタイミングで、つまり、障害物へ到達するまでの時間が比較的残されている時点で上昇させることが可能となる。

１…車両の制御装置、２…車両の自動ブレーキ制御装置、２１…ブレーキマスターシリンダ、２２…ブレーキブースタ、２３…ブレーキペダル、１０１…エンジンコントローラ、１１１…アクセルセンサ、１１２…エアフローメータ、１２１…燃料インジェクタ、２０１…ブレーキコントローラ、２０２…液圧制御ユニット、２０３…インターフェース装置（メータ機器）、２１１…超音波センサ、２１２…ブレーキセンサ、２１３…車輪速センサ、２１４…加速度センサ、２１５…液圧センサ、２２１、２２１ａ、２２１ｂ…ブレーキエレメント（ブレーキキャリパ）、２２２ａ、２２２ｂ…ブレーキディスク、２３１～２３６…液圧ライン、２４１～２４６…液圧制御弁、２５１～２５３…チェックバルブ。

Claims (6)

1. 車両に搭載され、当該車両の進行方向に存在する障害物に対して超音波を照射可能に構成された超音波センサと、
   前記超音波センサにより検出された前記超音波の反射強度に基づき、車両の制動力を自動的に生じさせる自動ブレーキ手段と、備え、
   前記自動ブレーキ手段は、
   前記反射強度が所定の第１閾値よりも高い場合に、前記制動力の生成に関わるブレーキ液圧を上昇させ、または、前記ブレーキ液圧の調整に関わるポンプモータを作動させる事前昇圧手段と、
   前記反射強度が前記第１閾値よりも大きい所定の第２閾値よりも高い場合に、前記制動力を実際に生じさせるブレーキ作動手段と、を備える、車両の自動ブレーキ制御装置。
2. 車速を検出する車速センサをさらに備え、
   前記自動ブレーキ手段は、前記車速センサにより検出された車速が所定の第１速度以上である場合にのみ、前記事前昇圧手段により前記ブレーキ液圧を上昇させまたは前記ポンプモータを作動させる、請求項１に記載の車両の自動ブレーキ制御装置。
3. 前記第１閾値は、車速が高いか、または、前記障害物までの距離が短いほど小さな閾値に設定される、請求項１に記載の車両の自動ブレーキ制御装置。
4. 車速を検出する車速センサをさらに備え、
   前記自動ブレーキ手段は、前記車速センサにより検出された車速が所定の第２速度以下の場合にのみ、前記ブレーキ作動手段により前記制動力を生じさせる、請求項１から３のいずれか一項に記載の車両の自動ブレーキ制御装置。
5. 前記事前昇圧手段は、前記超音波センサにより前記第１閾値よりも高い反射強度の超音波を所定の第１回数に亘って受信した場合に、前記ブレーキ液圧を上昇させまたは前記ポンプモータを作動させ、
   前記ブレーキ作動手段は、前記超音波センサにより前記第２閾値よりも高い反射強度の超音波を、前記第１回数よりも多い所定の第２回数に亘って受信した場合に、前記制動力を生じさせる、請求項１に記載の車両の自動ブレーキ制御装置。
6. 前記第１回数は、車両の前記障害物への到達までの時間が短いほど少ない回数に設定され、前記到達までの時間が所定の時間よりも長い場合に、前記第２回数と等しい回数に設定される、請求項５に記載の車両の自動ブレーキ制御装置。

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