JP3142635B2 - 車両の総合制御装置 - Google Patents

車両の総合制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両の走行安全性に関
与するための第1の装置と車両の危険状態を回避するた
めの第2の装置とを備えた車両の総合制御装置に関し、
特に上記第1の装置のフェイル対策に係わるものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来より、車両の危険状態を回避するた
めの装置としては、自動制動装置と自動操舵装置とが知
られている。自動制動装置は、例えば特開昭54−33
444号公報に開示されるように、光学的方法または超
音波等を用いて自車と前方の障害物との間の距離及び相
対速度を連続的に検出するとともに、その検出された自
車と前方障害物との間の距離及び相対速度から接触の可
能性があるか否かを判断し、接触の可能性があると判断
された場合アクチュエータを作動させて各車輪のブレー
キを自動的にかける構成になっている。自動操舵装置
は、例えば特開昭64−26913号公報に開示される
ように、自動制動装置と同様に接触の可能性があると判
断された場合、その接触の回避のための走行経路を想定
し、その経路に沿って車両が走行するよう前輪を自動的
に操舵する構成になっている。
【0003】また、車両の走行安全性に関与するための
装置としては、前輪の操舵時に後輪を前輪の操舵方向と
同じ方向の同位相に操舵する4輪操舵装置(4WS)、
車両の制動時における過大な制動力を抑制するアンチス
キッドブレーキ装置(ABS)及び4輪駆動装置(4W
D)等が一般によく知られている。この種の装置では、
通常、それらの構成要素である機器が各々正常に作動し
ているか否かをセンサを用いて検査し、フェイルと判断
したとき警報を発するなどの安全対策を講じるように構
成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の自動
制動装置又は自動操舵装置が作動する際には車両は不安
定な状態に陥り易いので、この装置と共に4WS、AB
S及び4WD等車両の走行安全性に関与するための装置
を併せて装備することが望ましい。しかし、両装置を装
備する場合でも、走行安全性のための装置がフェイルし
た時に自動制動又は自動操舵が作動すると車両の走行状
態は不安定なものになる。
【0005】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、車両の走行安定性に関
与する装置と自動制動装置とを共に装備するに当り、前
者のフェイル時に後者の作動を適切に制御して、安全対
策を有効に講じ得る車両の総合制御装置を提供せんとす
るものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の発明は、車両の走行安全性に関与す
る第1の装置と、車両の危険状態を検出しその回避処置
を自動的に採る第2の装置とを備えた車両を前提とす
る。この車両の総合制御装置として、上記第1の装置の
フェイル時を検出するフェイル時検出手段と、該検出手
段からの信号を受け、上記第1の装置のフェイル時上記
第2の装置の作動を規制する規制手段とを備える。そし
て、上記第2の装置を、危険状態の回避処置として各車
輪のブレーキを自動的にかける自動制動装置で構成す
る。その上で、上記自動制動装置は、その作動状態に最
大減速度でブレーキをかける急制動と最大減速度よりも
低い減速度でブレーキをかける緩制動とを有しており、
上記規制手段は、第1の装置のフェイル時上記急制動を
禁止するように構成されているものである。
【0007】
【作用】上記の構成により、請求項1記載の発明では、
車両の走行安全性に関与する第1の装置がフェイルした
ときには、そのことをフェイル時検出手段が検出し、こ
の検出手段からの信号を受ける規制手段により第2の装
置の作動が規制され、これにより、運転者の意志によら
ずに自動制動のうちの急制動の回避処置が自動的に採ら
れることはない。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0009】図1及び図2は本発明の実施例に係わる車
両の総合制御装置の一つの構成要素を構成する自動制動
装置を示し、図1は同自動制動装置の油圧回路図であ
り、図2は同自動制動装置のブロック構成図である。
【0010】図1において、1は運転者によるブレーキ
ペダル2の踏込力を増大させるマスタバック、3は該マ
スタバック1により増大された踏込力に応じたブレーキ
圧を発生するマスタシリンダであって、該マスタシリン
ダ3で発生したブレーキ圧は、最初自動制動装置の油圧
アクチュエータ部4に送給された後、アンチスキッドブ
レーキ装置(ABS)の油圧アクチュエータ部5を通し
て4車輪(図では1車輪のみ示す)の各ブレーキ装置6
に供給されるようになっている。
【0011】上記自動制動装置の油圧アクチュエータ部
4は、上記マスタシリンダ3とブレーキ装置6側との連
通を遮断するシャッターバルブ11と増圧バルブ12と
減圧バルブ13とを有しており、これら三つのバルブ1
1〜13はいずれも電磁式の2ポート2位置切換バルブ
からなる。上記増圧バルブ12とマスタシリンダ3との
間には、モータ駆動式の油ポンプ14と、該油ポンプ1
4から吐出される圧油を貯溜して一定圧に保持するため
のアキュムレータ15とが介設されている。そして、上
記シャッターバルブ11が開位置にあるときには、ブレ
ーキペダル2の踏込力に応じて各車輪のブレーキ装置6
で制動がかかる。一方、シャッターバルブ11が閉位置
にあるとき、増圧バルブ12を開位置に、減圧バルブ1
3を閉位置にそれぞれ切換えると、上記アキュムレータ
15からの圧油が各車輪のブレーキ装置6に供給されて
ブレーキ圧が増圧され、増圧バルブ12を閉位置に、減
圧バルブ13を開位置にそれぞれ切換えると、上記ブレ
ーキ装置6から圧油が戻されてブレーキ圧が減圧される
ようになっている。
【0012】また、上記ABSの油圧アクチュエータ部
5は、各車輪毎に設けられた3ポート2位置切換バルブ
21を有しており、ABS作動時には該バルブ21の切
換えにより各ブレーキ装置6に印加されるブレーキ圧を
制御して各車輪がロックしないようになっている。油圧
アクチュエータ部5の構成は詳述しないが、上記切換バ
ルブ21の他にモータ駆動式の油ポンプ22及びアキュ
ムレータ23,24等を備えている。各車輪のブレーキ
装置6は、車輪と一体的に回転するディスク26と、マ
スタシリンダ3側からブレーキ圧を受けて上記ディスク
26を挟持するキャリパ27とからなる。
【0013】一方、図2において、31は車体前部に設
けられる超音波レーダユニットであって、該超音波レー
ダユニット31は、図に詳示していないが、周知の如く
超音波を発信部から自車両の前方の車両等の障害物に向
けて発信するとともに、上記前方障害物に当たって反射
してくる反射波を受信部で受信する構成になっており、
このレーダユニット31からの信号を受ける演算部32
は、レーダ受信波の発信時点からの遅れ時間によって自
車両と前方障害物との間の距離及び相対速度を演算する
ようになっている。33及び34は車体前部の左右に各
々設けられる一対のレーダヘッドユニットであって、該
各レーダヘッドユニット33,34は、パルスレーザ光
を発信部から自車両の前方の障害物に向けて送信すると
ともに、上記前方障害物に当たって反射してくる反射光
を受信部で受信する構成になっており、上記演算部32
は、これらのレーダヘッドユニット33,34からの信
号を信号処理部35を通して受け、レーザ受信光の発信
時点からの遅れ時間によって自車両と前方障害物との間
の距離及び相対速度を演算するようになっている。そし
て、演算部32は、上記レーダヘッドユニット33,3
4の系統による距離及び相対速度の演算結果を優先し、
超音波レーダユニット31の系統による距離及び相対速
度の演算結果を補助的に用いるようになっており、ま
た、これらにより、自車両と前方障害物との間の距離及
び相対速度を検出する距離・相対速度検出手段36が構
成されている。
【0014】上記両レーダヘッドユニット33,34に
よるパルスレーザ光の送受信方向は、モータ37により
水平方向に変更可能に設けられており、上記モータ37
の作動は演算部32により制御される。38は上記モー
タ37の回転角からパルスレーザ光の送受信方向を検出
する角度センサであって、該角度センサ38の検出信号
は上記演算部32に入力され、該演算部32におけるレ
ーダヘッドユニット33,34の系統による距離及び相
対速度の演算にパルスレーザ光の送受信方向が加味され
るようになっている。
【0015】また、41は舵角を検出する舵角センサ、
42は自車速を検出する車速センサ、43は車両の前後
加速度(前後G)を検出する前後Gセンサ、44は路面
の摩擦係数(μ)を検出する路面μセンサであり、これ
ら各種センサ41〜44の検出信号は、いずれも制御部
45に入力される。46は車室内のインストルメントパ
ネルに設けられる警報表示ユニットであって、該警報表
示ユニット46には、上記制御部45から各々信号を受
ける警報ブザー47、距離表示部48及び警報灯49が
設けられている。
【0016】上記制御部45は、図3に示すように、上
記演算部32で求められた自車両と前方障害物との間の
距離及び相対速度等に基づいて自車両と前方障害物との
接触の可能性を判断する接触可能性判断部51と、該判
断部51の判断に従って自動制動装置の油圧アクチュエ
ータ部4、警報ブザー47及び警報灯49に対し各々作
動指令を出力する作動指令部52とを備えている。
【0017】上記接触可能性判断部51は、先ず、予め
記憶されている、図4に示すようなしきい値マップを用
いて、前方障害物との接触を回避するために急制動(フ
ル制動ともいう)をかけなければならない距離のしきい
値(急制動開始距離ともいう)L3 を算出する。次に、
上記しきい値L3 に各々所定距離を加算して、急制動の
前に緩制動をかける距離及び上記警報ブザー47により
警報を発する距離を算出する。ここで、急制動またはフ
ル制動とは、最大減速度(約0.8G)でブレーキをか
けることをいい、緩制動とは、最大減速度よりも低い減
速度(約0.3〜0.4G)でブレーキをかけることを
いう。また、緩制動をかける距離は、急制動をかける距
離よりも数倍長く設定されており、警報を発する距離
は、この緩制動をかける距離よりも長く設定されてい
る。
【0018】図4に示すしきい値マップにおいて、しき
い値線Aは、前方障害物としての前方車両がそれよりも
更に前方の障害物と接触して停車したときこの車両との
接触を回避するために必要な車間距離を示するものであ
り、相対速度V1 の大きさに拘らず常に、前方障害物が
停止物であるとき(つまり相対速度V1 が自車速v0と
同一のとき)と同じ値(数値式v02 /2μg)をと
る。しきい値線Bは前方車両がフル制動をかけたときこ
の車両との接触を回避するために必要な車間距離(数値
式V1 ・(2v0 −V1 )/2μg)を示し、しきい値
線Cは前方車両が減速度μ/2gの緩制動をかけたとき
この車両との接触を回避するために必要な車間距離を示
し、しきい値線Dは前方車両が一定車速を保ったときこ
の車両との接触を回避するために必要な車間距離(数値
式V12 /2μg)を示す。さらに、しきい値線Eは、
自車両が自動制動をかけても前方車両との接触を回避で
きないが、接触時の衝撃力を緩和できる車間距離を示
す。尚、しきい値線を横軸線上にとるとき(つまりしき
い値L3 を常に零とするとき)は、自動制動はかから
ず、これをキャンセルしたことになる。
【0019】そして、上記接触可能性判断部51は、上
記5種類のしきい値線A〜Eの中から、車両の運転状態
に応じて一つのしきい値線を選択し、このしきい値線に
おいて、自車両と前方障害物(前方車両)との相対速度
V1 に対応するしきい値L3を算出する。例えば、自車
速v0 が高車速のときにはしきい値線Bを、自車速v0
が中車速のときにはしきい値Dを、自車速v0 が低車速
のときにはしきい値線Eをそれぞれ選択することによ
り、車速が高い程接触の可能性のしきい値L3 を大きい
値に変更する。
【0020】自車両と前方障害物との間の距離が警報を
発する距離になったときには、上記作動指令部52から
警報ブザー47に作動指令信号が出力されて警報音が鳴
る。また、自車両と前方障害物との間の距離が更に近付
いて緩制動または急制動をかける距離になったときに
は、作動指令部52から油圧アクチュエータ部4に作動
指令信号が出力され、該油圧アクチュエータ部4が作動
して緩制動または急制動がかかるようになっている。
【0021】さらに、上記制御部45は、上記接触可能
性判断部51の判断に基づくアクチュエータ部4及び警
報ブザー47の作動制御つまり自動制動に対して規制を
加える規制手段53を備えており、該規制手段53に
は、アンチスキッドブレーキ装置のフェイル時を検出す
るABSフェイル時検出手段56からの検出信号と、4
輪操舵装置のフェイル時を検出する4WSフェイル時検
出手段57からの検出信号と、4輪駆動装置のフェイル
時を検出する4WDフェイル時検出手段58からの検出
信号とが入力される。アンチスキッドブレーキ装置、4
輪操舵装置及び4輪駆動装置は、図示していないが、い
ずれも車両の走行安全性に関与する装置として従来公知
のものであり、本実施例の場合、これらの装置が、自動
制動装置と共に車両に装備されている。また、これらの
装置のフェイル時検出手段56〜58は、いずれも各装
置の安全対策のために、各装置の制御部等に装備されて
いる。
【0022】次に、上記制御部45による自動制動の制
御を、図5及び図6に示すフローチャートに従って説明
する。
【0023】図5において、スタートした後、先ず始め
に、ステップS1 で図6に示す通信処理のサブルーチン
を実行する。その後、ステップS2 で自車両と前方障害
物との間の距離L0 等の各種信号を読込み、ステップS
3 で警報開始距離L1 、緩制動開始距離L2 及び急制動
開始距離L3 を上述の図4を用いた方法で求める。
【0024】続いて、ステップS4 で急制動禁止フラグ
Fが「1」であるか否かを判定し、その判定がYESの
ときには、ステップS5 で先に求めた警報開始距離L1
及び緩制動開始距離L2 に各々1以上の係数K1 ,K2
を積算し、それらの値を新たに警報開始距離L1 及び緩
制動開始距離L2 とした後、ステップS6 に移行する一
方、判定がNOのときには、そのままステップS6 に移
行する。
【0025】上記ステップS6 では自車両と前方障害物
との間の距離L0 が警報開始距離L1 よりも小さいか否
かを判定する。この判定がNOのときには、直ちにリタ
ーンする一方、判定がYESのときには、ステップS7
で警報ブザー47を作動させて警報を発する。続いて、
ステップS8 で急制動禁止フラグFが「1」であるか否
かを判定し、その判定がNOのときには、ステップS9
で自車両と前方障害物との間の距離L0 が急制動開始距
離L3 よりも小さいか否かを判定する。この判定がYE
Sのときには、ステップS10でアクチュエータ部4を作
動させて急制動をかけ、しかる後にリターンする。
【0026】一方、上記ステップS8 の判定がYESの
急制動禁止フラグF=1のとき、又は上記ステップS9
の判定がNOのときつまり自車両と前方障害物との間の
距離L0 が急制動開始距離L3 よりも大きいときには、
ステップS11で更に自車両と前方障害物との間の距離L
0 が緩制動開始距離L2 よりも小さいか否かを判定す
る。この判定がYESのときには、ステップS12でアク
チュエータ部4を作動させて緩制動をかけ、しかる後に
リターンする一方、判定がNOのときにはそのままリタ
ーンする。
【0027】図6に示す通信処理のサブルーチンにおい
ては、先ず始めに、ステップS21でABSフェイル時検
出手段56からの検出信号に基づいてアンチスキッドブ
レーキ装置(ABS)のフェイル時であるか否かを、ス
テップS22で4WDフェイル時検出手段58からの検出
信号に基づいて4輪駆動装置(4WD)のフェイル時で
あるか否かを、ステップS23で4WSフェイル時検出手
段57からの検出信号に基づいて4輪操舵装置(4W
S)のフェイル時であるか否かをそれぞれ判定する。こ
れらの判定がいずれもNOのときには、ステップS24で
4輪操舵装置の後輪舵角センサ(図示せず)からの信号
に基づいて後輪舵角θR が大きいか否かを判定し、その
判定がNOのときにはそのままリターンする。
【0028】上記ステップS21の判定がYESのABS
フェイル時にはステップS27へ移行する。上記ステップ
S22の判定がYESの4WDフェイル時には、ステップ
S25でそのフェイルが前後輪の差動を許容する中央差動
装置のデフロック固定であるか否かを判定し、その判定
がYESのときにステップS27へ移行する。上記ステッ
プS23の判定がYESの4WSフェイル時には、ステッ
プS26で後輪舵角θRが零であるか否かを判定し、その
判定がYESのときにステップS27へ移行する。また、
上記ステップS24の判定がYESとき、つまり後輪舵角
θR が大きいときにもステップS27へ移行する。
【0029】そして、上記ステップS27では現在自動制
動中であるか否かを判定する。この判定がYESのとき
には、そのままリターンする一方、判定がNOのときに
は、ステップS28で警報灯49を点灯させて警報を発
し、ステップS29で急制動禁止フラグFに「1」をセッ
トし、しかる後にリターンする。
【0030】一方、上記ステップS26の判定がNOのと
き、つまり後輪が左右いずれか一方に操舵された状態で
4WSがフェイルしたときには、ステップS30で現在自
動制動中であるか否かを判定し、その判定がYESのと
きには、そのままリターンする一方、判定がNOのとき
には、ステップS31で警報灯49を点灯させて警報を発
する。続いて、ステップS32で後輪舵角θR が右操舵状
態であるか否かを判定する。この判定がYESの右操舵
状態のときには、ステップS33で右車輪(右前輪及び右
後輪)の制動力を大きく、左車輪の制動力を小さく設定
する一方、判定がNOの左操舵状態のときには、ステッ
プS34で右車輪の制動力を小さく、左車輪の制動力を大
きく設定する。上記ステップS33又はS34で制動力を設
定した後、ステップS35でこの制動力による緩制動を行
う。続いて、ステップS36で運転者の意志による自動制
動キャンセルがあったか否かを判定し、そのキャンセル
があるときには、ステップS37でシステムダウンを行
い、制御を終了する。一方、キャンセルがないときには
ステップS26に戻る。
【0031】以上のようなフローチャートに従って自動
制動の制御が行われる場合、車両の走行安全性に関与す
る装置であるABS、4WD(特に中央差動装置のデフ
ロック固定)及び4WSのいずれかがフェイルしたとき
には、警報灯49が点灯して警報が発せられるととも
に、運転者の意志によらない自動制動のうちの急制動が
禁止されるので、この急制動により車両の走行状態が悪
化するのを未然に防止することができる。また、上記急
制動の禁止とは逆に、警報開始距離L1 及び緩制動開始
距離L2 が非フェイル時よりも長くなり、前方障害物に
近付くときには、早めに警報ブザー47が作動しかつ緩
制動もかかるので、前方障害物との接触を回避すること
ができる。
【0032】しかも、後輪が左右いずれか一方に操舵さ
れた状態で4WSがフェイルしたときに緩制動がかかる
場合には、左右の車輪(前輪及び後輪)のうち、操舵側
の車輪の制動力が大きく、他方の車輪の制動力が小さく
なるので、後輪の操舵による車両の旋回モーメントと上
記制動力の差異による車両の旋回モーメントとが互いに
打消し合って車両が直進走行するようになり、安全性を
確保することができる。
【0033】さらに、4WSとして特にヨーレートフィ
ードバック制御方式のものを用いた場合、ハンドル操舵
が少なくても、横風等などによる外乱もしくは路面摩擦
係数の低下等に起因して後輪が頻繁にかつ大きく操舵さ
れることがあるが、この後輪が大きく操舵されるとき
(θR 大のとき)には、ABS、4WD及び4WSのフ
ェイル時と同じく急制動が禁止されるので、急制動によ
る車両のスピンの発生を未然に防止することができる。
【0034】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、その他種々の変形例を包含するものである。
例えば、上記実施例では、いずれも、ABS、4WD及
び4WSのフェイル時に自動制動装置の作動を規制する
規制手段53を、これらの装置の制御部45ないし制御
ユニット257内に設けたが、この規制手段53の配設
個所はこれに限定されないのは言うまでもない。
【0035】また、上記実施例では、車両の走行安全性
に関与する装置としてABS、4WD及び4WSを共に
装備する場合について述べたが、本発明は、これらの装
置の一つ又は二つを自動制動装置と共に車両に装備する
場合、あるいはその他の車両の走行安全性に関与する装
置、例えば車両のサスペンション特性を変更可能なアク
ティブサスペンション装置(ACS)を自動制動装置と
共に車両に装備する場合等にも同様に適用することがで
きる。
【0036】さらに、上記実施例では、自動制動装置
が、自車両と前方障害物との接触回避のために自動制動
をかけるように構成されたものについて述べたが、この
自動制動装置は、これに限らず、自車両を所定の停止ラ
インで止めたり、また車速オーバの時所定の法定速度又
は安全速度になるまで自動的に減速するなど、危険状態
を回避するために自動制動かけるように構成されたもの
であっても、本発明を適用することができる。
【0037】
【発明の効果】以上の如く、本発明における車両の総合
制御装置によれば、車両の走行安全性に関与する第1の
装置がフェイルしたときには、第2の装置の作動が規制
され、運転者の意志によらずに自動制動のうちの急制動
の回避処置が自動的に行われて車両の走行状態が悪化す
るのを防止することができ、安全性の向上を図ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係わる自動制動装置の油
圧回路図である。
【図2】同自動制動装置のブロック構成図である。
【図3】制御部のブロック構成図である。
【図4】接触回避のしきい値を算出するためのマップを
示す図である。
【図5】自動制動制御のメインフローを示すフローチャ
ート図である。
【図6】同自動制動制御の通信処理のサブルーチンを示
すフローチャート図である。
【符号の説明】
53 規制手段 56 ABSフェイル時検出手段 57 4WSフェイル時検出手段 58 4WDフェイル時検出手段
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−275272(JP,A) 特開 平1−275271(JP,A) 特開 平4−39167(JP,A) 特開 平1−124008(JP,A) 特開 平4−252777(JP,A) 実開 平4−123758(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60T 7/12

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両の走行安全性に関与する第1の装置
    と、車両の危険状態を検出しその回避処置を自動的に採
    る第2の装置とを備えた車両において、 上記第1の装置のフェイル時を検出するフェイル時検出
    手段と、 該検出手段からの信号を受け、上記第1の装置のフェイ
    ル時上記第2の装置の作動を規制する規制手段とを備
    え、 上記第2の装置は、危険状態の回避処置として各車輪の
    ブレーキを自動的にかける自動制動装置であり、 上記自動制動装置は、その作動状態に最大減速度でブレ
    ーキをかける急制動と最大減速度よりも低い減速度でブ
    レーキをかける緩制動とを有しており、上記規制手段
    は、第1の装置のフェイル時上記急制動を禁止するよう
    に設けられている ことを特徴とする車両の総合制御装
    置。
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