JP3651355B2

JP3651355B2 - 車両減速度制御装置

Info

Publication number: JP3651355B2
Application number: JP2000108295A
Authority: JP
Inventors: 景一西山; 国仁佐藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-12-16
Filing date: 2000-04-10
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2020-04-10
Also published as: US20010004028A1; DE10062652A1; US6554089B2; JP2001233085A; DE10062652B4

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に減速度を付加する車両減速度制御装置に関し、特に、アクセル操作状態を検出して操作状態に応じて車両に減速度を付加する車両減速度制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から運転者がアクセルペダルの踏み込みを解除した際に制動力を作動させて車両に減速度を付加する減速度制御装置が提案されている。特開平９−９５２２２号公報で開示されている技術はそのうちの一つであり、アクセルペダルが減速域にある場合には、減速度制御装置を介して主ブレーキ系に制動力を付加するものである。
【０００３】
このような減速度制御装置を付加することにより、車両を緩やかに加減速する際に、ブレーキペダルを頻繁に操作する必要がなく、減速応答性を高め、イージードライブを実現できると記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の減速度制御装置では、道路の交通状況を考慮した減速度制御は行われていない。しかしながら、交通量が少ない場合には、減速度を大きくする必要性は乏しく、減速度が大きいと運転者は違和感を感じることがある。一方、交通量が多い場合には、減速度が小さいと運転者はブレーキを頻繁に操作する必要があり、減速度を高めて減速応答性を向上させる必要がある。
【０００５】
そこで、本発明は、交通状況に応じて適切な減速度を付加することのできる車両減速度制御装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る車両減速度制御装置は、アクセル操作状態検出手段によりアクセル操作状態を検出し、アクセル操作状態が戻し操作状態であると判定した場合には減速度付加手段を制御して車両に減速度を付加する車両減速度制御装置において、アクセル操作状態検出手段の検出結果から、アクセル操作頻度を基にして先行車との車間距離を判定し、車間距離が長い場合には車間距離が短い場合に比べて減速度付加手段で付加する減速度を小さく制御することを特徴とする。
本発明者は、同一運転者でも車間距離が短くなるほどアクセル操作頻度が頻繁になることを見出した。つまり、アクセル操作頻度を基にして車間距離を推定することが可能であり、これによれば、車間距離検出手段を設ける必要がなく、装置構成を簡略化できる。
【０００７】
本発明によれば、先行車との車間距離を判定して、車間距離に応じて付加する減速度を制御するので、先行車との車間距離が長い場合は、減速度を小さく抑えて過度の減速度が発生するのを防ぐ。一方、先行車との車間距離が短い場合には、積極的に減速度を付加することで頻繁なブレーキ操作を要することなく車両の減速を行い、適切な車間距離を維持することが可能である。
【００１２】
また、減速度付加手段で付加する減速度をアクセル操作状態検出手段により検出したアクセル操作位置に応じて設定することが好ましい。さらに、アクセル操作位置に応じて減速度を可変することで運転者の意図に沿った減速度が付与される。
【００１３】
この減速度付加手段は、制動力を制御することにより減速度を付加することが好ましい。ブレーキ操作力に対して制動力を補助する機構を用いている場合には、簡単な変更で本発明が実現できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。
【００１５】
図１は、本発明に係る減速度制御装置の減速度制御系統の構成を示す図であり、図２は、本発明に係る減速度制御装置を搭載した車両の制動系の構成を示す図である。
【００１６】
まず、図２を参照して車両の制動系の構成から説明する。この車両は、前輪ＦＲおよびＦＬと後輪ＲＲおよびＲＬのそれぞれに車輪制動用のホイルシリンダ２５〜２８が設けられており、これによって車両の制動を行う構成となっている。
【００１７】
そして、この制動系を操作するためのブレーキペダル１０は、マスタシリンダ１１のピストン軸に接続されている。ブレーキペダル１０には、ブレーキペダルの操作状態を検出するブレーキ圧センサが接続されている。マスタシリンダ１１には、さらにブレーキペダル１０と反対側にストロークシミュレータ１５が接続され、ブレーキペダル１０の操作に対して適度な反発力を発生させる。
【００１８】
このマスタシリンダ１１から延びる２つの作動液ラインは、それぞれソレノイド弁１２、１３を介して右前輪ＦＲと左前輪ＦＬのそれぞれのホイルシリンダ２５、２６に接続されている。このマスタシリンダ１１からソレノイド弁１２（１３）に至る経路には、マスタ圧センサ３８（３９）が配置されている。
【００１９】
一方、リザーバタンク１６から延びる作動液ラインは、モータ１８により駆動されるポンプ１７に接続され、ポンプ１７から延びる作動液ラインは、各リニア弁２１ａ〜２４ａを介して各車輪のホイルシリンダ２５〜２８へと接続されている。ポンプ１７と各リニア弁２１ａ〜２４ａへの分岐部との間には圧力センサ３１とアキュムレータ１９とが配置されている。また、各ホイルシリンダ２５〜２８からリザーバタンク１６へと戻る作動液ラインには、減圧弁２１ｂ〜２４ｂがそれぞれ接続されている。各ホイルシリンダ２５〜２８には、ホイルシリンダ圧センサ３２〜３５がそれぞれ取り付けられている。
【００２０】
本発明に係る車両減速度制御装置の制御部を構成する減速度制御ユニット１００には、アクセル開度センサ４２、ブレーキストロークセンサ４０、車速センサ４４、エンジン回転数センサ４６、シフトセンサ４８、車間距離センサ５０、ホイルシリンダ圧センサ３２〜３５、圧力センサ３１、マスタ圧センサ３８、３９の各出力信号が供給される。
【００２１】
さらに、減速度制御ユニット１００は、減速度制御の際に用いるテーブルや定数などを格納しておくメモリユニット１２０を有し、各ホイルシリンダ２５〜２８に接続されるリニア弁２１ａ〜２４ａと減圧弁２１ｂ〜２４ｂ並びにソレノイド弁１２、１３をそれぞれ制御する。
【００２２】
ここで、この制動系の制動時の動作について説明する。ここで、リザーブタンク１６から送られる作動液は、ポンプ１７の下流側配管内では、所定の圧力に昇圧保持されており、アキュムレータ１９はこの圧力を維持する役目を果たす。そして、圧力センサ３１で検出した作動液の液圧がこの所定圧力を下回っているときはポンプ１７をモータ１８で駆動することによりこの下流側配管内の作動液をこの所定圧力まで昇圧する。ブレーキペダル１０が踏み込まれると、マスタシリンダ１１のピストン軸が押されて、操作量に応じた液圧（マスタ圧）が発生する。正常時には、ソレノイド弁１２、１３は遮断状態にあり、マスタ圧が直接右前輪ＦＲのホイルシリンダ２５と左前輪ＦＬのホイルシリンダ２６に伝達されることはない。マスタシリンダ１１の操作量はマスタ圧センサ３８、３９によって検出され、その操作量に応じて減速度制御ユニット１００が各ホイールシリンダ２５〜２８へと付加すべき液圧（ホイルシリンダ圧）を演算する。そして、各リニア弁２１ａ〜２４ａ、減圧弁２１ｂ〜２４ｂの動作を制御することにより、各ホイルシリンダ２５〜２８へと伝達されるホイルシリンダ圧を（ホイルシリンダ圧センサ３２〜３５で計測）が求めたホイルシリンダ圧となるよう調整する。このように、各ホイルシリンダ２５〜２８に伝達されるホイルシリンダ圧を独立に制御することで、各車輪に印加される制動力を独立して制御することが可能である。
【００２３】
制動系統の異常時には、各ソレノイド弁１２、１３を導通状態として、マスタシリンダ１１のマスタ圧をソレノイド弁１２、１３を介して右前輪ＦＲのホイルシリンダ２５、左前輪ＦＬのホイルシリンダ２６へとそれぞれ伝達して両前輪ＦＲ及びＦＬの制動を行う。
【００２４】
本発明に係る減速度制御装置は、さらに、踏み込んだアクセルペダルが戻される際に、制動力を付加して減速度を発生させて自動変速機搭載車両で不足しがちなエンジンブレーキ効果を補助する減速度制御を行う。以下、これをエンジンブレーキアシスト制御と呼ぶ。
【００２５】
具体的には、減速度制御ユニット１００は、アクセルペダルに取り付けられたアクセル開度センサ４２の出力信号に基づいて、アクセルペダルの操作状態を監視している。踏み込まれていたアクセルペダルが戻されると、図示していないエンジン制御ユニットが燃料、空気の供給を削減して、エンジン回転数を減少せしめ、この抵抗により制動力が生ずるエンジンブレーキ効果が発生する。このとき、アクセルペダルが図３に示される燃料遮断位置（フューエルカット位置、アクセル開度θ₀）より全閉位置側（アクセル開度０）へと戻された場合は、減速度制御ユニット１００は、戻し操作状態であると判定して、各リニア弁２１ａ〜２４ａ及び減圧弁２１ｂ〜２４ｂを制御して各車輪のホイルシリンダ２５〜２８に作用する液圧を調整して所定の制動力（アシスト制動力）を付加し、車両を減速させる。中高速領域では、アクセルペダルが燃料遮断位置より全閉位置側へと戻された時点で、エンジン制御ユニットがエンジンへの燃料供給を遮断してさらに大きな減速度を得る。
【００２６】
車間距離センサ５０から得られた前車との距離情報を基にしてこのアシスト制動力を可変する制御を行うことが可能である。なお、車間距離センサ５０としては、レーザーレーダ、ミリ波センサなどを好適に用いることができる。この場合、付与するアシスト制動力をＦａはその時のアクセル開度をθとすると、
Ｆａ＝Ｋ（θ_０−θ） …（１）
で表せる（ただし、θ≦θ_０）。Ｋは車間距離に応じて定まる係数であり、例えば図４に示されるように設定される。すなわち、車間距離がｌａ以下の時には最大値Ｋ_２をとり、車間距離がｌａからｌｃのときには車間距離が増大するほど単調減少し（例えば、車間距離ｌｂのときにＫ_１）、車間距離ｌｃ以上のときは０に設定される。図５はこのようにして求められるアシスト制動力を示したものである。車間距離が短いほどアシスト制動力が強く設定される。
【００２７】
これにより、車間距離が詰まっているときには、強いアシスト制動力が働くので、アクセルペダルを戻す操作をするだけで、大きく減速することができ、車間距離を大きくすることができる。一方、車間距離が空いているときには、アクセルペダルを戻しても発生するアシスト制動力は弱いか、全くないため、運転者が意図しない減速度が発生することがない。このように、交通状況に応じてアシスト制動力を調整することにより、車間距離が短い場合には、頻繁なブレーキ操作を行う必要がなく、車間距離が長い場合には、意図しない減速度の発生を抑制することができ、ドライバビリティーが向上する。
【００２８】
本発明に係る減速度制御装置においては、車間距離を直接測定する代わりにアクセルペダルの操作状態を基にして車間距離の推定を行うことを特徴とする。このため、図１に示される構成中で車間距離センサ５０は省略可能である。
【００２９】
本発明者は、様々な運転者について、前車の有無の違いによるアクセル操作状態の違いを調べた。図６〜図９は、その調査結果を示すグラフである。図６、図７は、アクセル操作が滑らかな運転者の前車が無いときと有るときの、図８、図９は、アクセル操作が粗い運転者の前車が無いときと有るときのアクセル操作状態をそれぞれ示している。
【００３０】
いずれの運転者でも前車が存在するときは、前車との車間距離調整のために前車が存在しないときに比べてアクセルペダル操作が頻繁になる点は共通している。そして、アクセル操作が粗い運転者の場合は、前者の有無に関らずアクセル開度が頻繁に０にまで達する。これに対して、アクセル操作の滑らかな運転者の場合は、前車が存在するときでもアクセル開度を０にまで戻す操作を行うことはない。
【００３１】
図１０〜図１３は、図６〜図９に示されるアクセル操作の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）分析結果をそれぞれ示すグラフである。同じ運転者では前車が有るほうが、前車の条件が同じならばアクセル操作の粗い運転者のほうが高周波成分が多く存在していることが分かった。これらの結果からアクセル操作状態が滑らかか粗いか、前車の有無によって図１４に示されるように、４つのゾーンに区分されることが分かった。ゾーンＡは、図６、図１０に示されるアクセル操作が滑らかで前車がない、つまり前車との距離が１００ｍ以上ある状態のアクセル操作のＦＦＴ分析結果が入るゾーンである。同様に、ゾーンＢは、図７、図１１に示されるアクセル操作が滑らかで前車がある、つまり前車との距離が１００ｍ未満である状態のアクセル操作のＦＦＴ分析結果が入るゾーンである。ゾーンＣは、図８、図１２に示されるアクセル操作が粗く前車がない状態のアクセル操作のＦＦＴ分析結果が入るゾーンである。そして、ゾーンＤは、図９、図１３に示されるアクセル操作が粗く前車のある状態のアクセル操作のＦＦＴ分析結果が入るゾーンである。つまり、アクセル操作状態のＦＦＴ分析結果がどのゾーンに入るかによって運転者のアクセル操作状態が滑らかなものであるか、粗いものであるか、前車があるかないかを推定することが可能となる。
【００３２】
本実施形態での制御動作を説明すると、減速度制御ユニット１００は、アクセル開度センサ４２の出力を監視し、ＦＦＴ分析を行うことにより、アクセル操作状態のＦＦＴ分析結果が図１４のどのゾーンに入っているかを判定する。そして、ゾーンＡ、ゾーンＣに入っている場合には、（１）式の定数Ｋを小さく設定して、アシスト制動力を決定する。一方、ゾーンＢ、ゾーンＤに入っている場合には、（１）式の定数Ｋを大きく設定して、アシスト制動力を決定する。
【００３３】
本実施形態では、車間距離を直接測定しているわけではなく、アクセルペダル操作から推定しているため、その推定精度は高くない。そのため、定数Ｋを変更する際には徐々に変更していくこととし、変更する範囲も車間距離を直接測定する場合より狭い範囲で変更することが好ましい。さらに、アクセル操作が滑らかか、粗いかによってＫ値の設定を変えてもよい。
【００３４】
本実施形態でも、交通状況に応じてアシスト制動力を調整することにより、車間距離が短い場合には、頻繁なブレーキ操作を行う必要がなく、車間距離が長い場合には、意図しない減速度の発生を抑制することができ、ドライバビリティーが向上する。さらに、車間距離センサが不要な分、精度は落ちるものの、コストダウンが図れる利点が有る。
【００４２】
以上の説明では、制動系を直接制御して減速度を与える実施形態について説明してきたが、駆動系に作用して減速度を与える構成としてもよい。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、交通状態に応じて付与するアシスト減速度を調整することにより、頻繁なブレーキ操作や意図しない減速度の発生を抑制することができ、ドライバビリティが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る減速度制御装置の構成を示す図である。
【図２】本発明に係る減速度制御装置を搭載した車両の制動系の構成を示す図である。
【図３】アクセルペダル開度を説明する図である。
【図４】アシスト制動力設定における定数Ｋと車間距離の関係を示すグラフである。
【図５】アクセル開度とアシスト制動力の関係を示すグラフである。
【図６】アクセル操作が滑らかな運転者の前車がないときのアクセル操作状態を示す図である。
【図７】アクセル操作が滑らかな運転者の前車があるときのアクセル操作状態を示す図である。
【図８】アクセル操作が粗い運転者の前車がないときのアクセル操作状態を示す図である。
【図９】アクセル操作が粗い運転者の前車があるときのアクセル操作状態を示す図である。
【図１０】図６の操作状態のＦＦＴ分析結果を示す図である。
【図１１】図７の操作状態のＦＦＴ分析結果を示す図である。
【図１２】図８の操作状態のＦＦＴ分析結果を示す図である。
【図１３】図９の操作状態のＦＦＴ分析結果を示す図である。
【図１４】ＦＦＴ分析結果からアクセル操作状態を分析してゾーン分けした図である。
【符号の説明】
１０…ブレーキペダル、１１…マスタシリンダ、１６…リザーバタンク、１７…ポンプ、１９…アキュムレータ、２１ａ〜２４ａ…リニア弁、２１ｂ〜２４ｂ…減圧弁、２５〜２８…ホイルシリンダ、３１…ブレーキ圧センサ、３２〜３５…ホイルシリンダ圧センサ、４２…アクセル開度センサ、５０…車間距離センサ、１００…減速度制御ユニット、１２０…メモリユニット。

Claims

運転者のアクセル操作状態を検出するアクセル操作状態検出手段と、車両に減速度を付加する減速度付加手段と、前記アクセル操作状態検出手段の検出結果によりアクセル操作が戻し操作状態であると判定した場合に前記減速度付加手段を制御して減速度付加を行う制御部とを備える車両減速度制御装置において、
前記制御部は、前記アクセル操作状態検出手段の検出結果から、アクセル操作頻度を基にして先行車との車間距離を判定し、車間距離が長い場合には車間距離が短い場合に比べて前記減速度付加手段で付加する減速度を小さく制御することを特徴とする車両減速度制御装置。
前記制御部は、前記減速度付加手段で付加する減速度を前記アクセル操作状態検出手段により検出したアクセル操作位置に応じて調整する請求項１記載の車両減速度制御装置。
前記減速度付加手段は、制動力を制御することにより前記車両に減速度を付加する請求項１または２のいずれかに記載の車両減速度制御装置。