JP4046001B2

JP4046001B2 - 車両用制動力発生装置

Info

Publication number: JP4046001B2
Application number: JP2003113296A
Authority: JP
Inventors: 悟矢作; 憲一渡辺
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-04-17
Filing date: 2003-04-17
Publication date: 2008-02-13
Anticipated expiration: 2023-04-17
Also published as: JP2004314850A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、運転者の制動操作に係らず車両に制動力を発生可能な車両用制動力発生装置に関するもので、特に車両がエンジンをかけた状態で牽引される場合に有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の車両用制動力発生装置として、例えばレーザレーダで検出する先行車両との車間距離が短くなったときに、自車両に自動ブレーキを作動させ、そのブレーキ力を先行車両との相対速度及び車間距離に応じて算出するように構成された自動車の走行制御装置がある（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−６５２９７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に記載された従来例にあっては、例えばパワーステアリングの作動を維持する等の目的で、エンジンをかけた状態で自車両を牽引したとすると、牽引ロープが短いために牽引車両との車間距離を十分に確保できなかったり、或いはレーザレーダが牽引ロープやこの牽引ロープに取付けられた旗を検出したりすることで自動ブレーキが作動してしまう可能性があり、牽引に支障を来す虞があるという未解決の課題がある。
【０００５】
そこで、本発明は上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、車両がエンジンをかけた状態で牽引される場合、牽引に支障を来すことのない車両用制動力発生装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る車両用制動力発生装置は、運転者の制動操作に係らず制動力を発生可能な制動力発生手段を備え、自車両と前方物体との相対関係に応じて制動力発生手段による制動力の発生を制御するものであって、自車両が牽引されているか否かを判断し、自車両が牽引されていると判断されるときには、制動力発生手段に発生させる制動力を制限することを特徴としている。また、運転者によって操作される変速操作手段の選択位置がニュートラルにある状態で、自車速が零から増加し、且つ所定値まで増加したときに、自車両が牽引されていると判断する。
【０００７】
【発明の効果】
本発明に係る車両用制動力発生装置によれば、自車両が牽引されているか否かを判断し、自車両が牽引されていると判断されるときには、制動力発生手段に発生させる制動力を制限するように構成されているので、牽引に支障を来すことがないという効果が得られる。また、運転者によって操作される変速操作手段の選択位置がニュートラルにある状態で、自車速が零から増加し、且つ所定値まで増加したときに、自車両が牽引されていると判断することで、正確に判断することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施形態を示すブロック図である。図中、距離センサ１は、例えば車体前面グリル内に配設され、車両前方にレーザ光を発して、車両前方の先行車両等の前方物体からの反射光を受光するレーダー方式の検出器であり、自車両と前方物体との距離Ｄ及び相対速度Ｖｒを検出する。この相対速度Ｖｒは、距離Ｄを微分して求めるか、或いは距離Ｄをバンドパスフィルタ処理することにより求める。なお、距離センサ１には、レーザ光を利用する場合に限らず、電波や超音波を利用して前方物体までの距離を検出して相対速度を演算したり、ドップラーレーダを使用したりしてもよい。
【０００９】
また、車速センサ２は、例えば変速機（図示省略）における出力軸の回転速度に応じて自車速Ｖを検出し、インヒビタスイッチ３は、運転者により操作されるセレクトレバー（図示省略）の選択位置を検出し、ハザードスイッチ４は、ハザードランプ（図示省略）の作動状態を検出する。
そして、コントローラ５は、例えばマイクロコンピュータで構成されており、距離Ｄ及び相対速度Ｖｒと、自車速Ｖと、セレクトレバーの選択位置と、ハザードランプの作動状態とを入力して、後述する図２及び図３の制動制御処理を実行し、ブレーキアクチュエータ６に対する制動指令の出力を制御する。
【００１０】
このブレーキアクチュエータ６は、運転者のブレーキ操作に係らずコントローラ５からの制動指令が入力されると、比較的大きな制動力Ｐ₁を断続的に発生するように構成されている。
次に、コントローラ５で実行する制動制御処理を図２及び図３のフローチャートに従って説明する。
【００１１】
先ず、図２のステップＳ１で、各種センサ及びスイッチからのデータを読込む。具体的には、距離センサ１で検出した自車両と前方物体との距離Ｄ及び相対速度Ｖｒと、車速センサ２で検出した自車速Ｖと、インヒビタスイッチ３で検出したセレクトレバーの選択位置と、ハザードスイッチ４で検出したハザードランプの作動状態とを読込み、続くステップＳ２に移行する。
【００１２】
ステップＳ２では、後述する図３の牽引判断処理を実行して、自車両が牽引されているか否かを表す牽引フラグＦ_Tを設定し、続いて移行するステップＳ３では、牽引フラグＦ_Tが“０”にリセットされているか否かを判定し、判定結果がＦ_T＝０であるときには、自車両は牽引されていないと判断してステップＳ４に移行する。
【００１３】
ステップＳ４では、前記ステップＳ１で読込んだ距離Ｄ及び相対速度Ｖｒに基づいて、制動の要否を判定する。この判定基準は、次のように設定される。
例えば、図４に示すように、自車両が前方を走行する先行車両に対して、車間距離Ｄ及び相対速度Ｖｒで接近しているとすると、車間距離Ｄが０（零）となる前に、自車両における左端の点Ａが、先行車両の車幅Ｗ分だけ横方向に移動すれば、先行車両との接触を回避することが可能である。このとき、自車両が横加速度αｘで横方向に移動すると、車幅Ｗ分の移動に要する時間Ｔｘは、下記（１）式で演算できる。
Ｔｘ＝（２Ｗ／αｘ）^1/2 ・・・・・・（１）
従って、運転者によるステアリング操作で接触を回避するには、車間距離Ｄと相対速度Ｖｒとの関係が下記（２）式となればよい。
Ｄ＞Ｔｘ・Ｖｒ・・・・・・（２）
また、車間距離Ｄが０（零）となる前に、相対速度Ｖｒが０（零）以下となるように減速すれば、先行車両との接触を回避することが可能である。このとき、自車両が減速度αｙで減速すると、運転者によるブレーキ操作で接触を回避するには、車間距離Ｄと相対速度Ｖｒとの関係が下記（３）式となればよい。
【００１４】
Ｄ＞Ｖｒ²／２αｙ・・・・・・（３）
ここで、横加速度αｘを５［ｍ／ｓ²］、減速度αｙを８［ｍ／ｓ²］とすると、距離Ｄと相対速度Ｖｒとの関係から、図５に示すように、ステアリング操作で回避可能な境界線（点線図示）、及びブレーキ操作で回避可能な境界線（実線図示）が定まる。その結果、運転者によるステアリング操作、又はブレーキ操作の何れかで、障害物との接触を回避可能な領域（スマッジング図示）が定まるので、車間距離Ｄと相対速度Ｖｒとが、この領域から遠ざかるほど障害物との接触回避が困難となる。
【００１５】
したがって、ステップＳ４では、前記ステップＳ１で読込んだ距離Ｄ及び相対速度Ｖｒの関係が、Ｄ≦Ｔｘ・Ｖｒで、且つＤ≦Ｖｒ²／２αｙであるか否かを判定する。この判定結果がＤ＞Ｔｘ・Ｖｒ、又はＤ＞Ｖｒ²／２αｙであるときには、運転者によるステアリング操作、又はブレーキ操作で障害物との接触回避が可能であり、制動は不要であると判断してステップＳ５に移行し、ブレーキアクチュエータ６への制動指令を出力停止状態に制御して、前記ステップＳ１に戻る。一方、判定結果がＤ≦Ｔｘ・Ｖｒ、且つＤ≦Ｖｒ²／２αｙであるときには、運転者によるステアリング操作やブレーキ操作では、障害物との接触回避が困難なため、制動が必要であると判断してステップＳ６に移行し、ブレーキアクチュエータ６に対する制動指令を出力して、前記ステップＳ１に戻る。また、前記ステップＳ３の判定結果がＦ_T＝１であるときには、自車両は牽引されており自車両の制動は不要であると判断して前記ステップＳ５に移行する。
【００１６】
そして、図３の牽引判断処理では、先ずステップＳ２０で、セレクトレバーがニュートラル位置のＮレンジに設定されているか否かを判定し、Ｎレンジ以外のレンジ（Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｄレンジ等）に設定されているときには、自車両は牽引されていないと判断し、ステップＳ２１に移行してから前述した牽引フラグＦ_Tを、自車両が牽引されていない旨を示す“０”にリセットしてこの牽引判断処理を終了する。一方、Ｎレンジが選択されているときには、ステップＳ２２に移行する。
【００１７】
ステップＳ２２では、自車速Ｖが０（零）から増加して低速域の所定値Ｖ₁（例えば、時速１５ｋｍ）を超えたか否かを判定し、この判定結果がＶ＜Ｖ₁である、又はＶ≧Ｖ₁であっても０（零）から増加していないときには、自車両が牽引されていない可能性は高いと判断して前記ステップＳ２１に移行する。一方、自車速Ｖが０（零）から増加して所定値Ｖ₁を超えているときには、自車両が牽引されている可能性があると判断してステップＳ２３に移行する。
【００１８】
ステップＳ２３では、前方物体との相対速度の絶対値｜Ｖｒ｜が０（零）近傍の所定値Ｖ₂未満であるか否かを判定し、この判定結果が｜Ｖｒ｜≧Ｖ₂であるときには、自車両は牽引されていない可能性があると判断して前記ステップＳ２１に移行する。一方、判定結果が｜Ｖｒ｜＜Ｖ₂であるときには、前方物体と略一定の速度を維持しており自車両が牽引されている可能性が高いと判断してステップＳ２４に移行する。
【００１９】
ステップＳ２４では、ハザードランプが作動しているか否かを判定し、ハザードランプが非作動状態であるときには、自車両は牽引されていない可能性があると判断して前記ステップＳ２１に移行する。一方、ハザードランプが作動状態にあるときには、自車両が牽引されていると判断し、ステップＳ２５に移行してから前述した牽引フラグＦ_Tを、自車両が牽引されている旨を示す“１”にセットしてこの牽引判断処理を終了する。
【００２０】
ここで、図１のブレーキアクチュエータ６が制動力発生手段に対応し、図２のステップＳ２（図３の牽引判断処理）及びＳ３の処理が牽引判断手段に対応し、図２のステップＳ５の処理が制動力制限手段に対応し、図２のステップＳ４〜Ｓ６の処理が制動制御手段に対応している。また、図１の車速センサ２が車速検出手段に対応し、インヒビタスイッチ３が選択位置検出手段に対応し、距離センサ１が相対速度検出手段に対応している。
【００２１】
次に、上記一実施形態の動作について説明する。
今、自車両が先行車両の後方を走行しているとする。このとき、自車両ではドライブレンジが選択されて牽引フラグＦ_Tが“０”にリセットされるので、通常の制動制御処理が実行され、車間距離Ｄ、及び相対速度Ｖｒに基づいて、制動の要否を判定する（ステップＳ４）。すなわち、車間距離Ｄと相対速度Ｖｒとの関係が、ステアリング操作、又はブレーキ操作により接触回避が可能となる領域内にあるかを判定する。
【００２２】
ここで、自車両が、概ね一定の速度で走行した先行車に対して理想的な車間距離を維持して走行しているときには、車間距離Ｄと相対速度Ｖｒとの関係が、Ｄ＞Ｔｘ・Ｖｒ、又はＤ＞Ｖｒ²／２αｙとなるので、制動不要と判定され、ブレーキアクチュエータ６に対する制動指令は停止状態に制御される（ステップＳ５）。
【００２３】
その後、先行車両の減速等で車間距離Ｄが減少し、相対速度Ｖｒが増加してくると、ステアリング操作、又はブレーキ操作による接触回避が、次第に困難となる。そして、車間距離Ｄと相対速度Ｖｒとの関係が、Ｄ≦Ｔｘ・Ｖｒ、且つＤ≦Ｖｒ²／２αｙとなるときに、制動が必要であると判定され、ブレーキアクチュエータ６に制動指令が出力される（ステップＳ６）。ブレーキアクチュエータ６は、コントローラ５から出力された制動指令に応じて比較的大きな制動力Ｐ₁を断続的に発生させて車両を減速させることにより、先行車両との接触を回避したり、或いは接触速度を低減させたりする。この自車両の減速で、再び先行車両との接触を回避できると判断されれば、ブレーキアクチュエータ６に対する制動指令の出力停止状態に復帰する。
【００２４】
ところで、上記のように通常の制動制御を行っていた状態から、例えばパワーステアリングの作動を維持する等の目的で、エンジンをかけた状態で自車両を牽引したとする。このとき、牽引ロープが短いために牽引車両との車間距離を十分に確保できなかったり、或いは距離センサ１が牽引ロープやこの牽引ロープに取付けられた旗等を検出したりすることで自動ブレーキが作動してしまう可能性があり、牽引車両に余分な負荷をかけてしまう虞がある。そこで、自車両が牽引されるときには（ステップＳ３の判定が“No”）、牽引車両に余分な負荷をかけないようにブレーキアクチュエータ６によって発生する制動力を解除する。
【００２５】
一般に、車両が牽引される場合には、セレクトレバーがＮレンジに設定された状態で、車速が０（零）から増加し始めてある程度の車速まで増加し、また牽引車両との相対速度或いは牽引ロープや旗との相対速度が０（零）近傍の値を維持し、更にハザードランプが点灯される。したがって、これらの条件を全て満たすか否かを判定することにより、自車両が牽引されているか否かを正確に判断することができる。
【００２６】
このように、上記一実施形態によれば、自車両が牽引されているか否かを判断し、自車両が牽引されていると判断されるときには、ブレーキアクチュエータ６によって発生し得る制動力を解除するように構成されているので、牽引車両に余分な負荷をかけることがなく、スムーズな牽引を行うことができる。また、急な制動力や大きな制動力が自動的に作用することがないので、牽引ロープや牽引フック等の破損も防止することができる。
【００２７】
なお、上記一実施形態では、自車両の減速を要する減速対象物を検出したときに制動力を発生させる所謂自動ブレーキ装置に本発明を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば先行車両に追従走行する追従走行制御装置、定速走行するクルーズコントロール、或いは自車両にヨーモーメントが発生するように各車輪の制動力を制御して車線からの逸脱防止を図る車線逸脱防止装置やレーンキープ装置、更には加速時のホイールスピンを防ぐＴＣＳや車両挙動を制御する所謂スタビリティコントロール（ＶＤＣ）等に本発明を適用してもよい。要は、運転者の制動操作に係らず自車両に制動力を発生させるものであれば如何なる装置にも適用することができる。
【００２８】
また、上記一実施形態では、ブレーキアクチュエータ６を用いて自車両に制動力を発生させる場合について説明しているが、このブレーキアクチュエータ６は、一般的な油圧式摩擦ブレーキに限らず、電動アクチュエータによって摩擦材をディスクロータに押圧して制動力を発生させる電動ブレーキ、或いは電気的に制動作用を得る回生ブレーキや発電ブレーキを用いてもよい。また、エンジンにおけるバルブタイミングの変更や、変速比の変更によって制動作用を得るエンジンブレーキを用いてもよいし、更には空気抵抗ブレーキを用いてもよい。要は、自車両に制動力を付与するものであれば任意の手段を用いることができる。
【００２９】
さらに、上記一実施形態では、自車両が牽引されているか否かを判断し、自車両が牽引されていると判断されるときには、ブレーキアクチュエータ６が発生させる制動力を解除する場合について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば自車両が牽引されている可能性を段階的に判断し、この段階的な判断結果に基づいてブレーキアクチュエータ６が発生させる制動力を制限してもよく、この場合には一定の制動力Ｐ₁に係数Ｋ（０≦Ｋ≦１）を乗じ、牽引されている可能性が高くなるほど、この係数Ｋの値を小さくしてブレーキアクチュエータ６で発生させる制動力が小さくなるようにすればよい。
【００３０】
なお、上記一実施形態においては、距離センサ１を用いて前方物体との相対速度Ｖｒを検出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えばＣＣＤカメラ等で自車両の前方を撮像した画像から、前方物体までの距離Ｄ及び相対速度Ｖｒを算出してもよい。
また、上記一実施形態では、セレクトレバーの選択位置と自車速Ｖ、前方物体との相対速度Ｖｒ、及びハザードランプの作動状態に基づいて、自車両が牽引されているか否かを判断する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、このうちハザードランプの作動状態を判定するステップＳ２４の処理や、相対速度Ｖｒの絶対値が所定値Ｖ₂未満であるか否かを判定するステップＳ２３の処理は省略してもよい。
【００３１】
さらに、上記一実施形態では、ブレーキアクチュエータ６が一定の制動力Ｐ₁を発生する構成について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、接触回避可能な範囲からの逸脱度合に応じて制動指令を算出し、出力するようにしてもよい。
さらにまた、上記一実施形態では、エンジンを回転駆動源とする車両について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、回転駆動源に電気モータを使用した電気自動車にも適用することができ、要は、回転駆動源の出力トルクを制御することができればよい。
【００３２】
以上のように、上記一実施形態によれば、自車両が牽引されているときには、自車両と前方物体との相対関係に応じて、ブレーキアクチュエータ６が発生する制動力Ｐ₁を制限するように構成されているので、牽引に支障を来すことがないという効果が得られる。
また、セレクトレバーの選択位置がニュートラル位置にある状態で、自車速が零から所定値Ｖ₁まで増加したときに、自車両が牽引されていると判断するように構成されているので、自車両の牽引状態を正確に判断できるという効果が得られる。
【００３３】
また、前方物体との相対速度Ｖｒの絶対値が零近傍の所定値Ｖ₂未満であるときに、自車両が牽引されていると判断する処理を加えているので、自車両の牽引状態をより正確に判断できるという効果が得られる。
さらに、ハザードランプの作動が検出されたときに、自車両が牽引されていると判断する処理を加えているので、自車両の牽引状態をより正確に判断できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の概略構成図である。
【図２】制動制御処理を示すフローチャートである。
【図３】牽引判断処理を示すフローチャートである。
【図４】制動対象物の検出方法を説明する図である。
【図５】接触回避が可能な境界線を示すグラフである。
【符号の説明】
１距離センサ
２車速センサ
３インヒビタスイッチ
４ハザードスイッチ
５コントローラ
６ブレーキアクチュエータ

Claims

運転者の制動操作に係らず制動力を発生可能な制動力発生手段と、自車両と前方物体との相対関係に応じて、前記制動力発生手段による制動力の発生を制御する制動制御手段と、を備えた車両用制動力発生装置において、
自車両が牽引されているか否かを判断する牽引判断手段と、前記牽引判断手段で自車両が牽引されていると判断されたときに、前記制動制御手段が前記制動力発生手段に発生させる制動力を制限する制動力制限手段と、運転者によって操作される変速操作手段の選択位置を検出する選択位置検出手段と、自車速を検出する車速検出手段と、を備え、
前記牽引判断手段は、前記選択位置検出手段で検出される選択位置がニュートラル位置にある状態で、前記車速検出手段で検出される自車速が零から増加し、且つ所定値まで増加したときに、自車両が牽引されていると判断することを特徴とすることを特徴とする車両用制動力発生装置。
前方物体と自車両との相対速度を検出する相対速度検出手段を有し、前記牽引判断手段は、前記相対速度検出手段で検出される前方物体との相対速度が零近傍の所定範囲内にあるときに、自車両が牽引されていると判断することを特徴とする請求項１記載の車両用制動力発生装置。
ハザードランプの作動状態を検出するハザードスイッチを有し、前記牽引判断手段は、前記ハザードスイッチでハザードランプの作動が検出されたときに、自車両が牽引されていると判断することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用制動力発生装置。