JP4813279B2 - 車両のブレーキ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ドライバの制動操作を円滑に行えるようにアシストする車両のブレーキ制御装置に関する。

近年、車両においては、ドライバのブレーキ操作を様々にアシストするブレーキ制御装置が提案されている。

例えば、特開２００４−２５６１０４号公報では、前方障害物の距離、先行車の距離又は道路勾配に応じて補正係数を算出し、該補正係数によりドライバのブレーキ操作量を補正する技術が開示されている。この技術によれば、坂道等でのブレーキ操作で、同じブレーキペダルの踏み方なら同じ制動距離が得られるようになる。
特開２００４−２５６１０４号公報

ところで、ドライバがブレーキ操作による車両の停止を行う際、目標とする停止位置に対してブレーキペダルの踏み込みが足りない場合は目標位置をオーバし、また、ブレーキペダルを踏み込みすぎた場合は目標位置よりも手前で停止してしまう。このため、ドライバはブレーキペダルの踏み込み量を調整して目標位置でとまろうとするが、この際、減速度が変化するため、搭乗者に不快感を与えてしまうという問題がある。上述の特許文献１に開示される技術は、ブレーキペダルの踏み方により制動距離を同じものにするというものであり、上述したような減速度変化によって生じる搭乗者の不快感を無くすようなアシストを行うことはできないという問題がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ドライバが所定の目標位置に停止させようとするとき、不要なブレーキ操作が行われた際に、無用な加減速を生じることなく、滑らかに停止位置で停止させ、搭乗者に不快感を与えることのない車両のブレーキ制御装置を提供することを目的としている。

本発明は、車両の停止位置となる停止位置候補を認識する停止位置候補認識手段と、ブレーキ操作量を検出するブレーキ操作量検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、現在のブレーキ操作量と車速に基づいて制動距離を求め、上記停止位置候補の中で上記制動距離に最も近いものの位置を車両を停止させる目標停止位置として設定する目標停止位置設定手段と、上記目標停止位置と車速に基づいて車両を停止させるブレーキ制御量を設定するブレーキ制御量設定手段と、上記ブレーキ操作量が上記ブレーキ制御量に対して予め設定する領域の値となる場合、上記ブレーキ制御量によりブレーキ制御を実行するブレーキ制御実行手段とを備えたことを特徴としている。

本発明による車両のブレーキ制御装置は、ドライバが所定の目標位置に停止させようとするとき、不要なブレーキング操作が行われた際に、無用な加減速を生じることなく、滑らかに停止位置で停止させ、搭乗者に不快感を与えることがないという優れた効果を奏する。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１乃至図３は本発明の実施の一形態を示し、図１は車両に搭載したブレーキ制御装置の概略構成図、図２はブレーキアシスト制御プログラムのフローチャート、図３はブレーキアシスト制御で定められる各パラメータ等の説明図である。

図１において、符号１は自動車等の車両（自車両）で、この車両１には、ドライバのブレーキ操作をアシストするブレーキ制御装置２が搭載されている。

ブレーキ制御装置２は、ステレオカメラ３、ステレオ画像認識装置４、制御ユニット５を有して主要に構成されており、このブレーキ制御装置２では、基本的に、後述のブレーキアシスト制御プログラムに従って制御され、ドライバがブレーキ操作により前方の停止位置に車両を停止させようとした場合、ブレーキペダルを操作することにより生じる不要な減速変動を防止する。このため、ブレーキアシスト制御が作動した場合、ブレーキ制御を行うための信号がブレーキ駆動部６に出力されると共に、ブレーキアシスト制御が作動している場合は、インストルメントパネル等に設けられたＬＥＤ７が点灯され、ドライバにブレーキアシスト制御が作動中であることが報知される。

ステレオカメラ３は、ステレオ光学系として例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）等の固体撮像素子を用いた１組の（左右の）ＣＣＤカメラで構成される。これら左右のＣＣＤカメラは、それぞれ車室内の天井前方に所定間隔をもって取り付けられ、車外の対象（歩行者、先行車、駐車車両、障害物等の立体物や白線等）を異なる視点からステレオ撮像し、画像データをステレオ画像認識装置４に出力する。

ステレオ画像認識装置４における、ステレオカメラ３からの画像データの認識処理は、例えば以下のように行われる。まず、１組のカメラで撮像した自車両１前方のステレオ画像対に対し、対応する位置のずれ量から三角測量の原理によって距離情報を求める処理を行ない、三次元の距離分布を表す距離画像を生成する。そして、このデータを基に、周知のグルーピング処理を行い、予め記憶しておいた３次元的な道路形状データ、側壁データ、立体物データ等の枠（ウインドウ）と比較し、白線データ、道路に沿って存在するガードレール、縁石等の側壁データ、車両、歩行者等の立体物データを抽出する。こうして抽出された白線データ、側壁データ、立体物データは、それぞれのデータ毎に異なったナンバーが割り当てられる。そして、ステレオ画像認識装置４により認識された白線データ、立体物データは、その距離情報と共に、制御ユニット５に出力される。

また、車両１には、制御ユニット５によるブレーキアシスト制御を実行するため、ドライバのブレーキ操作量θｐを検出するブレーキ操作量検出手段としてのブレーキペダルセンサ８、車速Ｖを検出する車速検出手段としての車速センサ９が設けられており、これらセンサ８，９からの信号は、制御ユニット５に入力される。また、車速センサ９からの信号は、ステレオ画像認識装置４に対しても入力され、認識した立体物の速度情報の演算等に用いられる。

次に、制御ユニット５で実行されるブレーキアシスト制御のプログラムを、図２のフローチャートで説明する。
まず、ステップ（以下、「Ｓ」と略称）１０１で、必要情報を読み込み、Ｓ１０２に進んで、ブレーキアシスト制御実行フラグＦＬが１（制御実行中）か否か（すなわち、ＦＬ＝０）判定する。

Ｓ１０２でＦＬ＝０であり、制御中ではないと判定された場合は、Ｓ１０３に進み、ステレオ画像認識装置４により認識された白線データ、立体物データから停止位置候補Ｐ１〜Ｐｎを抽出し、これら各停止位置候補Ｐ１〜Ｐｎの位置Ｌ１〜Ｌｎを取得する。

すなわち、ステレオ画像認識装置４により認識された白線データ、立体物データの中から、予め設定した領域（例えば、予めハンドル角により推定する自車進行路を中心とする幅２ｍの走行領域）に存在する立体物や、この走行領域に対して横切るように描かれている白線を停止位置候補Ｐ１〜Ｐｎとし、これらの位置Ｌ１〜Ｌｎを取得する（図３参照）。この処理が制御ユニット５に備えられた停止位置候補認識手段となっている。

次いで、Ｓ１０４に進み、現在のブレーキ操作量θｐが、予め設定した領域の値となっているか否か、すなわち、θMAX≧θｐ≧θMINか否か判定する。

この判定の結果、現在のブレーキ操作量θｐが、θMAXより大きいと判定された場合（θMAX＞θｐの場合）、ドライバにより急ブレーキがなされた可能性があるため、Ｓ１０５に進み、ドライバによるブレーキ操作量θｐによるブレーキとし、Ｓ１０６に進んで、ＦＬ＝０とし、プログラムを抜ける。

また、現在のブレーキ操作量θｐが、θMIN未満と判定された場合（θMIN＜θｐの場合）は、ドライバによるブレーキ操作は微少であり、そのままのドライバによるブレーキ操作でも問題は生じないと考えられるため、Ｓ１０５に進み、ドライバによるブレーキ操作量θｐによるブレーキとし、Ｓ１０６に進んで、ＦＬ＝０とし、プログラムを抜ける。

Ｓ１０４の判定の結果、θMAX≧θｐ≧θMINと判定された場合はＳ１０７に進み、現在のブレーキ操作量θｐが安定しているか否か、例えば、現在のブレーキ操作量θｐの微分値の絶対値｜ｄθｐ／ｄｔ｜が、予め設定しておいた値θｃ以下か否か判定する。

この判定の結果、｜ｄθｐ／ｄｔ｜が、予め設定しておいた値θｃより大きく（｜ｄθｐ／ｄｔ｜＞θｃ）、現在のブレーキ操作量θｐが安定していないと判定された場合は、未だドライバによるブレーキ操作は、その操作の途上にあり、この値を用いて制御を行うには適さないと判断して、Ｓ１０５に進み、ドライバによるブレーキ操作量θｐによるブレーキとし、Ｓ１０６に進んで、ＦＬ＝０とし、プログラムを抜ける。

Ｓ１０７の判定の結果、｜ｄθｐ／ｄｔ｜≦θｃであり、現在のブレーキ操作量θｐが安定していると判定した場合は、Ｓ１０８に進む。

Ｓ１０８では、現在の車速Ｖ、ブレーキ操作量θｐに基づき制動距離Ｌｂを推定する。これは、例えば、以下の式により演算する。
Ｌｂ＝−（１／２）・（Ｖ^２／（ｋ・θｐ）） …（１）
ここで、ｋは、ブレーキ操作量θｐを減速度に換算する係数である。尚、制動距離Ｌｂは、上述の（１）式によることなく予め設定しておいたマップにより求めるようにしても良い。

次いで、Ｓ１０９に進み、Ｓ１０３で抽出した停止位置候補Ｐ１〜Ｐｎの中で、制動距離Ｌｂに最も近いものを目標停止位置Ｌｔとして設定し、Ｓ１１１へと進む。図３においては、停止位置候補Ｐ１が制動距離Ｌｂに最も近く、従って、停止位置候補Ｐ１の位置Ｌ１を、目標停止位置Ｌｔとして設定した例である。このように、Ｓ１０８、Ｓ１０９により目標停止位置設定手段が構成されている。

一方、Ｓ１０２の判定の結果、ＦＬ＝１であり、制御中と判断した場合は、Ｓ１１０に進み、選択されている目標停止位置Ｌｔの位置を再測定してＳ１１１に進む。

Ｓ１０９、或いは、Ｓ１１０からＳ１１１に進むと、目標停止位置Ｌｔと、後述する補正値としての学習値ＬLに基づいて、補正目標停止位置Ｌtcを以下の（２）式により演算する。
Ｌtc＝Ｌｔ−ＬL …（２）

その後、Ｓ１１２に進み、補正目標停止位置Ｌtc、車速Ｖに基づいて、以下の（３）式により、ブレーキ制御量としてのブレーキ操作量補正値θpcを演算する。
θpc＝−（１／２）・（Ｖ^２／（ｋ・Ｌtc）） …（３）
尚、ブレーキ操作量補正値θpcは、上述の（３）式によることなく予め設定しておいたマップにより求めるようにしても良い。このようにＳ１１１、Ｓ１１２によりブレーキ制御量設定手段が構成されている。

次いで、Ｓ１１３に進み、ブレーキ操作量θｐとブレーキ操作量補正値θpcとの差の絶対値｜θｐ−θpc｜が予め設定しておいた閾値αより大きいか否か判定し、｜θｐ−θpc｜がα以下の場合（｜θｐ−θpc｜≦αの場合）は、Ｓ１１４に進む。

そして、Ｓ１１４で｜θｐ−θpc｜が予め設定しておいた閾値βより小さいか否か判定し、｜θｐ−θpc｜がβ以上の場合（すなわち、α≧｜θｐ−θpc｜≧βの場合）は、Ｓ１１５に進み、ブレーキ操作量補正値θpcによるブレーキ制御を実行させる。

その後、Ｓ１１６に進み、車両が停止しているか否か判定し、車両が停止している場合には制御をブレーキアシスト制御を解除すべく、Ｓ１０６に進んで、ＦＬ＝０とし、プログラムを抜ける。逆に、車両が停止していない場合は、制御を続行させるべくＳ１１７に進み、ＦＬ＝１としてプログラムを抜ける。すなわち、このＳ１１３〜Ｓ１１５により、ブレーキ制御実行手段が構成される。

上述のＳ１１４で、｜θｐ−θpc｜がβ未満の場合（｜θｐ−θpc｜＜βの場合）は、ブレーキ操作量θｐとブレーキ操作量補正値θpcとには差はなく、特に、制御をする必要がなく、ドライバのブレーキ操作で十分と判断できるため、Ｓ１０５に進み、ドライバによるブレーキ操作量θｐによるブレーキとし、Ｓ１０６に進んで、ＦＬ＝０とし、プログラムを抜ける。

また、上述のＳ１１３で｜θｐ−θpc｜がαよりも大きいと判断された場合（｜θｐ−θpc｜＞αの場合）は、ブレーキ操作量θｐとブレーキ操作量補正値θpcとには、そのまま制御を実行するには大きな差があると判断し、Ｓ１１８へと進んで、ドライバのブレーキ操作量θｐによるブレーキを実行する。

そして、Ｓ１１９に進み、｜θｐ−θpc｜が予め設定しておいた閾値γより大きいか否か判定し、｜θｐ−θpc｜がγより大きい場合（｜θｐ−θpc｜＞γの場合）は、そのままドライバによるブレーキ操作を実行させるため、Ｓ１２３に進んで、ＦＬ＝０とし、プログラムを抜ける。

逆に、｜θｐ−θpc｜がγ以下の場合（｜θｐ−θpc｜≦γの場合）は、制御の側が、ドライバのブレーキ操作のフィーリングと離れている可能性もあるため、学習値ＬLを改善学習させる処理であるＳ１２０〜Ｓ１２２へと進む。

Ｓ１１９で｜θｐ−θpc｜≦γと判定され、Ｓ１２０に進むと、車両が目標停止位置Ｌｔより手前で停止したか否か判定する。

この判定の結果、車両が未だ目標停止位置Ｌｔより手前で停止していないのであれば、Ｓ１１７に進み、ＦＬ＝１として制御を実行させ、プログラムを抜ける。逆に、車両が未だ目標停止位置Ｌｔより手前で停止したのであれば、Ｓ１２１に進み、目標停止位置Ｌｔまでの距離ΔＬLを測定する。

そして、Ｓ１２２に進み、目標停止位置Ｌｔまでの距離ΔＬLに基づき学習値ＬLを学習演算（例えば、加重平均；ＬL＝（（ｎ−１）・ＬL＋ΔＬL）／ｎ；ｎは今までの距離ΔＬLのサンプル数）を行い、Ｓ１２３に進んで、ＦＬ＝０とし、プログラムを抜ける。

このように本発明の実施の形態によれば、ブレーキ操作量θｐとブレーキ操作量補正値θpcとの差の絶対値｜θｐ−θpc｜が、α≧｜θｐ−θpc｜≧βの場合に、ブレーキ操作量補正値θpcによるブレーキ制御を実行させるようになっている。このため、ドライバが所定の目標位置に停止させようとするとき、不要なブレーキング操作が行われた際に、無用な加減速を生じることなく、滑らかに停止位置で停止させ、搭乗者に不快感を与えることがない。

また、急ブレーキの際や、ブレーキ操作量θｐとブレーキ操作量補正値θpcとの差の絶対値｜θｐ−θpc｜が大きい場合等にはドライバのブレーキ操作を優先させるため、安定した信頼性の高い制御となっている。

更に、補正目標停止位置Ｌtcが、ドライバのフィーリングに近づくように学習値ＬLによって学習されていくので、ドライバにとって制御に対する違和感がなく、使い勝手の良い制御となっている。

尚、本実施の形態では、一般的な制動距離に着目し、ブレーキ操作量等のパラメータを求めるようにしているが、路面摩擦係数の変化、車重の変化等を考慮に入れて補正した値を用いて求めるようにしても良い。

また、ブレーキ操作量補正値θpcによるブレーキ制御を行う際には、制動時の快適性を確実なものとするため、例えば、前輪の制動力を緩め、後輪の制動力を強くする等して、停止時のノーズダイブを低減するようにしても良い。また、停止後にドライバがブレーキ操作を解除する際にも、例えば、前輪の制動力を解除した後に、後輪の制動力を解除するようにしても良い。

車両に搭載したブレーキ制御装置の概略構成図 ブレーキアシスト制御プログラムのフローチャート ブレーキアシスト制御で定められる各パラメータ等の説明図

符号の説明

１ 自車両
２ ブレーキ制御装置
３ ステレオカメラ
４ ステレオ画像認識装置
５ 制御ユニット（停止位置候補認識手段、目標停止位置設定手段、ブレーキ制御量設定手段、ブレーキ制御実行手段）
６ ブレーキ駆動部
８ ブレーキペダルセンサ（ブレーキ操作量検出手段）
９ 車速センサ（車速検出手段）

Claims (3)

1. 車両の停止位置となる停止位置候補を認識する停止位置候補認識手段と、
   ブレーキ操作量を検出するブレーキ操作量検出手段と、
   車速を検出する車速検出手段と、
   現在のブレーキ操作量と車速に基づいて制動距離を求め、上記停止位置候補の中で上記制動距離に最も近いものの位置を車両を停止させる目標停止位置として設定する目標停止位置設定手段と、
   上記目標停止位置と車速に基づいて車両を停止させるブレーキ制御量を設定するブレーキ制御量設定手段と、
   上記ブレーキ操作量が上記ブレーキ制御量に対して予め設定する領域の値となる場合、上記ブレーキ制御量によりブレーキ制御を実行するブレーキ制御実行手段と、
   を備えたことを特徴とする車両のブレーキ制御装置。
2. 上記ブレーキ制御量設定手段は、上記目標停止位置に対して予め設定する補正値分だけ車両寄りの位置に補正目標停止位置を設定し、該補正目標停止位置で停止するのに必要なブレーキ量を上記ブレーキ制御量として設定することを特徴とする請求項１記載の車両のブレーキ制御装置。
3. 上記補正目標停止位置を求めるための補正値は、予め設定した条件が成立する場合に学習して更新することを特徴とする請求項２記載の車両のブレーキ制御装置。

Images