JP4869792B2 - 自動制動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、貨物や乗客を輸送するための大型車（トラック、バス）に利用する。特に、ＡＢＳ(Anti Lock Breaking System)を自動制動制御に転用した装置に関する。

自動車の電子制御化は、日進月歩で進歩し、これまでは運転者の判断のみに頼っていた事象についても車載したコンピュータによって行われるようになった。

その一つの例として、先行車と自車との間の距離（車間距離）をレーダによって監視し、車間距離が異常に接近した場合には、自動的に適切な制動制御を行い、万が一の衝突時に、その被害を小さく抑えるという自動制動制御装置がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−３１９６７号公報

上述した自動制動制御装置は、乗用車においては既に実用化されつつあるが、同様の機能を、貨物や乗客を輸送するための大型車（トラック、バス）に利用しようとしたときに、解決しなければならない問題がある。

すなわち、大型車は乗用車と比較して質量がきわめて大きく、また、運転者自身の安全の他に、乗客や貨物の安全を確保しなければならず、乗用車の自動制動制御で行われているような単純な急制動制御だけでは所期の目的を達成することは困難であり、乗用車の場合と比較してより高度な自動制動制御を行う必要がある。しかし、そのような手段が確立されていないため、トラックやバスにおける自動制動制御装置は未だ実用化されていない。

本発明は、このような背景の下に行われたものであって、トラックやバスにおける自動制動制御を実現することができる自動制動制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、自車の進行方向に有る対象物との距離を含むセンサ出力に基づき運転操作がなくとも自動的に制動制御を行う制御手段を備え、前記制御手段は、前記センサ出力により得られた前記対象物と自車との相対距離および相対速度とに基づき導出される前記対象物と自車とが所定距離以下となるまでに要する予測時間が設定値を下回ったときに自動的に、時系列的に複数段階にわたり制動力または制動減速度を徐々に増大させる段階的な制動制御を行う段階的制動制御手段を備えた自動制動制御装置である。

前記対象物と自車との相対距離および相対速度とに基づき導出される前記対象物と自車とが所定距離以下となるまでに要する予測時間とは、例えば、対象物と自車とが衝突するまでに要する予測時間（以下では、ＴＴＣ(Time To Collision)と呼ぶ）である。

これにより、複数の段階にわたり制動力または制動減速度を徐々に増大させる制動制御を行うことができ、トラックやバスなどの大型車に適した制動制御を行うことができる。

ここで、本発明の特徴とするところは、自車にはＡＢＳが設けられ、前記段階的制動制御手段は、前記ＡＢＳにおける制動力調整機能を転用して前記段階的な制動制御を行う手段を備え、運転者による急制動操作を検出する急制動操作検出手段が設けられ、前記段階的制動制御手段は、前記段階的な制動制御の実行中に前記急制動操作検出手段が運転者による急制動操作を検出したときには前記段階的な制動制御を中止して所定の制動力または制動減速度により制動を実行する制動割り込み手段を備えたところにある。

ここで、ＡＢＳにおける制動力調整機能を転用して段階的な制動制御を行うことについて説明する。ＡＢＳは、周知のとおり、運転者が過度な制動操作を行い、このために、タイヤの地面に対するグリップ力が失われ、車輪が空転を始めると、この車輪の空転状態を検出し、自動的に空転している車輪の制動力を弱めることにより、タイヤのグリップ力を回復させて車輪の空転を止める役割を有する。したがって、ＡＢＳは元来、制動力の調整機能を有する。よって、この制動力の調整機能を、ＡＢＳ本来の制御機能から切り離し、段階的制動制御に基づいて制御することにより、ＡＢＳにおける制動力調整機能を転用して段階的な制動制御を行うことができる。

本発明の自動制動制御装置は、運転者の居眠りや脇見による注意力の欠如を補間する目的があり、通常は、そのような状況下（すなわち運転者の注意力欠如状態）に適した制動パターンが適用されるが、自動制動制御を行っているときに、運転者による急制動操作が有れば、運転者が自車の急制動の必要性を認識していることがわかるので、そのような状況下（すなわち運転者の注意力が欠如していない状態）に適した制動パターンに変更することが望ましい。

そこで、本発明では、運転者による急制動操作を検出する手段を備え、前記段階的な制動制御の実行中に運転者による急制動操作が検出されたときには、所定の制動力または制動減速度により制動を実行する。所定の制動力または制動減速度とは、例えば、自車が有する最大の制動力または制動減速度である。

この際に、本発明の制動制御では、運転者による急制動操作を、単に自動制動制御にそのまま優先させるのではなく、運転者の行う急制動操作よりもさらに急峻に所定（例えば、最大）の制動力または制動減速度を発揮させる制動制御を行うことができる。すなわち、前記制動割り込み手段は、前記段階的な制動制御を中止して所定の制動力または制動減速度により制動を実行する際には、自車が有する最大の制動力または制動減速度上昇率により制動力または制動減速度を上昇させる手段を備えることができる。

あるいは、運転者による急制動操作により発生することが予想される制動力または制動減速度の強さを推定する制動操作レベル検出手段が設けられ、前記段階的制動制御手段は、前記段階的な制動制御の実行中に前記制動操作レベル検出手段が現段階の制動制御における制動力または制動減速度よりもさらに強い制動力または制動減速度を発生させると推定される運転者による急制動操作を検出したときには前記段階的な制動制御を中止する制動制御中止手段を備えたことを特徴とする。

これにより、段階的制動制御の実行中であっても、運転者による制動操作の方が、段階的制動制御による現時点の制動力または制動減速度よりも強い制動力または制動減速度を要求している場合には、運転者が要求する制動力または制動減速度の方を優先させることができる。

また、自車速が所定値未満であり、操舵角あるいはヨーレイトのとる値が所定範囲外であるときには、前記段階的制動制御手段の起動を禁止する手段を備えることができる。

すなわち、本発明の自動制動制御装置が行う段階的制動制御は、例えば、制動制御開始以前の自車速が６０ｋｍ／ｈ以上であり、車線変更中や急カーブ走行中などのような大きなハンドル操作を行っていない状態での使用を想定しているため、それ以外の走行状態では、段階的制動制御の起動を制限することができる。

例えば、制動制御開始以前の自車速が６０ｋｍ／ｈ未満であれば、車両の有する運動エネルギは少ないため、従来から乗用車に適用されているような単純な急制動制御を行っても支障はないので、段階的制動制御の起動を制限する。また、例えば、制動制御開始以前の操舵角が＋３０度以上あるいは−３０度以下であれば、これは車線変更中や急カーブ走行中であるので、段階的制動制御の適用事象外であり起動を制限する。この場合には、操舵角の代わりにヨーレイトを用いてもよい。

本発明によれば、トラックやバスにおける自動制動制御を実現することができる。特に、昨今では、ほとんどの車両が備えているＡＢＳを転用して本発明の自動制動制御装置を実現することができるため、本発明を実現するための車両の改造箇所を、ごく少なくすることができる効果を奏する。また、自動制動制御開始以降に運転者による急制動操作が有るときと無いときとで制動パターンを変更し、そのときの状況に適した自動制動制御を行うことができる。

（第一実施例）
本発明実施例の自動制動制御装置を図１ないし図１３を参照して説明する。図１は本実施例の制御系統構成図である。図２は制動制御ＥＣＵが有する空積時の制動パターンを示す図である。図３は通常制動操作時および急制動操作時のブレーキペダルストロークを示す図である。図４は急制動操作検出部における急制動操作検出手順を示すフローチャートである。図５は通常急制動時および緊急制動時のブレーキ圧上昇率を示す図である。図６は警報制動段階において緊急制動が割り込んだ場合の制動パターンを示す図である。図７は拡大領域制動段階において緊急制動が割り込んだ場合の制動パターンを示す図である。図８は本格制動段階において緊急制動が割り込んだ場合の制動パターンを示す図である。図９は本格制動において緊急制動が割り込んだ場合の制動パターンを示す図である。図１０は制動制御ＥＣＵが有する半積時の制動パターンを示す図である。図１１は制動制御ＥＣＵが有する定積時の制動パターンを示す図である。図１２は制動制御ＥＣＵが有する本格制動パターンを示す図である。図１３は第一実施例の空積時の制動パターンにおける制動制御ＥＣＵ(Electric Control Unit)の制御手順を示すフローチャートである。

図１に示すように、制動制御ＥＣＵ４、ゲートウェイＥＣＵ５、メータＥＣＵ６、エンジンＥＣＵ８、軸重計９、ＡＢＳ＿ＥＣＵ１０はＶｅｈｉｃｌｅＣＡＮ（Ｊ１９３９）７を介してそれぞれ接続される。

また、ステアリングセンサ２、ヨーレイトセンサ３、車速センサ１３、ブレーキ操作センサ１４、車輪速センサ２４は、ゲートウェイＥＣＵ５を介してＶｅｈｉｃｌｅＣＡＮ（Ｊ１９３９）７にそれぞれ接続され、これらのセンサ情報は、制動制御ＥＣＵ４あるいはＡＢＳ＿ＥＣＵ１０に取り込まれる。エンジンＥＣＵ８は、エンジン１２の燃料噴射量制御その他のエンジン制御を行う。なお、エンジンＥＣＵ８に対する噴射量制御指示は運転席のアクセル操作によって行われる。また、制動制御ＥＣＵ４により出力された警報表示やブザー音がメータＥＣＵ６により運転席の表示部（図示省略）に表示される。ステアリングセンサ２以外の操舵に関連する制御系統は本発明とは直接関係が無いので図示を省略した。

運転者がブレーキペダル１５を踏むと、ブレーキバルブ１６内の圧力が上昇し、その上昇した圧力が選択バルブ１７を経由してリレーバルブ１８に到達すると、エアタンク２０内の空気がリレーバルブ１８およびＡＢＳモジュレータ１１を経由してシリンダ２１に流入する。このときに、リレーバルブ１８は、ブレーキバルブ１６の空気圧に応じてエアタンク２０内の空気を、ＡＢＳモジュレータ１１を経由してシリンダ２１に流入させる。シリンダ２１にはブレーキパッド２２が取り付けられており、ブレーキパッド２２は車輪２３のディスクまたはドラムを押圧する。これにより車輪２３の回転は制動される。

この際に、ＡＢＳ＿ＥＣＵ１０は、車輪速センサ２４からの車輪速情報を取得し、過度の制動操作に起因する車輪の空転を検出した場合には、ＡＢＳモジュレータ１１を制御して制動力調整を行う。すなわち、エアタンク２０の空気は、リレーバルブ１８およびＡＢＳモジュレータ１１を経由してシリンダ２１に流入するが、このときに、単位時間あたりのＡＢＳモジュレータ１１を開閉する割合（デューティ比）を変化させることにより、シリンダ２１に流入する空気量を調整し、これによりシリンダ２１に加わる空気圧を調整することができる。よって、過度の制動操作が行われて車輪が空転した場合には、空転が停止するまでシリンダ２１に加わる圧力を下げることができる。なお、この説明は、周知のＡＢＳの動作の説明である。

次に、このようなＡＢＳの制動力調整機能を転用して本実施例の段階的制動制御を実現する手法について説明する。ＡＢＳ＿ＥＣＵ１０に対する段階的制動制御の指示は、制動制御ＥＣＵ４によって行われる。また、ＡＢＳ＿ＥＣＵ１０が実行中の段階的制動制御の情報は、制動制御情報として制動制御ＥＣＵ４に取り込まれる。

制動制御ＥＣＵ４が、ＡＢＳ＿ＥＣＵ１０に対して段階的制動制御指示を行うと、ＡＢＳ＿ＥＣＵ１０は、本来のＡＢＳとしての制御を停止し、後述する制動パターンに基づき、ＡＢＳモジュレータ１１を制御して制動力調整を行う。この制動力調整は、前述したＡＢＳ制御と同様に、単位時間あたりのＡＢＳモジュレータ１１を開閉する割合（デューティ比）を変化させることにより、シリンダ２１に流入する空気量を調整して行う。

すなわち、ＡＢＳ＿ＥＣＵ１０は、制動制御ＥＣＵ４からの段階的制動制御指示を受け取ると、制動制御用バルブ１９を全開状態にする。これによりエアタンク２０の空気圧は、制動制御用バルブ１９を経由して選択バルブ１７に伝達される。選択バルブ１７は、ブレーキバルブ１６または制動制御用バルブ１９のいずれか大きい方の空気圧を選択して空気を通過させる。よって、平常時は、制動制御用バルブ１９が閉じられており、選択バルブ１７は、ブレーキバルブ１６の空気圧をリレーバルブ１８に伝達させるが、制動制御用バルブ１９が全開状態になると、選択バルブ１７は、制動制御用バルブ１９の空気圧をリレーバルブ１８に伝達させる。

これにより、エアタンク２０の空気が制動制御用バルブ１９、選択バルブ１７、リレーバルブ１８を経由してＡＢＳモジュレータ１１に流入する。そして、ＡＢＳモジュレータ１１は、デューティ比を制御することにより、シリンダ２１内に流入する空気量を調整し、シリンダ２１内の空気圧を調整して制動力を調整する。

このときに、運転者がブレーキペダル１５を踏み込むと、ブレーキバルブ１６内の空気圧は上昇するが、制動制御用バルブ１９が全開状態であるので、制動制御用バルブ１９の空気圧の方がブレーキバルブ１６の空気圧よりも低くなることはなく、選択バルブ１７は、制動制御用バルブ１９の空気圧を選択し続けることになり、結果的に、運転者のブレーキ操作は無視される形になる。

そこで、本実施例では、運転者の急制動操作を検出するブレーキ操作センサ１４および急制動操作検出部４０を設けている。ブレーキ操作センサ１４は、ブレーキバルブ１６内の空気圧の変化を検出する空気圧センサであり、ブレーキバルブ１６内の空気圧の変化の情報は、ブレーキ操作情報としてゲートウェイＥＣＵ５、ＶｅｈｉｃｌｅＣＡＮ（Ｊ１９３９）７を介して制動制御ＥＣＵ４に伝えられ、制動制御ＥＣＵ４の急制動操作検出部４０は、ブレーキ操作センサ１４から受け取ったブレーキ操作情報に基づき運転者による急制動操作を検出する。

そして、制動制御ＥＣＵ４は、段階的な制動制御の実行中に急制動操作検出部４０が運転者による急制動操作を検出したときには段階的な制動制御を中止して所定の制動力により制動を実行する。本実施例では、所定の制動力を、自車が有する最大の制動力とする。また、最大の制動力は段階的制動制御における「本格制動」の制動力に相当する。

また、運転者の制動操作は、リレーバルブ１８に対するブレーキ指示として作用し、通常は、運転者のブレーキペダルの踏み込み量に比例してリレーバルブ１８が適切にシリンダ２１の制動力を調整する。本実施例では、急制動操作検出部４０が、段階的制動制御が開始された後における運転者の急制動操作を検出した場合には、制動制御ＥＣＵ４は、ＡＢＳ＿ＥＣＵ１０に対し、最大の制動力上昇率により緊急制動を行うように指示する。

以下では、第一実施例をさらに詳細に説明する。

本実施例は、図１に示すように、自車の進行方向に有る先行車あるいは落下物などの対象物との距離を測定するミリ波レーダ１、操舵角を検出するためのステアリングセンサ２、ヨーレイトを検出するためのヨーレイトセンサ３、自車速を検出するための車速センサ１３などのセンサ出力に基づき運転操作がなくとも自動的に制動制御を行う制動制御ＥＣＵ４を備えた自動制動制御装置である。

制動制御ＥＣＵ４は、ミリ波レーダ１および車速センサ１３からのセンサ出力により得られた前記対象物と自車との相対距離および相対速度とに基づき導出されるＴＴＣが設定値を下回ったときに自動的に段階的な制動制御を行う。この段階的制動制御は、図２、図１０、図１１に示すように、時系列的に三段階にわたり制動力を徐々に増大させる。

制動制御ＥＣＵ４は、図２（ｂ）の例では、まず、「警報」と記された第一段階で、０．１Ｇ程度の制動をＴＴＣ２．４秒から１．６秒までかける。この段階では、未だ、いわゆる急制動がかかった状態にはなっておらず、ストップランプが点灯することにより後続車に対し、これから急制動が行われることを知らせることができる。続いて、「拡大領域制動」と記された第二段階で、０．３Ｇ程度の制動をＴＴＣ１．６秒から０．８秒までかける。最後に、「本格制動」と記された第三段階で、最大の制動（０．５Ｇ程度）をＴＴＣ０．８秒から０秒までかける。

ここで、急制動操作検出部４０における急制動操作検出手順を図３および図４を参照して説明する。図３は横軸に時間（秒）をとり、縦軸にブレーキバルブ内空気圧（ｋｇ／ｃｍ²）をとる。図３（ａ）の通常制動操作時と図３（ｂ）の急制動操作時とを比べると、ブレーキバルブ１６内の空気圧がブレーキペダル１５を踏んでいないときの空気圧から最大空気圧に達するまでの時間は、図３（ｂ）に示した急制動操作時の方が図３（ａ）に示した通常制動操作時と比較して著しく短いことがわかる。よって、急制動操作検出部４０は、図４に示すように、ブレーキ操作センサ１４のブレーキ操作情報からブレーキバルブ１６内空気圧を監視し（Ｓ１）、ブレーキバルブ１６内空気圧がブレーキペダル１５を踏んでいないときの空気圧から最大空気圧に達するまでの時間が閾値以下であるときには（Ｓ２）、急制動操作検出（Ｓ３）と判断する。

次に、ＡＢＳ＿ＥＣＵ１０がＡＢＳモジュレータ１１を駆動する際のブレーキ圧上昇率を図５を参照して説明する。ブレーキ圧上昇率は制動力上昇率に反映される。図５は横軸に時間（秒）をとり、縦軸にブレーキ圧（ｋｇ／ｃｍ²）をとる。図５（ａ）に示す通常の急制動時のブレーキ圧上昇率は、運転者の急制動操作によるブレーキ圧上昇率である。これに対し、図５（ｂ）に示す緊急制動時のブレーキ圧上昇率は、運転者の急制動操作よりもさらに急峻なブレーキ圧上昇率になる。

本実施例では、急制動操作検出部４０が段階的制動制御開始以後において運転者の急制動操作を検出したときには、制動制御ＥＣＵ４は、ＡＢＳ＿ＥＣＵ１０に対し、運転者によるブレーキペダル踏み込み量とは無関係に図５（ｂ）に示すブレーキ圧上昇率によってＡＢＳモジュレータ１１を駆動するように指示する。

次に、段階的制動制御開始以後に運転者の急制動操作が検出された場合の制動パターンの例を図６、図７、図８、図９を参照して説明する。図６の例では、ＴＴＣ＝２．４秒から「警報」制動制御が開始され、その直後に運転者による急制動操作が検出されて緊急制動が開始されている。また、図７の例では、ＴＴＣ＝１．６秒から「拡大領域」制動制御が開始され、その直後に運転者による急制動操作が検出されて緊急制動が開始されている。図８の例では、ＴＴＣ＝０．８秒から「本格制動」制御が開始され、その直後に運転者による急制動操作が検出されて緊急制動が開始されている。緊急制動が開始されない場合には破線のとおりの段階的制動制御が実行される予定であった。

また、後述するように、制動制御開始以前の自車速が６０ｋｍ／ｈ未満であり１５ｋｍ／ｈ以上である場合には、段階的制動制御は行わないが、本格制動制御のみは実施することとする。このような場合に、図９の例では、ＴＴＣ＝０．８秒から「本格制動」制御が開始され、その直後に運転者による急制動操作が検出されて緊急制動が開始されている。

また、本実施例では図２、図１０、図１１に示すように、制動パターン選択部４１は、積載貨物や乗客の重量に応じて制動パターンを選択する。選択する方法としては、制動制御ＥＣＵ４の制動パターン記憶部４２に、「空積時」、「半積時」、「定積時」における制御パターンを複数記憶しておき、制動パターン選択部４１は、重量に応じてこれらの制動パターンから適合（または近似）する制動パターンを選択することにより実現できる。積載貨物や乗客の重量情報は、図１に示す軸重計９によって得られ、制動制御ＥＣＵ４に取り込まれる。ここで等しい制動力同士で比べれば、積載貨物や乗客の重量が増すにつれて制動距離も長くなるため、積載貨物や乗客の重量が増すにつれて自動制動制御の開始タイミングも早くなっている。

なお、以下の説明では、先行車を対象として説明するが、本実施例の自動制動制御装置は、道路上の落下物などに対しても有効である。

また、自車速が６０ｋｍ／ｈ未満であり、操舵角が＋３０度以上あるいは−３０度以下であるときには、制動制御ＥＣＵ４は、段階的制動制御の起動を禁止する。なお、操舵角に代えてヨーレイトを用いることもできる。

すなわち、本実施例の自動制動制御装置が行う段階的制動制御は、制動制御開始以前の自車速が６０ｋｍ／ｈ以上であり、車線変更中や急カーブ走行中などのような大きなハンドル操作を行っていない状態での使用を想定しているため、それ以外の走行状態では、段階的制動制御の起動を制限することができる。

また、制動制御開始以前の自車速が６０ｋｍ／ｈ未満であれば、車両の有する運動エネルギは少ないため、従来から乗用車に適用されているような単純な急制動制御を行っても支障はなく、段階的制動制御を実施する有用性は低いので、段階的制動制御の起動を制限する。または、制動制御開始以前の操舵角が＋３０度以上あるいは−３０度以下であれば、これは車線変更中や急カーブ走行中であるので、段階的制動制御の適用事象外であり段階的制動制御の起動を制限する。この場合には、操舵角の代わりにヨーレイトを用いてもよい。

本実施例では、制動制御開始以前の自車速が６０ｋｍ／ｈ未満であり１５ｋｍ／ｈ以上である場合には、段階的制動制御は行わないが、図１２に示すように、図２、図１０、図１１に示す本格制動制御のみは実施することとする。このような本格制動制御のみを実施する場合は、乗用車に用いられている従来の自動制動制御と同等の制動制御を適用することができる。なお、このような従来と同等の自動制動制御を適用する場合には車線変更中や急カーブ走行中であるか否かを判断するステップは必要ない。

次に、図２に示す空積時の制動パターンが選択されている場合の本実施例の自動制動制御装置の動作を図１３のフローチャートを参照しながら説明する。図１３は空積時（図２）の制動パターンを例にとって説明を行うが、半積時（図１０）または定積時（図１１）においても図１３のフローチャートの手順に準じる。図１３に示すように、制動制御ＥＣＵ４は、先行車との車間距離および先行車の車速をミリ波レーダ１により測定して監視する。また、自車速を車速センサ１３により測定して監視する。さらに、軸重計９により積載貨物や乗客の重量を測定して監視する。また、制動制御ＥＣＵ４の急制動操作検出部４０はブレーキ操作センサ１４のブレーキ操作情報から急制動操作を監視する。制動制御ＥＣＵ４の制動パターン選択部４１は、当該重量の測定結果に基づき制動パターン（図２、図１０、図１１）のいずれかを予め選択する（Ｓ１１）。以下の説明は、図２の制動パターンを選択した例である。

続いて、制動制御ＥＣＵ４は、車間距離、自車速、先行車の車速によりＴＴＣを計算する（Ｓ１２）。計算方法は、
車間距離／（自車速−先行車の車速）
である。制動制御ＥＣＵ４は、制動制御開始以前の自車速が６０ｋｍ／ｈ以上であり（Ｓ１３）、制動制御開始以前の操舵角が＋３０度以下であり−３０度以上であり（Ｓ１４）、ＴＴＣが図２（ａ）に示す（１）の領域にあれば（Ｓ１５）、「警報」制動制御を実行する（Ｓ２０）。すなわち、ＡＢＳ＿ＥＣＵ１０は、制動制御ＥＣＵ４から段階的制動制御指示として図２（ｂ）に示す「警報」に相応する０．１Ｇの制動力を発生させるように指示される。この指示を受けて、ＡＢＳ＿ＥＣＵ１０は、ＡＢＳモジュレータ１１のデューティ比を制御することにより、図２（ｂ）に示す「警報」に相応する０．１Ｇの制動力となるようにシリンダ２１内の空気圧を調整する。

ここで、急制動操作検出部４０が運転者による急制動操作を検出したときには（Ｓ１８）、「警報」制動制御を中止して緊急制動を実行する（Ｓ１９）。この様子は図６に示したとおりである。すなわち、ＡＢＳ＿ＥＣＵ１０は、制動制御ＥＣＵ４から段階的制動制御指示として最大の制動力上昇率により最大の制動力を発生させるように指示される。この指示を受けて、ＡＢＳ＿ＥＣＵ１０は、ＡＢＳモジュレータ１１を全開とし、シリンダ２１内の空気圧が最大の上昇率により最大の圧力となるように調整する。

また、ＴＴＣが図２（ａ）に示す（２）の領域にあれば（Ｓ１６）、「拡大領域制動」制御を実行する（Ｓ２１）。すなわち、ＡＢＳ＿ＥＣＵ１０は、制動制御ＥＣＵ４から段階的制動制御指示として図２（ｂ）に示す「拡大領域制動」に相応する０．３Ｇの制動力を発生させるように指示される。この指示を受けて、ＡＢＳ＿ＥＣＵ１０は、ＡＢＳモジュレータ１１のデューティ比を制御することにより、図２（ｂ）に示す「拡大領域制動」に相応する０．３Ｇの制動力となるようにシリンダ２１内の空気圧を調整する。

ここで、急制動操作検出部４０が運転者による急制動操作を検出したときには（Ｓ１８）、「拡大領域」制動制御を中止して緊急制動を実行する（Ｓ１９）。この様子は図７に示したとおりである。すなわち、ＡＢＳ＿ＥＣＵ１０は、制動制御ＥＣＵ４から段階的制動制御指示として最大の制動力上昇率により最大の制動力を発生させるように指示される。この指示を受けて、ＡＢＳ＿ＥＣＵ１０は、ＡＢＳモジュレータ１１を全開とし、シリンダ２１内の空気圧が最大の上昇率により最大の圧力となるように調整する。

また、ＴＴＣが図２（ａ）に示す（３）の領域にあれば（Ｓ１７）、「本格制動」制御を実行する（Ｓ２２）。すなわち、ＡＢＳ＿ＥＣＵ１０は、制動制御ＥＣＵ４から段階的制動制御指示として図２（ｂ）に示す「本格制動」に相応する０．５Ｇの制動力を発生させるように指示される。この指示を受けて、ＡＢＳ＿ＥＣＵ１０は、ＡＢＳモジュレータ１１のデューティ比を制御することにより、図２（ｂ）に示す「本格制動」に相応する０．５Ｇの制動力となるようにシリンダ２１内の空気圧を調整する。

ここで、急制動操作検出部４０が運転者による急制動操作を検出したときには（Ｓ１８）、「本格制動」制御を中止して緊急制動を実行する（Ｓ１９）。この様子は図８に示したとおりである。すなわち、ＡＢＳ＿ＥＣＵ１０は、制動制御ＥＣＵ４から段階的制動制御指示として最大の制動力上昇率により最大の制動力を発生させるように指示される。この指示を受けて、ＡＢＳ＿ＥＣＵ１０は、ＡＢＳモジュレータ１１を全開とし、シリンダ２１内の空気圧が最大の上昇率により最大の圧力となるように調整する。

「本格制動」の制動力と「緊急制動」の制動力とはいずれも最大の制動力であり、制動力の大きさは同じである。ただし、「本格制動」の場合は、図２（ｂ）に示す制動パターンに基づく制動力の上昇率とするのに対し、「緊急制動」の場合には、図２（ｂ）に示す制動パターンとは無関係に最大の制動力上昇率により最大の制動力まで制動力を一気に上昇させる。よって、結果的に、「緊急制動」における制動力の上昇率の方が「本格制動」における制動力の上昇率と比較して急峻になる。

また、制動制御開始以前の自車速が６０ｋｍ／ｈ未満１５ｋｍ／ｈ以上であり（Ｓ１３、Ｓ２３）、ＴＴＣが図２（ｃ）に示す（４）の領域にあれば（Ｓ２４）、制動制御ＥＣＵ４は、運転者に対して先行車との相対距離が近いことを報知する（Ｓ２５）。報知は、警報表示やブザー音により行う。さらに、ＴＴＣが図２（ｃ）に示す（５）の領域にあれば（Ｓ２６）、「本格制動」制御を実行する（Ｓ２６）。ここで、急制動操作検出部４０が運転者による急制動操作を検出したときには（Ｓ１８）、「本格制動」制御を中止して緊急制動を実行する（Ｓ１９）。この様子は図１０に示したとおりである。この場合のＡＢＳ＿ＥＣＵ１０の動作は前述したとおりである。

ここで、図２、図１０、図１１について説明する。図２、図１０、図１１における直線ｃ、ｆ、ｉは、操舵回避限界直線と呼ばれるものである。また、図２、図１０、図１１における曲線Ｂ、Ｄ、Ｆは、制動回避限界曲線と呼ばれるものである。

すなわち、操舵回避限界直線とは、障害物までの一つの相対距離および障害物との一つの相対速度の関係において、所定のＴＴＣ以内にハンドル操作によって衝突を回避可能な限界を示す直線である。また、制動回避限界曲線とは、障害物までの一つの相対距離および障害物との一つの相対速度の関係において、所定のＴＴＣ以内に制動操作によって衝突を回避可能な限界を示す曲線である。

図２、図１０、図１１において、これらの直線または曲線の下側の領域の内、双方が共に関わる領域では、もはやハンドル操作によってもブレーキ操作によっても衝突を回避することはできない。

例えば、図２の空積時の例では、直線ｃは、ＴＴＣが０．８秒に設定されている。本実施例では、操舵回避限界直線ｃの上側に、ＴＴＣが１．６秒である場合の直線ｂを設け、ＴＴＣが２．４秒である場合の直線ａを設ける。また、ＴＴＣが０．８秒に設定された制動回避限界曲線Ｂの上側に、ＴＴＣが１．６秒に設定された曲線Ａを設ける。

当初の車両の状態は、図２の黒点Ｇに示す障害物との相対距離および相対速度を有している。制動制御開始以前の自車速が６０ｋｍ／ｈ以上であるときに、次第に相対距離が短くなり、直線ａの位置に来たときには、警報モードとなる（領域（１））。警報モードでは、０．１Ｇ程度の制動をＴＴＣ２．４秒〜１．６秒までかける。この期間は、ストップランプを点灯させ、後続車にブレーキをかけることを知らせる意義がある。さらに相対速度が下がり、直線ｂの位置に来たときには、拡大領域制動モードとなる（領域（２））。拡大領域制動モードでは、０．３Ｇ程度の制動をＴＴＣ１．６秒〜０．８秒までかける。直線ｃの位置に来たときには、本格制動モードとなる（領域（３））。本格制動モードでは、最大の制動力（０．５Ｇ程度）をＴＴＣ０．８秒〜０秒までかける。図１３のステップＳ１２の計算によれば、このときに衝突が起こることになる。しかし、ステップＳ１２の計算結果よりも実際のＴＴＣは長くなる。

すなわち、本発明が対象とする自動制動制御装置におけるＴＴＣの計算では、精密な距離測定や複雑な演算処理を極力省き、汎用の簡易な距離測定装置（例えば、ミリ波レーダ）や演算装置を用いることを前提としている。このような配慮は、車両の製造コストあるいは維持費を低く抑えるために有用である。

よって、厳密には、対象物である先行車と自車とは、制動（減速）によって等加速度運動を行っているのであるから、ＴＴＣ計算も等加速度運動に基づき計算しなければならないところを、単に等速運動を行っているものとしてＴＴＣを計算することにより、精密な距離測定や複雑な演算処理を省いている。

また、このような等速運動とみなした計算を行うことにより、計算されたＴＴＣの値は実際のＴＴＣの値よりも小さくなるが、これは安全側への誤差であるから容認しても何ら支障はない。

さらに、制動制御開始以前の自車速が１５ｋｍ／ｈ以上であり６０ｋｍ／ｈ未満であるときには、次第に相対距離が短くなり、直線ｂの位置に来たときには、報知モードとなる（領域（４））。報知モードでは、運転者に対して警報表示やブザー音によって、障害物との相対距離が短くなっていることを知らせる。報知モードは、ＴＴＣが１．６秒から開始される。なお、報知モードは、次の本格制動モードにおいても持続させることができる。直線ｃの位置に来たときには、本格制動モードとなる（領域（５））。本格制動モードでは、最大の制動力（０．５Ｇ程度）をＴＴＣ０．８秒〜０秒までかける。

また、図１０は半積時の例であり、図１１は定積時の例であるが、等しい制動力同士で比べれば、積載貨物や乗客の重量が増すにつれて制動距離も長くなるため、操舵回避限界直線および制動回避限界曲線も図の上方にそれぞれ移動する。これにより、領域（１）、（２）、（３）、（４）、（５）の面積は、積載貨物や乗客の重量に応じて大きくなる。

図２における直線ａ〜ｃは、図１０における直線ｄ〜ｆ、図１１における直線ｇ〜ｉに対応し、図２における曲線Ａ、Ｂは、図１０における曲線Ｃ、Ｄ、図１１における曲線Ｅ、Ｆに対応し、図２における黒点Ｇは、図１０における黒点Ｈ、図１１における黒点Ｉに対応する。

本実施例では、図６〜図８に示すように、図２、図１０、図１１に示した空積時、半積時、定積時それぞれの段階的制動制御の途中で運転者による急制動操作が検出された場合には、実行中の段階的制動制御が中止されて緊急制動が実行される。また、制動制御開始以前の自車速が１５ｋｍ／ｈ以上６０ｋｍ／ｈ未満である場合には、図９に示すように、「本格制動」制御の途中で運転者による急制動操作が検出された場合には、実行中の「本格制動」制御が中止されて緊急制動が実行される。

（第二実施例）
第二実施例を図１４を参照して説明する。図１４は第二実施例の空積時の制動パターンにおける制動制御ＥＣＵの制御手順を示すフローチャートである。ここでは、第一実施例と第二実施例との差異の部分について説明する。

第一実施例では、運転者による急制動操作が検出された場合には、直ちに段階的制動制御を中止して最大の制動力を発生する「緊急制動」を実行した。これに対し、第二実施例では、図１４に示すように、ブレーキ操作センサ１４により運転者による急制動操作が検出されたときに（Ｓ３８）、急制動操作検出部４０は、ブレーキ操作情報に含まれるブレーキバルブ１６の空気圧情報から運転者の急制動操作により発生することが予想される制動力の強さを推定する。

制動制御ＥＣＵ４は、段階的な制動制御の実行中に急制動操作検出部４０が現段階の制動制御における制動力よりもさらに強い制動力を発生させると推定される運転者の急制動操作を検出したときには（Ｓ３９）、段階的な制動制御を中止する（Ｓ４０）。これにより、制動制御用バルブ１９は閉状態となる。

制動制御用バルブ１９が閉状態になると、それまで制動制御用バルブ１９の空気圧を選択していた選択バルブ１７は、ブレーキバルブ１６の空気圧を選択するようになる。すると、ブレーキバルブ１６からの空気圧はリレーバルブ１８に到達し、リレーバルブ１８は、ブレーキバルブ１６の空気圧に応じてエアタンク２０の空気をＡＢＳモジュレータ１１に流入させる。ＡＢＳモジュレータ１１は、ＡＢＳ＿ＥＣＵ１０からＡＢＳ本来の制御手順に従って制御される。

これにより、第二実施例では、段階的制動制御の実行中に、運転者が急制動操作を行った場合であり、かつ、運転者の急制動操作により発生する制動力が実行中の段階的制動制御により発生している制動力よりも大きい場合には、これを優先させることができる。第一実施例と比較すると、運転者の急制動操作における個性（個人の経験に基づいた技術）をより反映させることができる。

（その他の実施例）
第一および第二実施例では、ブレーキ操作センサ１４を、ブレーキバルブ１６内の空気圧を検出する空気圧センサであるとして説明し、図２に示すように、単位時間当りのブレーキバルブ内空気圧上昇率によって急制動操作を検出したが、ブレーキ操作センサ１４を、ブレーキペダル１５のストロークを検出するストロークセンサとし、単位時間当りのブレーキペダルストロークの変化率によって急制動操作を検出してもよい。

本発明によれば、トラックやバスにおける自動制動制御を実現することができ、交通安全に寄与することができる。また、昨今では、ほとんどの車両が備えているＡＢＳを転用して本発明の自動制動制御装置を実現することができるため、本発明を実現するための車両の改造箇所を、ごく少なくすることができ、本発明の自動制動制御装置の普及を早めることによっても交通安全に寄与することができる。また、自動制動制御開始以降に運転者による急制動操作が有るときと無いときとで制動パターンを変更し、そのときの状況に適した自動制動制御を行うことができる。

本実施例の制御系統構成図。 制動制御ＥＣＵが有する空積時の制動パターンを示す図。 通常制動操作時および急制動操作時のブレーキペダルストロークを示す図。 急制動操作検出部における急制動操作検出手順を示すフローチャート。 通常急制動時および緊急制動時のブレーキ圧上昇率を示す図。 警報制動段階において緊急制動が割り込んだ場合の制動パターンを示す図。 拡大領域制動段階において緊急制動が割り込んだ場合の制動パターンを示す図。 本格制動段階において緊急制動が割り込んだ場合の制動パターンを示す図。 本格制動において緊急制動が割り込んだ場合の制動パターンを示す図。 制動制御ＥＣＵが有する半積時の制動パターンを示す図。 制動制御ＥＣＵが有する定積時の制動パターンを示す図。 制動制御ＥＣＵが有する本格制動パターンを示す図。 第一実施例の空積時の制動パターンにおける制動制御ＥＣＵの制御手順を示すフローチャート。 第二実施例の空積時の制動パターンにおける制動制御ＥＣＵの制御手順を示すフローチャート。

符号の説明

１ ミリ波レーダ
２ ステアリングセンサ
３ ヨーレイトセンサ
４ 制動制御ＥＣＵ
５ ゲートウェイＥＣＵ
６ メータＥＣＵ
７ ＶｅｈｉｃｌｅＣＡＮ（Ｊ１９３９）
８ エンジンＥＣＵ
９ 軸重計
１０ ＡＢＳ＿ＥＣＵ
１１ ＡＢＳモジュレータ
１２ エンジン
１３ 車速センサ
１４ ブレーキ操作センサ
１５ ブレーキペダル
１６ ブレーキバルブ
１７ 選択バルブ
１８ リレーバルブ
１９ 制動制御用バルブ
２０ エアタンク
２１ シリンダ
２２ ブレーキパッド
２３ 車輪
２４ 車輪速センサ
４０ 急制動操作検出部
４１ 制動パターン選択部
４２ 制動パターン記憶部

Claims (5)

1. 自車の進行方向に有る対象物との距離を含むセンサ出力に基づき運転操作がなくとも自動的に制動制御を行う制御手段を備え、
   前記制御手段は、前記センサ出力により得られた前記対象物と自車との相対距離および相対速度とに基づき前記対象物と自車とが衝突するまでに要する予測時間を演算し、その予測時間が設定時間を下回ったときに自動的に段階的な制動制御を行う段階的制動制御手段を備え、
   この段階的制動制御手段は、第一制動段階、第二制動段階、第三制動段階と時系列的に３段階に制動力または制動減速度を大きくする制動制御手段であり、
   第一制動段階、第二制動段階、第三制動段階の制動は、一定の大きさの制動力または制動減速度が時間的に継続して与えられるものであり、
   前記予測時間が制動操作によって衝突を回避可能な限界の時間以前のあらかじめ設定された所定時間を下回ると第一制動段階の制動を制動操作によって衝突を回避可能な限界の時間まで継続して与え、
   前記予測時間が前記制動操作によって衝突を回避可能な限界の時間を下回るとハンドル操作によって衝突を回避できる限界の時間までは第二制動段階の制動を継続して与え、
   前記予測時間がハンドル操作によって衝突を回避できる限界の時間を下回ると第三制動段階の制動を継続して与える自動制動制御装置であって、
   自車にはＡＢＳ（Anti Lock Breaking System）および自車の減速度を検出する減速度検出手段が設けられ、
   前記ＡＢＳは、ＡＢＳ制御回路から与えられる制御信号に基づいてＡＢＳモジュレータのデューティ比を制御してシリンダに流入する空気量を調整して制動力または制動減速度を調整する手段を備え、
   前記ＡＢＳ制御回路は、前記減速度検出手段により検出された減速度が前記３段階の段階的な制動制御に要求される減速度になるように前記ＡＢＳモジュレータのデューティ比を制御する手段を備え、
   運転者による急制動操作を検出する急制動操作検出手段が設けられ、
   前記段階的制動制御手段は、前記３段階の段階的な制動制御の実行中に前記急制動操作検出手段が運転者による急制動操作を検出したときには前記ＡＢＳ制御回路に前記段階的な制動制御を中止して前記ＡＢＳモジュレータにより所定の制動力または制動減速度となる制動を実行させる制動割り込み手段を備えた
   ことを特徴とする自動制動制御装置。
2. 前記所定の制動力または制動減速度は、自車が有する最大の制動力または制動減速度である請求項１記載の自動制動制御装置。
3. 前記制動割り込み手段は、前記段階的な制動制御を中止して所定の制動力または制動減速度により制動を実行する際には、自車が有する最大の制動力または制動減速度の上昇率により制動力または制動減速度を上昇させる手段を備えた請求項１または２記載の自動制動制御装置。
4. 自車の進行方向に有る対象物との距離を含むセンサ出力に基づき運転操作がなくとも自動的に制動制御を行う制御手段を備え、
   前記制御手段は、前記センサ出力により得られた前記対象物と自車との相対距離および相対速度とに基づき前記対象物と自車とが衝突するまでに要する予測時間を演算し、その予測時間が設定時間を下回ったときに自動的に段階的な制動制御を行う段階的制動制御手段を備え、
   この段階的制動制御手段は、第一制動段階、第二制動段階、第三制動段階と時系列的に３段階に制動力または制動減速度を大きくする制動制御手段であり、
   第一制動段階、第二制動段階、第三制動段階の制動は、一定の大きさの制動力または制動減速度が時間的に継続して与えられるものであり、
   前記予測時間が制動操作によって衝突を回避可能な限界の時間以前のあらかじめ設定された所定時間を下回ると第一制動段階の制動を制動操作によって衝突を回避可能な限界の時間まで継続して与え、
   前記予測時間が前記制動操作によって衝突を回避可能な限界の時間を下回るとハンドル操作によって衝突を回避できる限界の時間までは第二制動段階の制動を継続して与え、
   前記予測時間がハンドル操作によって衝突を回避できる限界の時間を下回ると第三制動段階の制動を継続して与える自動制動制御装置であって、
   自車にはＡＢＳ（Anti Lock Breaking System）および自車の減速度を検出する減速度検出手段が設けられ、
   前記ＡＢＳは、ＡＢＳ制御回路から与えられる制御信号に基づいてＡＢＳモジュレータのデューティ比を制御してシリンダに流入する空気量を調整して制動力または制動減速度を調整する手段を備え、
   前記ＡＢＳ制御回路は、前記減速度検出手段により検出された減速度が前記３段階の段階的な制動制御に要求される減速度になるように前記ＡＢＳモジュレータのデューティ比を制御する手段を備え、
   運転者による急制動操作により発生することが予想される制動力または制動減速度の強さを推定する制動操作レベル検出手段が設けられ、
   前記段階的制動制御手段は、前記３段階の段階的な制動制御の実行中に前記制動操作レベル検出手段が現段階の制動制御における制動力または制動減速度よりもさらに強い制動力または制動減速度を発生させると推定される運転者による急制動操作を検出したときには前記ＡＢＳ制御回路の前記段階的な制動制御を中止させる手段を備えた
   ことを特徴とする自動制動制御装置。
5. 自車速が所定値未満、または操舵角あるいはヨーレイトのとる値が所定範囲外であるときには、前記段階的制動制御手段の起動を禁止する手段を備えた請求項１ないし４のいずれかに記載の自動制動制御装置。

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