JP5218002B2

JP5218002B2 - 制動制御装置

Info

Publication number: JP5218002B2
Application number: JP2008317263A
Authority: JP
Inventors: 節夫所
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-12-12
Filing date: 2008-12-12
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2028-12-12
Also published as: JP2010137772A

Description

本発明は、車両の制動制御を行う制動制御装置に関する。

従来の制動制御装置として、例えば特許文献１，２に記載されているものが知られている。特許文献１に記載の制動制御装置は、車両前方の障害物が所定の条件下で検知された場合に、停止状態を維持するための制動力によって車両を停止させ、運転者の操作により車両が再び走行を開始して車速が所定値以上になった場合に、制動力を解除するものである。

また、特許文献２に記載の制動制御装置は、自車両と障害物との相対関係を検出し、障害物との接触回避が不可能であると判定された場合に制動力を発生させ、その制動力の発生から所定の継続時間が経過した後に、制動力の発生を停止させるものである。
特開２００５−１８６９３６号公報特開２００３−２６７２００号公報

ところで、車両の停止後（制動後）に実施される望ましい制御は、制動制御が実施される際の状況によって異なることがある。そこで、例えば上記特許文献１及び特許文献２の制動制御装置を組み合わせ、各々に作動条件を設定して制動制御を切り替えることが考えられる。一例として、制動力の発生後、所定の継続時間が経過したら制動力の発生を停止させる制動制御（特許文献２）は、車両が高速で走行している場合を作動条件とし、車両の停止を保持する制動制御（特許文献１）は、車両が低速で走行している場合を作動条件とすること等が挙げられる。しかしながら、上記の作動条件により所定の継続時間の経過後に自動で停止状態が解除される制動制御のみが実施される状況下であっても、停止状態を保持する制動制御が求められることがある。従って、停止後に停止状態を保持する制動制御と、停止後に停止状態を解除する制動制御との両制御が協働して実施される制動制御装置が求められている。

そこで、本発明の目的は、停止後に停止状態を保持する制動制御と、停止後に停止状態を解除する制動制御とを協働して実施できる制動制御装置を提供することである。

本発明は、車両の動作状態が第１作動条件を満たすときに、車両と対象物との衝突予測を行い、衝突が予測されると、車両の制動制御を実施し、制動制御の開始から所定時間経過後に制動制御を解除する第１制動制御手段と、車両の動作状態が第１作動条件と異なる第２作動条件を満たすときに、車両と対象物との衝突予測を行い、衝突が予測されると、車両の停止状態を保持するように車両の制動制御を実施する第２制動制御手段とを備え、第２制動制御手段は、第１制動制御手段によって制動制御が実施された場合に、第２制動制御手段による制動制御が実施され易くなるように第２作動条件を変更する手段を有することを特徴とする。

本発明に係る制動制御装置においては、第１制動制御手段によって制動制御が実施された場合に、第２制動制御手段により制動制御が実施され易くなるように第２作動条件を変更する。これにより、車両の動作状態が最初に設定された第２作動条件を満たしていない場合であっても、第１制動制御手段により制動制御が実施されることにより、第２制動制御手段により制動制御が実施されることがある。つまり、通常では第２制動制御手段によって車両の停止状態を保持するような制動制御を実施するか否かの判定が行われない状況であっても、第１制動制御手段により制動制御が実施されると、第２作動条件を変更することにより、第２制動制御手段による制動制御の実施が必要であるか否かの判定が行われ、制動制御の実施が必要である場合に第２制動制御手段により制動制御が実施されることになる。このように、車両の停止後に停止状態を保持する制動制御と、車両の停止後に停止状態を解除する制動制御といった両制御を協働して実施することができる。

好ましくは、第１作動条件は、車両の走行速度が第１速度以上となる条件であり、第２作動条件は、車両の走行速度が第２速度以下となる条件であり、第２作動条件を変更する手段は、第１制動制御手段によって制動制御が実施された場合に、第２速度を大きくする手段である。この場合、第２制動制御手段の動作に使用される第２作動条件を好適に変更することができ、第２制動制御手段による制動制御の実施が確実に行われ易くなる。

また、好ましくは、第２制動制御手段は、第１制動制御手段によって制動制御が実施された場合に、車両と対象物との衝突を予測するための衝突予測閾値を下げる手段を有する。この場合、第２制動制御手段による制動制御の実施が必要な場合に、速やかに制動制御を実施することが可能となる。

本発明によれば、停止後に停止状態を保持する制動制御と、停止後に停止状態を解除する制動制御とを協働して実施できる。これにより、有効な制動制御を実現することが可能となる。

以下、本発明に係わる制動制御装置の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係わる制動制御装置の概略構成を示すブロック図である。同図において、制動制御装置１は、停止後に停止状態を保持する制動制御と、停止後に停止状態を解除する制動制御とを協働して実施する装置である。

制動制御装置１は、ＥＣＵ（ElectronicControl Unit）２を備えている。このＥＣＵ２には、障害物監視センサ３と、障害物監視センサ４と、車速センサ５と、車両運動状態監視センサ６と、ドライバ状態監視センサ７と、ブレーキアクチュエータ８とが接続されている。

障害物監視センサ３は、車両前方の障害物（例えば、車両、路側物、歩行者、自転車等）を監視（検出）するためのセンサである。障害物監視センサ３は、例えばカメラやミリ波レーダ等である。障害物監視センサ３は、車両の前方の所定の箇所に設けられ、車両の前方を検知できる向きで配置される。この障害物監視センサ３は、後述する第１制動制御部９における高速走行時を想定した認識（監視）システムにおいて利用されるものである。そのため、図２（ａ）に示すように、例えば障害物監視センサ３における検出エリアＡ１は、障害物の検出距離優先で設計されており、検出距離が１００ｍ以上、検出視野が車両Ｍの進行方向に対して±１０〜１５°程度となっている。障害物監視センサ３は、検出した障害物に関する各障害物情報をＥＣＵ２に送出する。

障害物監視センサ４は、障害物監視センサ３と同様に、車両前方の障害物を監視するためのセンサである。この障害物監視センサ４は、後述する第２制動制御部１０における低速走行時を想定した認識システムにおいて利用されるものである。そのため、図２（ｂ）に示すように、例えば障害物監視センサ４における検出エリアＡ２は、障害物検出視野優先で設計され、検出距離が１０ｍ程度、検出視野が車両の進行方向に対して±９０°となっている。障害物監視センサ４は、検出した障害物に関する各障害物情報をＥＣＵ２に送出する。

車速センサ５は、自車両の走行速度（車速）を検出し、その検出信号（車速信号）をＥＣＵ２に送出する。

車両運動状態監視センサ６は、車両の運動状態を監視（検出）するセンサである。車両運動状態監視センサ６は、例えばアクセル開度センサや操舵センサ等である。アクセル開度センサは、アクセルスロットルの開度を計測することで車両Ｍの運動状態を検出する。操舵センサは、ハンドルの操舵角を検出することにより、例えば車両Ｍがカーブを走行しているか否か等を判定することで車両Ｍの運動状態を検出する。車両運動状態監視センサ６は、それぞれ検出した車両Ｍの運動状態に関する各車両情報をＥＣＵ２に送出する。

ドライバ状態監視センサ７は、運転者の状態を監視（検出）するセンサである。ドライバ状態監視センサ７は、例えば顔画像撮像カメラ等である。顔画像撮像カメラは、運転者の顔向きを検出することにより、例えば運転者が脇見運転をしているか否か等を判定することで運転者の状態を検出する。ドライバ状態監視センサ７は、検出した運転者の状態に関する各ドライバ情報をＥＣＵ２に送出する。

ブレーキアクチュエータ８は、ＥＣＵ２から送出された制動信号に応じてアクチュエータを作動させて、ブレーキの制動を制御する。

ＥＣＵ２は、第１制動制御部９と、第２制動制御部１０とを備えている。なお、ＥＣＵ２は、図示しないメモリ等を更に備えている。

第１制動制御部９は、障害物監視センサ３、車速センサ５、車両運動状態監視センサ６、ドライバ状態監視センサ７から送出された各情報及び信号に基づいて、障害物の検出を行うと共に、車両Ｍと障害物との衝突予測を行う。具体的に、第１制動制御部９は、車速センサ５から送出された車速信号が第１作動条件である車速下限値以上である場合に、車両Ｍと障害物との衝突予測を行う。そして、第１制動制御部９は、車両Ｍと障害物との衝突が予測されると、車両Ｍの制動制御を実施し、制動制御の開始から所定時間経過後に制動制御の解除をするように、車両の制動移動制御の実施を指示する制動信号をブレーキアクチュエータ８に送出する。

第２制動制御部１０は、障害物監視センサ４、車速センサ５、車両運動状態監視センサ６、ドライバ状態監視センサ７から送出された各情報及び信号に基づいて、車両Ｍと障害物との衝突予測を行う。具体的に、第１制動制御部９は、車速センサ５から送出された車速信号が第２作動条件である車速上限値以下である場合に、車両Ｍと障害物との衝突予測を行う。そして、第１制動制御部９は、車両Ｍと障害物との衝突が予測されると、車両Ｍの停止状態を保持するように車両Ｍの制動制御の実施を指示する制動信号をブレーキアクチュエータ８に送出する。

また、第２制動制御部１０は、第１制動制御部９において制動制御が実施された場合に、車速上限値及び車両Ｍと対象物との衝突を予測するための衝突予測閾値回数を、第１制動制御部９により制動制御が実施された際の車速に応じて変更する。

図３は、第１制動制御部９によって実行される制動制御の処理手順の詳細を示すフローチャートである。

図３において、まずＥＣＵ２のメモリ（図示しない）に格納されている車速下限値Ｖ_{ｈ−ｍｉｎ}（例えば１５ｋｍ／ｈ）が読み込まれる（手順Ｓ０１）。次に、車両Ｍの現在の走行速度が、メモリから読み込まれた車速下限値以上であるか否かが判定される（手順Ｓ０２）。走行速度が走行下限値以上であると判定された場合には、手順Ｓ０３に進む。一方、走行速度が走行下限値より低いと判定された場合には、処理が終了する。

手順Ｓ０３では、車両Ｍ前方の障害物が検出される。具体的には、障害物監視センサ３であるカメラやミリ波レーダによって取得された画像情報や位置情報に基づいて、車両Ｍ前方の障害物が検出される。そして、車両Ｍ前方に障害物が検出されると、車両Ｍと障害物との衝突が予測される（手順Ｓ０４）。具体的には、同じ障害物が衝突予測閾値回数（ｎ）以上検出された場合に、障害物有りと判定され、車両Ｍと障害物との衝突が予測される。このとき、車両運動状態監視センサ６及びドライバ状態監視センサ７から送出された各情報に基づいて判定された運転者の状態（例えば脇見運転）や車両Ｍの運動状態（例えばカーブ走行時）も、衝突を予測するための情報として加味される。

続いて、車両Ｍと障害物との衝突が予測されると、衝突の可能性が高い（大）か否かが判定される（手順Ｓ０５）。衝突の可能性大であると判定された場合には、手順Ｓ０６に進む。一方、衝突の可能性が大でないと判定された場合には、処理が終了する。

手順Ｓ０６では、車両Ｍと障害物との衝突の可能性が高い場合に、ブレーキアクチュエータ８に制動信号を送出し、車両Ｍの制動制御を実施（ブレーキＯＮ）させる。このとき、第１制動制御部９により制動制御が実施されてことを示す衝突可能性フラグが立てられる（手順Ｓ０７）。

そして、車両Ｍの制動制御の実施後、所定時間経過したか否かが判定される（手順Ｓ０８）。所定時間経過したと判定された場合には、手順Ｓ０９に進む。一方、所定時間経過していないと判定された場合には、同処理が繰り返される。

手順Ｓ０９では、車両Ｍの制動制御が解除（ブレーキＯＦＦ）される。そして、ブレーキＯＦＦに伴い、衝突可能性フラグが解除される（手順Ｓ１０）。

図４は、第２制動制御部１０によって実行される制動制御の処理手順の詳細を示すフローチャートである。なお、本処理は、第１制動制御部９の処理と併行して実行される。

図４において、まずＥＣＵ２のメモリ（図示しない）に格納されている車速上限値Ｖ_{ｌ−ｍａｘ}（例えば２０ｋｍ／ｈ）及び衝突予測閾値回数（ｎ）が読み出される（手順Ｓ１１）。次に、第１制動制御部９において衝突可能性フラグが立てられているか否かが判定される（手順Ｓ１２）。衝突可能性フラグが立てられていると判定された場合には、手順Ｓ１３に進む。一方、衝突可能性フラグが立てられていないと判定された場合には、手順Ｓ１５に進む。

手順Ｓ１３では、車速上限値Ｖ_{ｌ−ｍａｘ}が大きくなるように変更される。具体的に、車速上限値は、第１制動制御部９により制動制御が実施されたときの車速Ｖ_{ｈ−ｃｔｅ}の値に比例して大きくなるように変更される。例えば、第１制動制御部９により制動制御が実施されたときの車速が６０ｋｍ／ｈであった場合には、車速上限値が例えば３０ｋｍ／ｈに設定され、第１制動制御部９により制動制御が実施されたときの車速が８０ｋｍ／ｈであった場合には、車速上限値が例えば４０ｋｍ／ｈに設定される。

また、衝突可能性フラグが立てられている場合には、衝突予測閾値回数ｎが少なくなるように変更される（手順Ｓ１４）。具体的に、衝突予測閾値回数は、第１制動制御部９により制動制御が実施されたときの車速（Ｖ_{ｈ−ｃｔｅ}）の値に比例させてが少なくなるように、ｎ＝ｎ×（Ｖ_{ｌ−ｍａｘ}／Ｖ_{ｈ−ｃｔｅ}）の式に基づいて変更される。例えば、第１制動制御部９により制動制御が実施されたときの車速が６０ｋｍ／ｈであった場合には、ｎ＝ｎ×（２０／６０）となり、衝突予測閾値回数が１／３に減少される。

手順Ｓ１５では、車両Ｍの現在の走行速度が車速上限値以下であるか否かが判定される。このとき、衝突可能性フラグが立てられていない場合には、最初に設定された例えばＶ_{ｌ−ｍａｘ}＝２０ｋｍ／ｈが車速上限値とされ、衝突可能性フラグが立てられている場合には、変更された例えばＶ_{ｌ−ｍａｘ}＝３０ｋｍ／ｈが車速上限値とされる。車両Ｍの現在の走行速度が車速上限値以下であると判定された場合には、手順Ｓ１６に進む。一方、車両Ｍの現在の走行速度が車速上限値より高いと判定された場合には、処理が終了する。

手順Ｓ１６では、車両Ｍ前方の障害物が検出される。そして、車両Ｍ前方に障害物が検出されると、車両Ｍと障害物との衝突が予測され（手順Ｓ１７）、衝突の可能性が高い（大）か否かが判定される（手順Ｓ１８）。衝突の可能性大であると判定された場合には、手順Ｓ１９に進む。一方、衝突の可能性が大でないと判定された場合には、処理が終了する。

手順Ｓ１９では、車両Ｍと障害物との衝突の可能性が高いことを受けて、ブレーキアクチュエータ８に制動信号を送出し、車両Ｍの制動制御を実施（ブレーキＯＮ）させる。その後、運転者にブレーキを解除する意思があるか否かが、車両情報（例えば、アクセル開度センサから送出される開度信号等）に基づいて判定される（手順Ｓ２０）。ブレーキを解除する意思とは、車両Ｍの停止後に、運転者が発進しようと例えばアクセルペダルを踏む行為等である。運転者にブレーキを解除する意思があると判定された場合には、車両の制動制御を解除（ブレーキＯＦＦ）する（手順Ｓ２１）。一方、運転者にブレーキを解除する意思がないと判定された場合には、同処理が繰り返される。

以上のように本実施形態の制動制御装置１にあっては、第１制動制御部９によって制動制御が実施された場合に、第２制動制御部１０により制動制御が実施され易くなるように車速上限値Ｖ_{ｌ−ｍａｘ}及び衝突予測閾値回数ｎを変更する。

ここで、第１制動制御部９により制動制御が実施される状況、すなわち車両Ｍが高速で走行している状況においては、主な障害物として例えば車両や大きな路側物等が考えられる。一方、第２制動制御部１０により制動制御が実施される状況、すなわち車両Ｍが低速で走行している状況においては、主な障害物として例えば歩行者や自転車（交通弱者）等が考えられる。そのため、障害物が車両や大きな路側物等である場合には、車両の停止後に停止状態を解除する制動制御、障害物が交通弱者等である場合には、車両の停止後に停止状態を保持する制動制御が望ましい。しかし、車両が高速で走行している場合であっても、障害物が交通弱者となる場合も有り得る。従って、車両の停止後に停止状態を保持する制動制御を高速走行時から確実に作動させることが求められる。

そこで、本実施形態では、上記のように第１制動制御部９の制動制御が実施されたときの車速Ｖ_{ｈ−ｃｔｅ}に比例させて、第２制動制御部１０の最初に設定された車速上限値Ｖ_{ｌ−ｍａｘ}を大きくなるように変更することにより、車両Ｍの走行速度が車速上限値以上である場合であっても、第２制動制御部１０により制動制御が実施され易くなる。すなわち、第１制動制御部９の衝突予測の判断結果を、第２制動制御部１０の認識・判断に反映させている。これにより、通常では第２制動制御部１０により車両の停止状態を保持するような制動制御を実施するか否かの判定が行われない走行速度であっても、第１制動制御部９により制動制御が実施されると、車速上限値Ｖ_{ｌ−ｍａｘ}を変更することにより、第２制動制御部１０による制動制御の実施が必要であるか否かの判定が行われ、制動制御の実施が必要である場合に第２制動制御部９により停止後に停止状態を保持する制動制御が実施されることになる。このように、車両Ｍの停止後に停止状態を保持する制動制御と、車両Ｍの停止後に停止状態を解除する制動制御といった両制御を協働して実施することができる。その結果、有効な制動制御を実現することが可能となる。

また、第１制動制御部９によって制動制御が実施された場合に、第２制動制御部１０における車両Ｍと対象物との衝突を予測するための衝突予測閾値回数ｎを第１制動制御部９により制動制御が実施された際の速度に比例させて下げる。これにより、第２制動制御部９による制動制御の実施が必要な場合に、衝突予測の判断時間を短くして、速やかに制動制御を実施することが可能となり、応答性を早めることができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、第１制動制御部９により制動制御が実施された際の車速Ｖ_{ｈ−ｃｔｅ}に比例させて第２制動制御部１０の車速上限値を変更しているが、この車速上限値は、例えば第１制動制御部９により制動制御が実施された際の車速と同じになるように変更されてもよい。

また、上記実施形態では、第１制動制御部９による制動制御の実施時に立てられた衝突可能性フラグに基づいて、第１制動制御部９により制動制御が実施されたことを第２制動制御部１０が認識しているが、その他の方法によって認識されてもよい。例えば、車両Ｍの上下角を検出するセンサ（ヨーセンサ）を車両Ｍに搭載し、第１制動制御部９により制動制御が実施された際、車両が前方に沈み込んだときの角度、すなわちダイブ角を検出し、センサの上下軸が所定量下に向いていることを想定して、上下センサ軸中心を上方へ補正して認識する構成としてもよい。

本発明の一実施形態に係わる制動制御装置の概略構成を示すブロック図である。障害物監視センサの検出距離及び検出視野を示す図である。第１制動制御部によって実行される制動制御の処理手順の詳細を示すフローチャートである。第２制動制御部によって実行される制動制御の処理手順の詳細を示すフローチャートである。

符号の説明

１…制動制御装置、２…ＥＣＵ（第１制動制御手段、第２制動制御手段）、９…第１制動制御部（第１制動制御手段）、１０…第２制動制御部（第２制動制御手段）、Ｍ…車両。

Claims

車両の動作状態が第１作動条件を満たすときに、前記車両と対象物との衝突予測を行い、当該衝突が予測されると、前記車両の制動制御を実施し、前記制動制御の開始から所定時間経過後に当該制動制御を解除する第１制動制御手段と、
前記車両の動作状態が前記第１作動条件と異なる第２作動条件を満たすときに、前記車両と前記対象物との衝突予測を行い、当該衝突が予測されると、前記車両の停止状態を保持するように前記車両の制動制御を実施する第２制動制御手段とを備え、
前記第２制動制御手段は、前記第１制動制御手段によって前記制動制御が実施された場合に、前記第２制動制御手段による前記制動制御が実施され易くなるように前記第２作動条件を変更する手段を有し、
前記第１作動条件は、前記車両の走行速度が第１速度以上となる条件であり、
前記第２作動条件は、前記車両の走行速度が第２速度以下となる条件であり、
前記第２作動条件を変更する手段は、前記第１制動制御手段によって前記制動制御が実施された場合に、前記第２速度を大きくする手段であることを特徴とする制動制御装置。
前記第２制動制御手段は、前記第１制動制御手段によって前記制動制御が実施された場合に、前記車両と前記対象物との衝突を予測するための衝突予測閾値を下げる手段を有することを特徴とする請求項１記載の制動制御装置。