JP5333604B2 - ブレーキ制御装置及びブレーキ制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ブレーキ制御装置及びブレーキ制御方法に関し、特に自車両のブレーキの作動のタイミングを算出するブレーキ制御装置に関する。
車両の安全性を高めるため、自車両のブレーキを算出されたタイミングで作動させる装置が提案されている。例えば、特許文献１には、自車両と被衝突物との衝突が不可避と判断されたときに作動される１以上の安全装置を備えた車両が開示されている。この車両では、当該車両に備えられたレーダ装置及び画像取込装置によって取得された情報に基づいて被衝突物との衝突によって自車両が受ける被害の大きさを推定し、この推定された被害の大きさに応じて上記安全装置のプリクラッシュセーフティ制御を最適化する。
特開２００５−２６３０２６号公報
しかしながら、上記技術では、様々な状況に関わらず、ブレーキの作動による適切な速度の変化量を確保する点で改善の余地がある。
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、より適切なブレーキの作動による速度の変化量を確保することができるブレーキ制御装置及びブレーキ制御方法を提供することにある。
本発明は、自車両と対象物との相対速度と、自車両のブレーキの作動による予め設定された速度の変化量と、自車両のブレーキの作動による減速度とに基づいて、自車両の前記ブレーキの作動のタイミングを算出するブレーキ作動タイミング算出ユニットを備えたブレーキ制御装置である。
この構成によれば、ブレーキ制御装置のブレーキ作動タイミング算出ユニットは、自車両と対象物との相対速度と、自車両のブレーキの作動による予め設定された速度の変化量と、自車両のブレーキの作動による減速度とに基づいて、自車両のブレーキの作動のタイミングを算出する。これにより、自車両と対象物との相対速度に関わらず、自車両のブレーキの作動による速度の変化量は設定された一定の量となる。したがって、より適切なブレーキの作動による速度の変化量を確保することができる。
この場合、ブレーキ作動タイミング算出ユニットは、相対速度が設定された速度の変化量以下の場合には、相対速度と、減速度とに基づいて、自車両のブレーキの作動のタイミングを算出するものとできる。
この構成によれば、ブレーキ作動タイミング算出ユニットは、相対速度が設定された速度の変化量以下の場合には、相対速度と、減速度とに基づいて、自車両のブレーキの作動のタイミングを算出する。これにより、自車両と対象物との相対速度が、自車両のブレーキの作動による設定された速度の変化量以下と小さい場合には、当該相対速度分の減速度により自車両の減速が行われる。これにより、不要な減速を抑えることができる。
また、ブレーキ作動タイミング算出ユニットは、対象物の加減速度に基づいて、自車両のブレーキの作動のタイミングを算出するものとできる。
この構成によれば、ブレーキ作動タイミング算出ユニットは、対象物の加減速度に基づいて、自車両のブレーキの作動のタイミングを算出する。これにより、さらに適切なブレーキの作動による速度の変化量を確保することができる。
また、ブレーキ作動タイミング算出ユニットは、自車両のシステム内の所定の遅れ時間に基づいて、自車両のブレーキの作動のタイミングを算出するものとできる。
この構成によれば、ブレーキ作動タイミング算出ユニットは、自車両のシステム内の所定の遅れ時間に基づいて、自車両のブレーキの作動のタイミングを算出する。これにより、より適切な自車両のブレーキ作動のタイミングと、より適切なブレーキの作動による速度の変化量を確保することができる。
また、本発明は、自車両と対象物との相対速度と、自車両のブレーキの作動による予め設定された速度の変化量と、自車両の前記ブレーキの作動による減速度とに基づいて、自車両のブレーキの作動のタイミングを算出するブレーキ作動タイミング算出工程を含むブレーキ制御方法である。
本発明のブレーキ制御装置及びブレーキ制御方法によれば、より適切なブレーキの作動による速度の変化量を確保することができる。
本発明の実施形態に係るＰＣＳシステムの構成を示すブロック図である。 相対速度と減速量との関係を示すグラフ図である。 相対速度とＴＴＣとの関係を示すグラフ図である。 障害物が先行車であって先行車が加減速度を伴って移動している場合の相対速度とＴＴＣとの関係を示すグラフ図である。 障害物が停止又は一定速度で移動している場合の相対速度と作動時ＴＴＣ及び指示ＴＴＣとの関係を示すグラフ図である。 障害物が加減速度を伴って移動している場合の相対速度と作動時ＴＴＣ及び指示ＴＴＣとの関係を示すグラフ図である。
以下、図面を参照して本発明の実施形態に係るブレーキ制御装置について説明する。本実施形態のブレーキ制御装置は、他車両や路側の構造物等の対象物に対し自車両のブレーキを算出されたタイミングで作動させるＰＣＳ（Pre-Crush Safety）システムとして構成されている。図１に示すように、本実施形態のＰＣＳシステム１０は、レーザレーダ１２、画像センサ１４、ＰＣＳ ＥＣＵ２０、シートベルトアクチュエータ３１、ブレーキアクチュエータ３２、エアバッグアクチュエータ３３及びエンジンＥＣＵ３４を備えている。
レーザレーダ１２は、自車両前方の対象物となる他車両等の障害物の位置、距離及び相対速度を計測する。画像センサ１４は、ＣＭＯＳカメラやＣＣＤカメラから構成され、自車両前方の対象物を撮像し、対象物の状態を検出する。なお、車両と対象物との位置関係及び速度関係等の計測手段は、レーザレーダ１２のみならず、ステレオカメラなど他の手段を用いても良い。ＰＣＳ ＥＣＵ２０は、後述するように、レーザレーダ１２や画像センサ１４により得られた対象物との相対速度等の情報から接触の可能性及びそのタイミングを判断し、ブレーキアクチュエータ３２等の各種安全装置の作動を制御する。
シートベルトアクチュエータ３１は、ＰＣＳ ＥＣＵ２０の指令信号により、接触の可能性があるときに、シートベルトの張力を増大させてドライバーの安全性を高める。ブレーキアクチュエータ３２は、ＰＣＳ ＥＣＵ２０が状況に応じて算出したタイミングにより、自車両を減速させる。エアバッグアクチュエータ３３は、ＰＣＳ ＥＣＵ２０の指令信号により、接触の可能性があるときに、エアバッグを展張させてドライバーの安全性を高める。エンジンＥＣＵ３４は、ＰＣＳ ＥＣＵ２０の指令信号により、自車両のエンジンを制御する。
以下、本実施形態のＰＣＳシステム１０の動作について説明する。まず、本発明者の知見による現状のシステムの課題について説明する。ここで、対象物と自車両との接触までの時間であるＴＴＣ（Time To Collision）が同じであり、同様にブレーキを作動させた場合を想定する。この場合、対象物と自車両との相対速度と、ブレーキによる自車両の速度の変化（減速量）との関係は、相対速度が大きくなるほど接触までの減速量は少なくなる。
例えば、ブレーキ作動時の対象物までの距離をＤとすると、ＴＴＣの定義として、下式（１）が成立する。
Figure 0005333604
ここで、Ｖｒはブレーキ作動時の対象物と自車両との相対速度である。ブレーキの作動により発生する設定された加速度（負の値のときは減速度）ａをステップ応答と仮定し、衝突までの時間をｔとすると、下式（２）が成立する。
Figure 0005333604
式（１）（２）により、ｔとＶｒとの関係を出すと、下式（３）が成立する。
Figure 0005333604
接触までの減速量ΔＶは、下式（４）のようになる。
Figure 0005333604
これにより、相対速度Ｖｒと減速量ΔＶとの関係を示すと図２のようになる。図２に示すように、相対速度Ｖｒが高くなるほど、減速量ΔＶは小さくなることが判る。
そこで、本実施形態では、相対速度Ｖｒ及び減速度ａによらずに同じ減速量を得る。従来と同様に、ブレーキ作動時の対象物までの距離をＤとし、ブレーキ作動のタイミングが接触のＴＴＣだけ前と仮定して、下式（１）が成立する。
Figure 0005333604
上記と同様に、ブレーキの作動により発生する加速度ａをステップ応答と仮定し、接触までの時間をｔとすると、同様に下式（２）が成立する。
Figure 0005333604
本実施形態では、式（１）（２）により、ＴＴＣに対して式をまとめる。下式（４）より、ｔを消去する。
Figure 0005333604
これにより下式（５）が成立する。
Figure 0005333604
相対速度Ｖｒが目標減速量として予め設定された減速量ΔＶ以下の場合は、相対速度Ｖｒ分だけ減速すれば十分であるため、式（５）で相対速度Ｖｒと減速量ΔＶとを同じにして、下式（６）を得る。
Figure 0005333604
ここで相対速度ＶｒとＴＴＣとの関係を示すと図３のようになる。図３のように相対速度Ｖｒが設定された減速量ΔＶより小さい範囲では、ΔＶ＝Ｖｒで計算される。これにより、相対速度Ｖｒが小さいときに不要な減速をすることを防止することができる。
また、対象物が例えば先行車両であり、且つその加減速度（負の値のときは減速度）がａＴのときは、下式（２’）（５’）（６’）が成立する。
Figure 0005333604
Figure 0005333604
Figure 0005333604
先行車両が加減速度を伴って移動している場合の相対速度ＶｒとＴＴＣとの関係は、図４に示すようになる。
これにより、相対速度Ｖｒ及び減速度ａによらずに同じ減速量を得るためのブレーキ作動のタイミング（指示ＴＴＣ）は下記のようになる。すなわち、車両システム内の遅れ時間を考慮し、実際に作動させたい作動ＴＴＣよりも早めにＰＣＳ ＥＣＵ２０は指示を出す必要がある。そこで、遅れ時間を考慮し、対象物が停止または一定速度で移動している場合の相対速度Ｖｒと作動ＴＴＣ及び指示ＴＴＣとの関係は、図５に示すようになる。また、対象物が減速度を伴って移動している場合の相対速度Ｖｒと作動ＴＴＣ及び指示ＴＴＣとの関係は、図６に示すようになる。なお、ブレーキの作動によって発生する減速度は、予め設定されたものであってもなくても、いずれでも良い。
本実施形態では、ＰＣＳシステム１０のＰＣＳ ＥＣＵ２０は、自車両と対象物との相対速度Ｖｒと、自車両のブレーキの作動による予め設定された減速量ΔＶと、自車両のブレーキの作動による減速度ａとに基づいて、自車両のブレーキの作動のタイミングであるＴＴＣを算出する。これにより、自車両と対象物との相対速度Ｖｒに関わらず、自車両のブレーキの作動による減速量ΔＶは設定された一定の量となる。したがって、より適切なブレーキの作動による減速量ΔＶを確保することができる。
また、本実施形態では、ＰＣＳ ＥＣＵ２０は、相対速度Ｖｒが設定された減速量ΔＶ以下の場合には、相対速度Ｖｒと、減速度ａとに基づいて、自車両のブレーキの作動のタイミングを算出する。これにより、自車両と対象物との相対速度Ｖｒが、自車両のブレーキの作動による設定された減速量ΔＶ以下と小さい場合には、当該相対速度Ｖｒ分の減速度ａにより自車両の減速が行われる。これにより、不要な減速を抑えることができる。
また、本実施形態では、ＰＣＳ ＥＣＵ２０は、対象物の加減速度ａＴに基づいて、自車両のブレーキの作動のタイミングを算出する。これにより、さらに適切なブレーキの作動による減速量ΔＶを確保することができる。
また、本実施形態では、ＰＣＳ ＥＣＵ２０は、自車両のシステム内の所定の遅れ時間に基づいて、自車両のブレーキの作動のタイミングである指示ＴＴＣを算出する。これにより、より適切な自車両のブレーキ作動のタイミングと、より適切なブレーキの作動による減速量ΔＶを確保することができる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。
本発明のブレーキ制御装置によれば、ブレーキ制御装置によれば、より適切なブレーキの作動による速度の変化量を確保することができる。
１０ ＰＣＳシステム
１２ レーザレーダ
１４ 画像センサ
２０ ＰＣＳ ＥＣＵ
３１ シートベルトアクチュエータ
３２ ブレーキアクチュエータ
３３ エアバッグアクチュエータ
３４ エンジンＥＣＵ

Claims (5)

  1. 自車両と対象物との相対速度と、前記自車両のブレーキの作動開始時点から前記自車両と前記対象物とが接触する時点までにおける目標減速量として予め設定された速度の変化量と、前記自車両の前記ブレーキの作動による減速度として予め設定された減速度とに基づいて、前記自車両の前記ブレーキの作動のタイミングを算出するブレーキ作動タイミング算出ユニットを備えたブレーキ制御装置。
  2. 前記ブレーキ作動タイミング算出ユニットは、前記相対速度が前記設定された速度の変化量以下の場合には、前記相対速度と、前記減速度とに基づいて、前記自車両のブレーキの作動開始時点から前記自車両と前記対象物とが接触する時点までにおける前記目標減速量として予め設定された速度の変化量と前記相対速度とが同じとなるように前記自車両の前記ブレーキの作動のタイミングを算出する、請求項１に記載のブレーキ制御装置。
  3. 前記ブレーキ作動タイミング算出ユニットは、前記対象物の加減速度に基づいて、前記自車両の前記ブレーキの作動のタイミングを算出する、請求項１又は２に記載のブレーキ制御装置。
  4. 前記ブレーキ作動タイミング算出ユニットは、前記自車両のシステム内の所定の遅れ時間に基づいて、前記自車両の前記ブレーキの作動のタイミングを算出する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のブレーキ制御装置。
  5. 自車両と対象物との相対速度と、前記自車両のブレーキの作動開始時点から前記自車両と前記対象物とが接触する時点までにおける目標減速量として予め設定された速度の変化量と、前記自車両の前記ブレーキの作動による減速度として予め設定された減速度とに基づいて、前記自車両の前記ブレーキの作動のタイミングを算出するブレーキ作動タイミング算出工程を含むブレーキ制御方法。
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