JP6464547B2 - 車両用制動装置及び、緊急制動システムの制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、通常走行時に地面に接触するように適合されている車輪を備えた車両のための車両用制動装置に関する。車両用制動装置は、緊急ブレーキ制御ユニット、車両の車輪と独立して作動するように構成された非可逆制動手段を備えた第１の緊急制動システム、少なくとも１つの加速度検出器、および車輪ブレーキアンチロックシステムを含む。

本発明はまた、車両に非可逆制動手段を有する第１の緊急制動システムがアクティブ化されるべきか否かを判定するための方法に関する。車両は、通常走行時に地面に接触するように適合されている車輪を有する。第１の緊急制動システムは、アクティブ化されると、車両の車輪と独立して作動する。

混雑した交通状況において、例えば、衝突の可能性がある状況で、路面グリップが失われたとき、補助制動装置によって、強化された制動効果を得ることが望まれる。このような補助制動装置の一例が、欧州特許第２３１１６９５号明細書に記載されており、ここでは、制動マットが、チャンバ内の少なくとも１つのエアバッグによって路面に押し付けられる。

別の例が、米国特許第８３５６６８５号明細書に開示されており、ここでは、制動板を下降させことができる。制動板は、下降すると、制動板の真空チャンバ内の低減された圧力により路面に押し付けられる。

ただし、そのような補助制動装置は可逆的ではなく、交通状況に影響を与え、増大した減速による増加した力に車両内の人員をさらすため、補助制動装置をアクティブ化するか否か、およびいつアクティブ化するかに関する、正しい判定に到達することが重要である。欧州特許第２３１１６９５号明細書には、例えば、ＡＢＳ（アンチロック制動システム）がアクティブ化されているか否かが検出されると記載されている。

欧州特許第２３１１６９５号 米国特許第８３５６６８５号

したがって、本発明の目的は、車両の車輪と独立して作動する非可逆制動手段がいつアクティブ化されるべきかを判定する、改善された緊急制動装置を提供することである。

前記目的は、通常走行時に地面に接触するように適合されている車輪を備えた車両のための車両用制動装置によって実現される。車両用制動装置は、緊急ブレーキ制御ユニット、車両の車輪と独立して作動するように構成された非可逆制動手段を備えた第１の緊急制動システム、少なくとも１つの加速度検出器、および車輪ブレーキアンチロックシステムを含む。

緊急ブレーキ制御ユニットは、車輪ブレーキアンチロックシステムがアクティブ化されると前記加速度検出器から車両加速度データを入力するように、および車輪と地面との間の摩擦係数を算出するように構成されている。摩擦係数は、重力加速度で割った加速度データとして算出される。緊急ブレーキ制御ユニットは、第１の緊急制動システムが、第１の複数のパラメータに依存してアクティブ化されるべきか否かを判定するように構成され、これらのパラメータの１つが前記摩擦係数である。

前記目的はまた、車両に非可逆制動手段を有する第１の緊急制動システムがアクティブ化されるべきか否かを判定するための方法によって実現される。車両は、通常走行時に地面に接触するように適合されている車輪を有する。第１の緊急制動システムは、アクティブ化されると、車両の車輪と独立して作動する。

方法は、
車輪ブレーキアンチロックシステムの使用中に車両加速度データを入力するステップと、
重力加速度で前記加速度データを割ることにより、車輪と地面との間の摩擦係数を算出するステップと、
第１の緊急制動システムがアクティブ化されるべきか否かを判定するときに、前記摩擦係数を使用するステップと
を含む。

一例によれば、車両用制動装置は、第２の緊急制動システム、例えばブレーキアシストシステムを備え、これは、車輪ブレーキアンチロックシステムがアクティブに維持されるように、制動を自動で実行するように構成されている。

別の例によれば、緊急ブレーキ制御ユニットは、第２の緊急制動システムが、第２の複数のパラメータに依存してアクティブ化されるべきか否かを判定するように構成されている。

別の例によれば、第１の緊急制動システムは、静止位置から制動位置に下降されるように構成された制動板を備えている。制動板は密封リムを備え、少なくとも部分的に囲まれたボリュームが、制動板と、密封リムと、地面との間に形成されるように、この密封リムは、周方向に走りかつ制動位置で地面と少なくとも部分的に接触するように構成されている。制動位置において、制動板が、少なくとも部分的に囲まれたボリューム外の空気と少なくとも部分的に囲まれたボリューム内の空気との間で与えられる圧力差によって地面に押し付けられるように、圧力がボリューム内で低減される。このようにして、制動板と地面との間の保持力が得られる。

他の例は、従属請求項から明らかである。

いくつかの利点は、本発明の手段によって得られる。主に、車両の車輪と独立して作動する非可逆制動手段がいつアクティブ化されるべきかについての向上した判定が、提供される。

ここで、本発明を、添付の図面を参照してより詳細に説明する。

通常走行時の車両の概略側面図である。 制動位置に第１の緊急制動装置を備えた車両の概略側面図である。 第１の緊急制動装置の斜視底面図である。 緊急制動処理の一例のフローチャートである。 本発明による方法のためのフローチャートである。

図１を参照すると、車両１の側面図が示されており、車両１は、通常走行時に地面４に接触している車輪２，３を備えている。ここでは、車両１は順方向Ｆに走行しているものとする。車両１の後部で、底床５に取り付けられて、第１の緊急制動システム６が構成され、その静止位置に示されている。第１の緊急制動システム６は、例えば衝突を回避するために必要であると判定された場合に、下降するように構成された制動板７を備え、この制動板７は、リンク装置８によって、車両１に接続されている。車両１は、第１の緊急制動システム６を制御するように構成されている緊急ブレーキ制御ユニット１２を備えている。

図２では、制動位置に制動板７を有する第１の緊急制動システム６が、示されて、図３では、制動板７を有する第１の緊急制動システム６は、下から見た斜視図で示される。制動位置において、制動板７は、制動板７の周方向に走っている密封リム９が地面４と接触するように急速に変位している。制動板７が制動位置にあるときに、少なくとも部分的に囲まれたボリューム１０は、制動板７と、密封リム９と、地面４との間に形成される。

制動板７が、ボリューム１０外の空気とボリューム１０内の空気との間で与えられる圧力差によって地面４に押し付けられるように、圧力がボリューム１０内で低減され、これにより、制動板７と地面４との間の保持力が得られる。多くの方法で圧力が低減され得、この例では、制動板７に取り付けられた低圧力容器１１が存在する。

第１の緊急制動システム６は、非可逆的であり、これは、アクティブ化されたときに、容易に除去したり無効にしたりすることができないことを意味するが、第１の緊急制動システム６がアクティブ化されたときに、いわゆる「リンプホーム」機能で、車両を自宅や仕事場に走らせることができる必要がある。また、第１の緊急制動システム６は、非常に効率的であり、アクティブ化されると、当該車両１における乗員は、比較的高い減速にさらされる。したがって、第１の緊急制動システム６が高精度でいつアクティブ化されるべきかを判定することが望ましい。

車両は、ＡＢＳ（アンチロック制動システム）１３ａ，１３ｂをさらに備えている。ＡＢＳ１３ａ，１３ｂがアクティブで動作しているとき、車輪２，３は、地面４との付着性を制限されている。

可能なシナリオにおいては、緊急ブレーキ制御ユニット１２は、例えば、カメラ１４やレーダ装置１５から、入力データが提供される。これらの入力から、物体との衝突の可能性があるかどうかを、緊急ブレーキ制御ユニット１２が評価する。物体との衝突の可能性がある場合、通常の制動および／またはステアリングによる回避の可能性が評価される。通常の制動とステアリングによる回避が可能である限り、緊急ブレーキ制御ユニット１２は、さらなる動作を実行しない。このとき、ＡＢＳ１３ａ，１３ｂは、運転者によってアクティブ化されてもよい。

ただし、通常の制動とステアリングによる回避がもはや可能でない場合、緊急ブレーキ制御ユニットは、少なくとも１つの車輪に作用する第２の緊急制動システム３４を起動することができ、この例では、ＡＢＳ１３ａ，１３ｂがアクティブに維持されるようなレベルで制動を維持するブレーキアシストシステムである。

本発明によれば、その時点の加速度ａが、少なくとも１つの加速度検出器３５によって検出され、測定され、そして、ＡＢＳ１３ａ，１３ｂがアクティブである場合、緊急ブレーキ制御ユニット１２は、前記加速度検出器３５からの車両加速度データを入力するように構成されている。前記加速度検出器３５は、車両に備えられ、緊急ブレーキ制御ユニット１２に接続されている。

緊急ブレーキ制御ユニット１２は、９．８１ｍ／ｓ^２〜９．８２ｍ／ｓ^２である重力加速度ｇで割った加速度ａとして、車輪２，３と地面４との間の摩擦係数μを算出するようにさらに構成されている。また、計算式を、垂直力で割ったいわゆるＫａｍｍｓｃｈｅｒ ｃｉｒｃｌｅ（力のサークル）における最大の力ｘおよびｙを用いて表すことができる。

ＡＢＳ１３ａ，１３ｂがアクティブで動作し、車輪２，３が地面４との付着性を制限されるという事実は、その瞬間の重力加速度ｇで割った加速度ａが、その時点の摩擦係数μの非常に良好な近似値であることを意味している。

衝突の可能性に関する他のセンサ入力を伴って、その時点の摩擦係数μを取得したことにより、緊急ブレーキ制御ユニット１２は、車輪２，３だけの制動で、可能なステアリング回避動作と共に衝突を回避するのに十分であるかどうかの可能性を判定することができる。

緊急ブレーキ制御ユニット１２が、車輪２，３だけの制動で、取得したその時点の摩擦係数μに基づいて、可能なステアリング回避動作と共に衝突を回避するのに十分であると判定するのであれば、さらなる動作は実行されず、第２の緊急制動システム３４は、アクティブに維持される。

緊急ブレーキ制御ユニットが、衝突の危険性がある閾値を下回ったことを判定したとすると、第２の緊急制動システム３４は、非アクティブ化され、車両１の完全な制御が運転者に戻される可能性がある。

緊急ブレーキ制御ユニットが、車輪だけの制動で、取得したその時点の摩擦係数μに基づいて、可能なステアリング回避動作を伴って衝突を回避するのに十分であると判定するのであれば、第１の緊急制動システムがアクティブ化され、この例では、これは、制動板が下降すること、および、ボリューム内の圧力が、上述のように保持力を提供するように低減されることを意味する。

上記を、図４のフローチャートを参照した処理としてより詳細に以下に説明する。フローチャートは、緊急ブレーキ制御ユニット１２で処理される。

前記レーダ１４やカメラ１５などのセンサからのセンサ入力１６は、それぞれ、モーション推定１８とオブジェクト分類１７のために使用され、可能なオブジェクトのモーション推定１８は、前記センサ１４，１５によって検出される。車両の他のシステムからのＣＡＮ（コントロールエリアネットワーク）入力１９は、自車両１のモーション推定のために使用される。他のセンサ入力の例は、ＧＰＳ（全地球測位システム）を介した警告、据え付けの路側センサまたは他の車両内のセンサからの警告である。一般に、センサ１４，１５は、車両１の外部環境の少なくとも一部を走査するために構成される。

取得された入力から、衝突コースが存在するか否かに関する第１の判定２１が、実行される必要がある。Ｎｏの場合、処理は、モーション推定１８に戻される。Ｙｅｓの場合、処理は、快適性回避（ＣＡ）２２と物理的回避（ＰＡ）２３の２つに分岐される。

快適性回避は、当該オブジェクトが、車両１の物理的な範囲から離れて特定の距離を走る特定の快適性範囲外に保持されることを意味する。物理的回避は、当該オブジェクトが、車両１の物理的な範囲外に保持されることを意味する。

快適性回避の分岐では、制動および／またはステアリングによる快適性回避が可能であるか否かに関する第２の判定２４が実行される。Ｎｏの場合、処理は、物理的回避の分岐に移動され、制動および／またはステアリングによる物理的回避が可能であるか否かに関する第３の判定３０が実行される。第２の判定２４でＹｅｓの場合、警告２５が運転者に出力される。

次に、運転者が制動をかけるか否かに関する第４の判定２６が実行される。Ｎｏの場合、処理は、物理的回避の分岐に移動され、制動および／またはステアリングによる物理的回避が可能であるか否かに関する第３の判定３０が実行される。第４の判定２６でＹｅｓの場合、ＡＢＳ１３ａ，１３ｂがアクティブ化されているか否かに関する第５の判定２７が実行される。Ｎｏの場合、処理は、物理的回避の分岐に移動され、制動および／またはステアリングによる物理的回避が可能であるか否かに関する第３の判定３０が実行される。第５の判定２７でＹｅｓの場合、摩擦係数μ（ＣＯＦ）が、上記のように、加速度ａを測定し、摩擦係数μを算出することによって取得される２８。

次に、取得した摩擦係数μは、快適性回避の分岐２２と物理的回避の分岐２３に入力される２９。物理的回避の分岐で、制動および／またはステアリングによる物理的回避が可能であるか否かに関する第３の判定３０が実行される。Ｙｅｓの場合、処理は、モーション推定１８に戻され、つまり快適性回避は十分である。第３の判定３０でＮｏの場合、摩擦係数μが事前に取得されていたか否か、すなわち摩擦係数μが第３の判定３０で使用されていたか否かに関する第６の判定３１が実行される。

Ｙｅｓの場合、その時点の摩擦係数μを考慮して、物理的回避は不可能であると判定され、その後、第１の緊急制動システム６がアクティブ化される。第６の判定３１でＮｏの場合、ＡＢＳ１３ａ，１３ｂがアクティブに維持されるようなレベルで制動を維持しながら、第２の緊急制動システム（ＥＢＳ）３４がアクティブ化される。次に、上記のように加速度ａを測定し、摩擦係数μを算出し、その後、快適性回避の分岐２２と物理的回避の分岐２３に取得した摩擦係数μを入力する２９ことによって、摩擦係数μを取得する２８ことができる。

おそらく、制動および／またはステアリングによる物理的回避がこの段階では不可能であるため、第３の判定３０は第６の判定３１につながり、そして、摩擦係数μが第３の判定３０で取得され使用されていたため、第１の緊急制動システム（ＥＢＳ）６がアクティブ化される。

制動および／またはステアリングによる物理的回避が第３の判定３０で可能であると見なされれば、処理は、モーション推定１８に戻され、つまり快適性回避は十分である。

第１の緊急制動システム６は、記載された種類のものである必要はないが、一般に、車両の車輪２，３と独立して作動する、任意のタイプの非可逆制動手段によって構成され得る、および／または任意のタイプの非可逆制動手段を備え得る。例としては、車両の下で移動可能、または拡張可能なビームであってもよく、これにより、地面４に移動したとき、または地面に向かって拡張したときに、地面に対して圧力が印加され、ビームと地面との間の摩擦μにより制動機能が実行される。

第２の緊急制動システム３４は、例えばブレーキアシストシステムの形式で、ＡＢＳ１３ａ，１３ｂがアクティブに維持されるように、制動を自動で実行することによって動作する任意の適切な種類のものである。

図５を参照すると、本発明は、車両１に非可逆制動手段７を有する第１の緊急制動システム６がアクティブ化されるべきか否かを判定するための方法に関するものであり、ここで、車両は、通常の走行方法の間に地面４に接触するように適合されている車輪２，３を有する。方法は、以下のステップ：
−３６：車輪ブレーキアンチロックシステム１３ａ，１３ｂの使用中に車両加速度データａを入力するステップと、
−３７：重力加速度ｇで前記加速度データａを割ることにより、車輪２，３と地面４との間の摩擦係数μを算出するステップと、
−３８：第１の緊急制動システム６がアクティブ化されるべきか否かを判定するときに、前記摩擦係数μを使用するステップとを含む。

本発明は上記例に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲内で自由に変形することが可能である。緊急ブレーキ制御ユニット１２に接続されている第２の緊急制動システム３４が示されているが、車輪ブレーキやＡＢＳ１３ａ，１３ｂに直接接続されていてもよい。

ＡＢＳは、単なる例であり、任意のタイプの車輪ブレーキアンチロックシステムを使用することができる。

第２の緊急制動システム３４は、本発明のために必要不可欠ではなく、摩擦係数μを取得するために、ＡＢＳがアクティブ化されることのみを必要としている。ただし、アクティブ化されるとき、第２の緊急制動システム３４は、摩擦係数μを加速度測定から算出できるように、ＡＢＳがアクティブ化されることを確実にする。

緊急ブレーキ制御ユニット１２は、１つまたは複数のユニットによって構成されていてもよい。

一般的に、緊急ブレーキ制御ユニット１２は、第１の緊急制動システム６が、第１の複数のパラメータに依存してアクティブ化されるべきか否かを判定するように構成され、これらのパラメータの１つが前記摩擦係数μである。緊急ブレーキ制御ユニット１２は、第２の緊急制動システム６が、第２の複数のパラメータに依存してアクティブ化されるべきか否かを判定するようにさらに構成されている。第１の複数のパラメータおよび第２の複数のパラメータのうちの、１つの、多くの、またはすべてのパラメータは、同じパラメータ（複数可）で構成されていてもよい。第１の複数のパラメータおよび第２の複数のパラメータのうちの少なくとも１つに含まれるパラメータの一例は、カメラ１４やレーダ装置１５のようなセンサからの入力データで構成されていてもよい。

図１および図２に示すように、制動および／または緊急制動に関与するような上述されている構成要素はすべて、車両用制動装置３９に含まれる。これらの構成要素の例は、緊急ブレーキ制御ユニット１２、第１の緊急制動システム６、前記加速度検出器３５、車輪ブレーキアンチロックシステム１３ａ，１３ｂ、第２の緊急制動システム３４、および車両１の外部環境の少なくとも一部を走査するために構成されるセンサ１４，１５である。

Claims (10)

1. 通常走行時に地面（４）に接触する車輪（２，３）を有する車両（１）に搭載される車両用制動装置（３９）において、
   緊急ブレーキ制御ユニット（１２）と；前記車両の車輪（２，３）とは別に独立して動作する非可逆制動手段（７）を含む第１の緊急制動システム（６）と；少なくとも１つの加速度検出器（３５）と；車輪ブレーキアンチロックシステム（１３ａ，１３ｂ）とを含み、
   前記緊急ブレーキ制御ユニット（１２）は、前記車輪ブレーキアンチロックシステム（１３ａ，１３ｂ）がアクティブの時に前記加速度検出器（３５）からの車両加速度データ（ａ）を入力し、重力加速度（ｇ）で割った前記加速度データ（ａ）として、前記車輪（２，３）と前記地面（４）との間の摩擦係数（μ）を算出するように構成され、
   前記緊急ブレーキ制御ユニット（１２）は、前記摩擦係数μを含む第１のパラメータに基づく判定によって、通常の制動及び／またはステアリング操作によって事故の回避が不可の場合に、前記第１の緊急制動システム（６）をアクティブ化することを特徴とする、車両用制動装置（３９）。
2. 前記車両用制動装置（３９）が、前記車輪ブレーキアンチロックシステム（１３ａ，１３ｂ）がアクティブに維持されるように、制動を自動で実行するように構成されている、第２の緊急制動システム（３４）を備えたことを特徴とする請求項１に記載の車両用制動装置。
3. 前記第２の緊急制動システム（３４）がブレーキアシストシステムで構成されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用制動装置。
4. 前記緊急ブレーキ制御ユニット（１２）は、前記第２の緊急制動システム（６）が、第２の複数のパラメータに依存してアクティブ化されるべきか否かを判定するように構成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の車両用制動装置。
5. 前記車両用制動装置（３９）が、前記車両（１）の外部環境の少なくとも一部を走査するために構成されたセンサ（１４，１５）を備え、前記緊急ブレーキ制御ユニット（１２）は、前記センサ（１４，１５）からのデータを入力するように構成され、前記データは前記パラメータに含まれていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の車両用制動装置。
6. 前記第１の緊急制動システム（６）が、静止位置から制動位置に下降するように構成された制動板（７）を備え、
   前記制動板（７）は、周方向に走りかつ前記制動位置で前記地面（４）と少なくとも部分的に接触する密封リム（９）を備え、これにより、少なくとも部分的に囲まれたボリューム（１０）が、前記制動板（７）と、前記密封リム（９）と、前記地面（４）との間に形成されるように構成され、
   前記制動位置において、前記少なくとも部分的に囲まれた前記ボリューム（１０）外の空気と前記少なくとも部分的に囲まれた前記ボリューム（１０）内の空気との間で与えられる圧力差によって、前記制動板（７）が前記地面（４）に押し付けられるように、圧力が前記ボリューム（１０）内で低減され、これにより、前記制動板（７）と前記地面（４）との間の保持力が得られることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の車両用制動装置。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の車両用制動装置（３９）を備えた車両（１）。
8. 車両（１）に非可逆制動手段（７）を有する第１の緊急制動システム（６）を制御する方法であって、前記車両は、通常走行時に地面（４）に接触する車輪（２，３）を有し、前記第１の緊急制動システム（６）は、アクティブな状態では、前記車両の車輪（２，３）から独立して作動する、当該方法において、
   （３６）車輪ブレーキアンチロックシステム（１３ａ，１３ｂ）の使用中に車両加速度データ（ａ）を入力するステップと、
   （３７）重力加速度（ｇ）で前記加速度データ（ａ）を割ることにより、前記車輪（２，３）と前記地面（４）との間の摩擦係数（μ）を算出するステップと、
   （３８）前記摩擦係数μを用いた判定によって、通常の制動及び／またはステアリング操作によって事故を回避可能か否かを判定するステップと、
   回避不可の場合に、前記第１の緊急制動システム（６）をアクティブ化するステップとを含むことを特徴とする方法。
9. 前記方法が、前記車輪ブレーキアンチロックシステム（１３ａ，１３ｂ）がアクティブに維持されるように、制動を自動で実行するための第２の緊急制動システム（３４）を使用するステップを含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記方法が、
    前記車両（１）の外部環境の少なくとも一部に関するデータを入力するステップと、
    前記入力されたデータを使用して、物体との衝突の可能性があるかどうかを評価するステップと、
    緊急制動システム（６，３４）がアクティブ化されるべきか否かを判定するための前記評価を使用するステップとを含むことを特徴とする請求項８または９に記載の方法。

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