JP6631097B2 - 制動力制御装置および制動力制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、制動力制御装置および制動力制御方法に関する。

近年の自動車業界において、乗員の安全を確保するためにドライバの運転を支援する運転支援装置の開発が進められている。この種の装置として、自動ブレーキ制御により自車両と障害物（例えば、自車両の進行方向前方を走行する前方車両）との衝突回避や、衝突時の被害を軽減する運転支援装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。このような運転支援装置は、ＡＥＢＳ（Advanced Emergency Braking System）などと呼ばれている。

上記運転支援装置では、車両に設けられたレーダセンサーを用いて自車両と障害物との衝突予測時間を算出し、当該衝突予測時間が予め定められた所定時間よりも短くなった場合に、その旨を報知するために警報や自動ブレーキ（警報ブレーキ）等の運転支援制御が実行される。この所定時間は、ドライバの通常のブレーキ操作や操舵により衝突を回避することができる限界時間である。また、運転支援制御が実行されたにも関わらずドライバが衝突回避操作を行わなかった場合や急に車両直前の障害物を検出した場合など、衝突予測時間が上記した所定時間より短い時間で設定された設定時間よりも短くなった場合に、衝突回避するための自動ブレーキ制御である、警報ブレーキよりも強い自動ブレーキ（緊急ブレーキ）制御が実行される。この設定時間は、緊急ブレーキにより障害物との衝突を回避することができる限界時間である。

特開２００９−１８７２１号公報

ところで、上記運転支援装置においては、衝突回避や衝突時の被害を軽減する上で非常に有効である一方で、状況によっては、運転支援装置による警報および制動が、ドライバの煩わしさの原因となったり、交通流を乱す原因となるおそれがある。

本発明の目的は、ドライバが煩わしく感じたり、交通流を乱す原因となる警報や制動を低減できる制動力制御装置および制動力制御方法を提供することである。

本発明の制動力制御装置の一つの態様は、
自車両と前方車両との間の距離情報および相対速度情報に基づいて、警報および／または制動の制御を実行する警報／制動制御部と、
ブレーキペダルの踏み込み量が０より大きくかつ所定の閾値以下の場合、前記制御を抑制する警報／制動抑制部と、
を具備し、
前記所定の閾値は、発生減速度とブレーキペダルの踏み込み量との関係を表す情報を用いて設定される。

本発明の制動力制御方法の一つの態様は、
自車両と前方車両との間の距離情報および相対速度情報に基づいて、警報および／または制動の制御を実行する警報／制動制御ステップと、
ブレーキペダルの踏み込み量が０より大きくかつ所定の閾値以下の場合、前記制御を抑制する警報／制動抑制ステップと、
を含み、
前記所定の閾値は、発生減速度とブレーキペダルの踏み込み量との関係を表す情報を用いて設定される。

本発明によれば、ドライバが煩わしく感じたり、交通流を乱す原因となる警報や制動を低減し得る制動力制御装置および制動力制御方法を実現できる。

本実施の形態における車両および制動力制御装置の構成を示す図である。 本実施の形態における制動力制御装置における警報および制動の抑制処理の説明に供するフローチャートである。 発生減速度と、ブレーキペダルの踏み込み量との関係を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態における車両１００の構成を示す機能ブロック図である。本実施の形態では、車両１００は、例えば、直列６気筒のディーゼルエンジンを搭載したトラック等の大型車両である。周知の構成なので詳しく図示しないが、車両１００は、車両１００を走行させる駆動系統の構成として、エンジン、クラッチ、変速機（トランスミッション）、推進軸（プロペラシャフト）、差動装置（デファレンシャルギヤ）、駆動軸（ドライブシャフト）および車輪を有する。エンジンの動力は、クラッチを経由して変速機に伝達され、変速機に伝達された動力は、推進軸、差動装置および駆動軸を介して車輪に伝達される。これにより、エンジンの動力が車輪に伝達されて車両１００が走行する。

図１に示すように、車両１００は、前方車両検出部１２０、速度検出部１４０、制動力制御装置１６０、警報部１８０および制動部２００を備える。

前方車両検出部１２０は、ミリ波やレーザー光などの電磁波を利用して自車両１００の進行方向前方を走行する前方車両を検出する。具体的には、前方車両検出部１２０は、車両１００前方に電磁波を左右方向に走査しながら送信し、反射してきた反射波を受信する。そして、前方車両検出部１２０は、反射波を受信できなかった場合には前方車両が存在しないと判断する。一方、前方車両検出部１２０は、反射波を受信できた場合には前方車両が存在すると判断し、その反射波を受信できた各反射点（各検出点）についての情報（左右方向の走査方位角、送信時刻、受信時刻、反射強度など）を用いて、自車両１００と前方車両との距離および相対速度などを算出する。前方車両検出部１２０は、前方車両の存在の有無、前方車両が存在する場合に算出した各種情報（距離情報、相対速度情報）を検出信号として制動力制御装置１６０に出力する。なお、前方車両を検出する手段としては、車両１００前方の物体を撮像するカメラ装置、車車間通信装置等を用いた他の手段でも良い。

速度検出部１４０は、例えば車両１００に搭載された車速センサーであり、車両１００の実速度（走行速度）を検出する。そして、速度検出部１４０は、検出した実速度を制動力制御装置１６０に出力する。なお、速度検出部１４０は、車両１００に搭載されたエンジンの回転数等から車両１００の実速度を検出しても良い。

制動力制御装置１６０は、ブレーキペダル（図示せず）による制動指示とは別に、車両１００の制動量を自動的に制御する。制動力制御装置１６０には、制動レベルが異なる３種類の制動制御として、警報制御、警報ブレーキ制御および緊急ブレーキ制御が設定されている。

警報制御は、制動力制御装置１６０が前方車両との衝突の可能性があると判断した場合に最初に実行される最も制動レベルの低い制御である。警報制御は、警報音の出力やメータ表示等によってドライバに前方車両への注意を喚起することにより、ドライバにブレーキ操作（制動操作）をはじめとした衝突回避操作を促す。

警報ブレーキ制御は、警報制御に対してドライバの適切な衝突回避操作（ドライバによる操舵やブレーキ操作等）が行われなかった場合に実行される制御である。警報ブレーキ制御では、軽い自動ブレーキ（制動）の介入が行われ、当該自動ブレーキによってドライバへの再度の注意喚起が行われる。

緊急ブレーキ制御は、警報ブレーキ制御に対してもなおドライバの適切な衝突回避操作が行われなかった場合に実行される最も制動レベルの高い制御である。緊急ブレーキ制御では、強い自動ブレーキ（制動）の介入が行われ、当該自動ブレーキによって自車両１００と前方車両との衝突が回避される。

制動力制御装置１６０は、図１に示すように、衝突余裕時間算出部１６２、警報制御部１６４、目標減速度算出部１６６および制動制御部１６８を備える。

衝突余裕時間算出部１６２は、前方車両検出部１２０から出力された自車両１００と前方車両との距離および相対速度に基づいて、自車両１００と前方車両とが衝突する可能性が高い衝突発生前状態であるか否かについて判定する。具体的には、衝突余裕時間算出部１６２は、自車両１００と前方車両との距離を相対速度で除することによって、衝突余裕時間（ＴＴＣ：Ｔｉｍｅ Ｔｏ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ）を算出する。

衝突余裕時間算出部１６２は、算出した衝突余裕時間の値が例えば３．０［秒］以下、かつ、１．８［秒］以上である場合、自車両１００と前方車両とが衝突する可能性が高い第１の衝突発生前状態（言い換えると、警報制御の実行が必要な状態）であると判定し、その旨を警報制御部１６４に通知する。また、衝突余裕時間算出部１６２は、衝突余裕時間の値が例えば１．８［秒］未満、かつ、０．６［秒］以上である場合、自車両１００と前方車両とが衝突する可能性が第１の衝突発生前状態よりも高い第２の衝突発生前状態（言い換えると、警報ブレーキ制御の実行が必要な状態）であると判定し、その旨を警報制御部１６４および目標減速度算出部１６６に通知する。また、衝突余裕時間算出部１６２は、衝突余裕時間の値が例えば０．６［秒］未満である場合、自車両１００と前方車両とが衝突する可能性が第２の衝突発生前状態よりも高い第３の衝突発生前状態（言い換えると、緊急ブレーキ制御の実行が必要な状態）であると判定し、その旨を警報制御部１６４および目標減速度算出部１６６に通知する。

警報制御部１６４は、第１の衝突発生前状態であると判定した旨の通知を衝突余裕時間算出部１６２から受けた場合、警報部１８０に警報制御信号を出力し、自車両１００と前方車両とが衝突する可能性が第１の衝突発生前状態である旨を運転者に報知するための警報（例えば、メータ表示やスピーカ音）を発生させる。また、警報制御部１６４は、第２の衝突発生前状態であると判定した旨の通知を衝突余裕時間算出部１６２から受けた場合、警報部１８０に制御信号を出力し、自車両１００と前方車両とが衝突する可能性が第２の衝突発生前状態である旨を運転者に報知するための警報を発生させる。また、警報制御部１６４は、第３の衝突発生前状態であると判定した旨の通知を衝突余裕時間算出部１６２から受けた場合、警報部１８０に制御信号を出力し、自車両１００と前方車両とが衝突する可能性が第３の衝突発生前状態である旨を運転者に報知するための警報を発生させる。なお、メータ表示やスピーカ音に代えて、ランプ等の発光装置を発光させることによって、自車両１００と前方車両とが衝突する可能性が高い旨を運転者に報知しても良い。

目標減速度算出部１６６は、第２の衝突発生前状態であると判定した旨の通知を衝突余裕時間算出部１６２から受けた場合、ドライバへの衝突回避操作の注意喚起を行うのに必要な目標減速度（以下、「第１目標減速度」）を制動制御部１６８に出力する。また、目標減速度算出部１６６は、第３の衝突発生前状態であると判定した旨の通知を衝突余裕時間算出部１６２から受けた場合、自車両１００および前方車両の衝突回避に必要な目標減速度（以下、「第２目標減速度」）制動制御部１６８に出力する。

制動制御部１６８は、例えば、ＥＢＳ(Electronic Braking System）などのブレーキ制御装置である。制動制御部１６８は、目標減速度算出部１６６から第１目標減速度が出力された場合、速度検出部１４０から出力された実速度を所定時間で微分することによって得られた自車両１００の実減速度が第１目標減速度になるように制動部２００を制御し、自車両１００に対して例えばエンジンブレーキ程度の第１制動力（警報ブレーキ）を発生させる。また、制動制御部１６８は、目標減速度算出部１６６から第２目標減速度が出力された場合、自車両１００の実減速度が第２目標減速度になるように制動部２００を制御し、自車両１００に対して第１制動力より大きい第２制動力（緊急ブレーキ）を発生させる。

制動部２００は、例えば車両１００の車輪に対して抵抗力を与えるフットブレーキであり、制動制御部１６８の制御を受けて、車両１００に対する制動力の付与を行う。なお、制動部２００は、車両１００に対する制動力を発生するものであれば、フットブレーキに限らない。例えば、制動部２００は、推進軸（プロペラシャフト）に対して抵抗力を与えるリターダや、エンジンに対して負荷を与える排気ブレーキ等の補助ブレーキであっても良い。

かかる構成に加えて、本実施の形態の場合、制動力制御装置１６０は、警報・制動抑制部３００を有する。警報・制動抑制部３００は、ブレーキペダルの踏み込み量を示す信号を入力し、ブレーキペダルの踏み込み量が所定の条件を満たしたときに、警報制御部１６４および制動制御部１６８による制御を抑制する。本実施の形態の場合、警報・制動抑制部３００は、ブレーキペダルの踏み込み量が０より大きくかつ所定の閾値以下の場合（つまりブレーキが緩く踏まれている場合）、警報制御部１６４および制動制御部１６８による制御を抑制するようになっている。

警報制御部１６４および制動制御部１６８による制御を抑制するとは、警報や、警報ブレーキ、緊急ブレーキを行うことを解除すること、警報から警報ブレーキへの移行を抑止する（制御レベルを上げない＝そのモードに留まらせる）ことを含む。抑制の内容をどのようなものにするかは、予め設定することで選択できる。例えば、警報は抑制（解除および抑止）の対象とし、警報ブレーキおよび緊急ブレーキは抑制の対象としない設定としてもよい。

ここで、本実施の形態の基本的な考え方は、ドライバがブレーキを緩く踏んでいるときは、危険な状況ではなく、このような状況でＡＥＢＳによる警報や自動ブレーキが実行されてしまうと、ドライバがこれを煩わしく感じたり、交通流を乱す原因にもなりかねないといった考察に基づく。

これに対して、例えばドライバが居眠り運転しているときは、クルーズモードにされていたり、アクセルが踏まれている可能性が高いので、ブレーキは踏まれていない可能性が高い。したがって、ブレーキが踏まれていない場合には、危険な状況である可能性があるので、ＡＥＢＳによる警報や自動ブレーキを抑制しないようにする。また、例えばドライバが覚醒状態で危険回避するときは、ブレーキを強く踏んでいる。したがって、ブレーキが強く踏まれている場合には、危険な状況である可能性が高いので、ＡＥＢＳによる警報や自動ブレーキを抑制しないようにする。このように、本実施の形態では、ブレーキが踏まれていない、または、ブレーキが強く踏まれている場合には、ＡＥＢＳによる警報や自動ブレーキを抑制しない。

次に、図２を参照し、本実施の形態における警報および制動の抑制処理の例について説明する。

ステップＳ１０においてＡＥＢＳがオンとなると、ステップＳ１１において警報制御部１６４による警報制御および制動制御部１６８による制動制御が行われる。

ステップＳ１２では、警報・制動抑制部３００によって、ブレーキペダルの踏み込み量Ｆが０より大きくかつ所定の閾値ＴＨ１以下であるか判断される。ステップＳ１２で否定結果が得られると、処理はステップＳ１０に戻る。これにより、ＡＥＢＳがオンの状態においては、ステップＳ１２で肯定結果が得られるまでは、警報制御および制動制御が継続される。

これに対して、警報・制動抑制部３００は、ステップＳ１２において肯定結果を得ると、ステップＳ１３に移って、警報制御および制動制御を抑制する。警報・制動抑制部３００は、ステップＳ１２−Ｓ１３−Ｓ１２のループを繰り返すことにより、ステップＳ１２で否定結果が得られるまで、警報制御および制動制御を抑制する。因みに、ステップＳ１３での抑制処理として「解除処理」を行う場合には、ステップＳ１１で実行されていた警報や、警報ブレーキ、緊急ブレーキの制御がステップＳ１３で停止される。一方、ステップＳ１３での抑制処理として「抑止処理」を行う場合には、ステップＳ１１で実行されていた警報や、警報ブレーキ、緊急ブレーキの制御の制御レベルをステップＳ１３で上げない、つまりその制御レベルに留まらせる。この「解除処理」あるいは「抑止処理」は、ステップＳ１２で否定結果が得られ、ステップＳ１０からステップＳ１１に入るとキャンセルされ、再び通常の警報制御および制動制御が実行される。

なお、上述の実施の形態では、ブレーキペダルの踏み込み量が０より大きくかつ所定の閾値ＴＨ１以下のときに、警報制御および制動制御を抑制する場合について述べたが、実際上、この閾値ＴＨ１は、ブレーキを踏んだときに発生する発生減速度と、そのときのブレーキペダルの踏み込み量との関係を表すテーブルを用いて設定される。この変換テーブルは、ブレーキ型式に応じて異なる。

図３を用いて、この変換テーブルについて説明する。図中の曲線は、発生減速度と、それに対応するブレーキペダル位置（つまりブレーキの踏み込み量）との相関関係を表す相関曲線である。この相関曲線に相当するものが変換テーブルであり、ブレーキ型式に応じて異なる。

そもそも、本実施の形態による警報制御および制動制御の抑制は、発生減速度が０よりも大きくかつ所定の閾値ＴＨ２以下のときに行おうとするものである。より具体的には、発生減速度が図３における網掛け領域となったときに、警報制御および制動制御の抑制を行おうとするものである。しかし、実際には、発生減速度を抑制判断のためのパラメータとして用いるよりも、ブレーキペダルの踏み込み量を抑制判断のためのパラメータとして用いる方が処理が簡単となる。これを考慮して、本実施の形態では、発生減速度の閾値ＴＨ２に相当するブレーキペダルの踏み込み量の閾値ＴＨ１を変換テーブルを用いて求め、ブレーキペダルの踏み込み量と閾値ＴＨ１とを用いて抑制判断を行う。

図３の例の場合、発生減速度の閾値ＴＨ２が３ｍ／ｓ^２（０．３Ｇ）なので、変換テーブルを用いて、それに相当するブレーキペダル位置（ブレーキペダルの踏み込み量）の閾値ＴＨ１として５５％が設定される。なお、本実施の形態では、変換テーブルを用いたが、変換式を用いて閾値ＴＨ１を求めてもよい。要は、ブレーキを踏んだときに発生する発生減速度と、そのときのブレーキペダルの踏み込み量との関係を表す情報に基づいて閾値ＴＨ１を求めればよい。

以上詳しく説明したように、本実施の形態によれば、自車両と前方車両との間の距離情報および相対速度情報に基づいて、警報および制動を制御する警報・制動制御部１６４、１６８と、ブレーキペダルの踏み込み量が０より大きくかつ所定の閾値ＴＨ１以下の場合、前記制御を抑制する警報・制動抑制部３００と、を設けたことにより、ドライバが煩わしく感じたり、交通流を乱す原因となる警報や制動を低減することができる。

なお、上述の実施の形態では、ブレーキペダルの踏み込み量が０より大きくかつ所定の閾値ＴＨ１以下の場合に、警報および自動ブレーキ（制動）の両方を抑制する場合について述べたが、警報および自動ブレーキ（制動）のいずれか一方のみを抑制してもよい。

また、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

上記実施の形態で説明した制動力制御装置１６０の各機能は、コンピュータプログラムにより実現され得る。具体的には、コンピュータが備えるＣＰＵ（Central Processing Unit）が、記憶装置に記憶されたプログラムをＲＡＭ（Random Access Memory）にコピーし、そのプログラムに含まれる命令をＲＡＭから順次読み出して実行することにより、上述した各機能が実現される。

本発明は、自車両と前方車両との間の距離および相対速度に基づいて警報および制動を制御する制動力制御装置および制動力制御方法に適用し得る。

１００ 車両
１２０ 前方車両検出部
１４０ 速度検出部
１６０ 制動力制御装置
１６２ 衝突余裕時間算出部
１６４ 警報制御部
１６６ 目標減速度算出部
１６８ 制動制御部
１８０ 警報部
２００ 制動部
３００ 警報・制動抑制部

Claims (2)

1. 自車両と前方車両との間の距離情報および相対速度情報に基づいて、警報および／または制動の制御を実行する警報／制動制御部と、
   ブレーキペダルの踏み込み量が０より大きくかつ所定の閾値以下の場合、前記制御を抑制する警報／制動抑制部と、
   を具備し、
   前記所定の閾値は、発生減速度とブレーキペダルの踏み込み量との関係を表す情報を用いて設定される、
   制動力制御装置。
2. 自車両と前方車両との間の距離情報および相対速度情報に基づいて、警報および／または制動の制御を実行する警報／制動制御ステップと、
   ブレーキペダルの踏み込み量が０より大きくかつ所定の閾値以下の場合、前記制御を抑制する警報／制動抑制ステップと、
   を含み、
   前記所定の閾値は、発生減速度とブレーキペダルの踏み込み量との関係を表す情報を用いて設定される、
   制動力制御方法。

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