JPH05310110A

JPH05310110A - 車両の自動制動装置

Info

Publication number: JPH05310110A
Application number: JP4116334A
Authority: JP
Inventors: Tadayuki Niibe; 忠幸新部; Toshihiro Ishikawa; 敏弘石川; Takeshi Takagi; 毅高木; Naoyuki Hikita; 尚之疋田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1992-05-08
Filing date: 1992-05-08
Publication date: 1993-11-22

Abstract

(57)【要約】【目的】自車両の走行状態に応じて自動制動時の増圧
レートを変更して、安定性の確保及び制動ショックの低
減を図る。【構成】前方障害物との接触回避等のために各車輪の
ブレーキを自動的にかけるように構成する。また、セン
サ４４により路面の摩擦係数μや車速等の自車両の走行
状態を検出し、変更手段５７によりその走行状態に応じ
て自動制動時の増圧レートを変更する。例えば、路面の
摩擦係数又は車速が低い程増圧レートを低くし、またス
テアリング舵角が大きい程増圧レートを低くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、前方障害物との接触を
回避するときなどに各車輪のブレーキを自動的にかける
車両の自動制動装置に関し、特に、その自動ブレーキの
故障に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種車両の自動制動装置と
しては、例えば特公昭３９−２５６５号公報及び特公昭
３９−５６６８号公報等に開示されるように、光学的方
法または超音波周波数等を用いて自車両と前方の障害物
との間の距離及び相対速度を連続的に検出するととも
に、その検出結果から接触の可能性を判断し、接触の可
能性があるときアクチュエータを作動させて各車輪のブ
レーキを自動的にかけ、前方障害物との接触を回避する
ようにしたものは知られている。

【０００３】そして、このような自動制動装置において
は、自車両の実際の減速度が接触を回避する上から設定
された目標の減速度になるようフィードバック制御が取
り入れられている。例えば特開昭５２−１２１２３８号
公報には、自車両の実際の減速度を検出する減速度検出
手段と、該検出手段で検出された自車両の実際の減速度
と目標の減速度とを比較し、この比較値に応じてアクチ
ュエータに対する制御信号を補正する補正回路とを備
え、上記補正された制御信号によりアクチュエータの作
動をフィードバック制御することが開示されている。上
記アクチュエータは、通常、調圧用の切換弁を有し、自
動制動時には、この切換弁の開閉を所定のデューティー
比で切換えて調圧を段階的に行うようなっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
自動制動装置では、デューティー比ひいては増圧レート
を常に一定としているため、自動制動時のブレーキの利
き方つまり減速度が自車両の車体速や走行路面の摩擦係
数等の走行状態によって異なり、車両の安定性を確保す
る上で不具合がある。また、制動ショックが大きく生じ
ることもある。

【０００５】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、自車両の走行状態に応
じて自動制動時の増圧レートを変更することにより、安
定性を確保でき、また制動ショックの少ない適切な制動
をかけることができる車両の自動制動装置を提供せんと
するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、所定の条件で各車輪のブレ
ーキを自動的にかけるように構成された車両の自動制動
装置において、自車両の走行状態を検出する走行状態検
出手段と、該検出手段からの信号を受け、自車両の走行
状態に応じて自動制動時の増圧レートを変更する増圧レ
ート変更手段とを備える構成とする。

【０００７】請求項２〜４記載の発明は、いずれも請求
項１記載の発明をより具体的にしたものである。

【０００８】すなわち、請求項２記載の発明では、上記
走行状態検出手段は、自車両が走行する路面の摩擦係数
を検出するものであり、上記増圧レート変更手段は、路
面の摩擦係数が低い程増圧レートを低くするようになっ
ている。

【０００９】請求項３記載の発明では、上記走行状態検
出手段は、ステアリング舵角を検出するものであり、上
記増圧レート変更手段は、ステアリング舵角が大きい程
増圧レートを低くするようになっている。

【００１０】さらに、請求項４記載の発明では、上記走
行状態検出手段は、自車両の車体速を検出するものであ
り、上記増圧レート変更手段は、自車両の車体速が低い
程増圧レートを低くするようになっている。

【００１１】

【作用】上記の構成により、請求項１記載の発明では、
自動制動時には、その時の、自車両の車体速や走行路面
の摩擦係数等の走行状態が検出手段で検出され、該検出
手段からの信号を受ける増圧レート変更手段によって、
上記走行状態に応じて自動制動時の増圧レートが変更さ
れる。これにより、自車両の減速度が、走行状態に拘ら
ず常に略一定に確保されることになる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１３】図１及び図２は本発明の一実施例に係わる
車両の自動制動装置を示し、図１は同自動制動装置の油
圧回路図であり、図２は同自動制動装置のブロック構成
図である。

【００１４】図１において、１は運転者によるブレーキ
ペダル２の踏込力を増大させるマスタバック、３は該マ
スタバック１により増大された踏込力に応じたブレーキ
圧を発生するマスタシリンダであって、該マスタシリン
ダ３で発生したブレーキ圧は、最初自動制動装置の油圧
アクチュエータ部４に送給され後、アンチスキッドブレ
ーキ装置（ＡＢＳ）の油圧アクチュエータ部５を通して
４車輪（図では１車輪のみ示す）の各ブレーキ装置６に
供給されるようになっている。

【００１５】上記自動制動装置の油圧アクチュエータ部
４は、上記マスタシリンダ３とブレーキ装置６側との連
通を遮断するシャッターバルブ１１と増圧バルブ１２と
減圧バルブ１３とを有しており、これら三つのバルブ１
１〜１３はいずれも電磁式の２ポート２位置切換バルブ
からなる。上記増圧バルブ１２とマスタシリンダ３との
間には、モータ駆動式の油ポンプ１４と、該油ポンプ１
４から吐出される圧油を貯溜して一定圧に保持するため
のアキュムレータ１５とが介設されている。そして、上
記シャッターバルブ１１が開位置にあるときには、ブレ
ーキペダル２の踏込力に応じて各車輪のブレーキ装置６
で制動がかかる。一方、シャッターバルブ１１が閉位置
にあるとき、増圧バルブ１２を開位置に、減圧バルブ１
３を閉位置にそれぞれ切換えると、上記アキュムレータ
１５からの圧油が各車輪のブレーキ装置６に供給されて
ブレーキ圧が増圧され、増圧バルブ１２を閉位置に、減
圧バルブ１３を開位置にそれぞれ切換えると、上記ブレ
ーキ装置６から圧油が戻されてブレーキ圧が減圧される
ようになっている。

【００１６】また、上記ＡＢＳの油圧アクチュエータ部
５は、各車輪毎に設けられた３ポート２位置切換バルブ
２１を有しており、ＡＢＳ作動時には該バルブ２１の切
換えにより各ブレーキ装置６に印加されるブレーキ圧を
制御して各車輪がロックしないようになっている。油圧
アクチュエータ部５の構成は詳述しないが、上記切換バ
ルブ２１の他にモータ駆動式の油ポンプ２２及びアキュ
ムレータ２３，２４等を備えている。各車輪のブレーキ
装置６は、車輪と一体的に回転するディスク２６と、マ
スタシリンダ３側からブレーキ圧を受けて上記ディスク
２６を挟持するキャリパ２７とからなる。

【００１７】一方、図２において、３１は車体前部に設
けられる超音波レーダユニットであって、該超音波レー
ダユニット３１は、図に詳示していないが、周知の如く
超音波を発信部から自車両の前方の車両等の障害物に向
けて発信するとともに、上記前方障害物に当たって反射
してくる反射波を受信部で受信する構成になっており、
このレーダユニット３１からの信号を受ける演算部３２
は、レーダ受信波の発信時点からの遅れ時間によって自
車両と前方障害物との間の距離及び相対速度を演算する
ようになっている。３３及び３４は車体前部の左右に各
々設けられる一対のレーダヘッドユニットであって、該
各レーダヘッドユニット３３，３４は、パルスレーザ光
を発信部から自車両の前方の障害物に向けて送信すると
ともに、上記前方障害物に当たって反射してくる反射光
を受信部で受信する構成になっており、上記演算部３２
は、これらのレーダヘッドユニット３３，３４からの信
号を信号処理部３５を通して受け、レーザ受信光の発信
時点からの遅れ時間によって自車両と前方障害物との間
の距離及び相対速度を演算するようになっている。そし
て、演算部３２は、上記レーダヘッドユニット３３，３
４の系統による距離及び相対速度の演算結果を優先し、
超音波レーダユニット３１の系統による距離及び相対速
度の演算結果を補助的に用いるようになっており、ま
た、これらにより、自車両と前方障害物との間の距離及
び相対速度を検出する距離・相対速度検出手段３６が構
成されている。

【００１８】上記両レーダヘッドユニット３３，３４に
よるパルスレーザ光の送受信方向は、モータ３７により
水平方向に変更可能に設けられており、上記モータ３７
の作動は演算部３２により制御される。３８は上記モー
タ３７の回転角からパルスレーザ光の送受信方向を検出
する角度センサであって、該角度センサ３８の検出信号
は上記演算部３２に入力され、該演算部３２におけるレ
ーダヘッドユニット３３，３４の系統による距離及び相
対速度の演算にパルスレーザ光の送受信方向が加味され
るようになっている。

【００１９】また、４１は舵角を検出する舵角センサ、
４２は自車速を検出する車速センサ、４３は車両の前後
加速度（前後Ｇ）を検出する前後Ｇセンサ、４４は走行
路面の摩擦係数（μ）を検出する路面μセンサであり、
これら各種センサ４１〜４４の検出信号並びに上記演算
部３２で求められた自車両と前方障害物との間の距離及
び相対速度の信号は、いずれも接触可能性判断部４５に
入力される。該接触可能性判断部４５は、上記自車両と
前方障害物との間の距離及び相対速度に基づいて自車両
と前方障害物との接触の可能性を判断するようになって
おり、この判断部４５で接触の可能性があると判断され
たときには、該判断部４５から信号が自動制動装置の油
圧アクチュエータ部４の作動を制御する制御部５０に対
し出力されて、接触を回避するように各車輪でブレーキ
が自動的にかかるようになっている。４６は車室内のイ
ンストルメントパネルに設けられる警報表示ユニットで
あって、該警報表示ユニット４６には、上記接触可能性
判断部４５から各々信号を受ける警報ブザー４７及び距
離表示部４８が設けられている。

【００２０】上記接触可能性判断部４５は、先ず、予め
記憶されている、図３に示すようなしきい値マップを用
いて、前方障害物との接触を回避するために急制動（フ
ル制動ともいう）をかけなければならない距離のしきい
値Ｌ0 を算出する。次に、上記しきい値Ｌ0 に各々所定
距離を加算して、急制動の前に緩制動をかける距離及び
上記警報ブザー４７により警報を発する距離を算出す
る。ここで、急制動またはフル制動とは、最大減速度
（約０．８Ｇ）でブレーキをかけることをいい、緩制動
とは、最大減速度よりも低い減速度（約０．３〜０．４
Ｇ）で一定にブレーキをかけることをいう。また、緩制
動をかける距離は、急制動をかける距離よりも数倍長く
設定されており、警報を発する距離は、この緩制動をか
ける距離よりも長く設定されている。

【００２１】図３に示すしきい値マップにおいて、しき
い値線Ａは、前方障害物としての前方車両がそれよりも
更に前方の障害物と接触して停車したときこの車両との
接触を回避するために必要な車間距離を示するものであ
り、相対速度Ｖ1 の大きさに拘らず常に、前方障害物が
停止物であるとき（つまり相対速度Ｖ1 が自車速ｖ0と
同一のとき）と同じ値（数値式ｖ0 ²／２μｇ）をと
る。しきい値線Ｂは前方車両がフル制動をかけたときこ
の車両との接触を回避するために必要な車間距離（数値
式Ｖ1 ・（２ｖ0 −Ｖ1 ）／２μｇ）を示し、しきい値
線Ｃは前方車両が減速度μ／２ｇの緩制動をかけたとき
この車両との接触を回避するために必要な車間距離を示
し、しきい値線Ｄは前方車両が一定車速を保ったときこ
の車両との接触を回避するために必要な車間距離（数値
式Ｖ1 ²／２μｇ）を示す。さらに、しきい値線Ｅは、
自車両が自動制動をかけても前方車両との接触を回避で
きないが、接触時の衝撃力を緩和できる車間距離を示
す。尚、しきい値線を横軸線上にとるとき（つまりしき
い値Ｌ0 を常に零とするとき）は、自動制動はかから
ず、これをキャンセルしたことになる。

【００２２】そして、上記接触可能性判断部４５は、上
記５種類のしきい値線Ａ〜Ｅの中から、車両の運転状態
に応じて一つのしきい値線を選択し、このしきい値線に
おいて、自車両と前方障害物（前方車両）との相対速度
Ｖ1 に対応するしきい値Ｌ0を算出する。例えば、自車
速ｖ0 が高車速のときにはしきい値線Ｂを、自車速ｖ0
が中車速のときにはしきい値Ｄを、自車速ｖ0 が低車速
のときにはしきい値線Ｅをそれぞれ選択することによ
り、車速が高い程接触の可能性のしきい値Ｌ0 を大きい
値に変更する。

【００２３】自車両と前方障害物との間の距離が警報を
発する距離になったときには、上記接触可能性判断部４
５から作動指令信号が警報ブザー４７に出力されて警報
音が鳴る。また、自車両と前方障害物との間の距離が更
に近付いて緩制動または急制動をかける距離になったと
きには、接触可能性判断部４５から減速指令信号が制御
部５０に出力され、該制御部５０の制御の下に自動制動
装置の油圧アクチュエータ部４が作動して緩制動または
急制動がかかるようになっている。

【００２４】上記制御部５０は、図４に示すように、上
記接触可能性判断部４５で設定された目標の減速度Ｇr
の信号と自車両の実際の減速度Ｇa を検出する減速度セ
ンサ５１からの検出信号とを受け、自車両の実際の減速
度Ｇa と目標の減速度Ｇr との差ｅを算出する比較回路
５２と、該比較回路５２で算出された自車両の実際の減
速度Ｇa と目標の減速度Ｇr との差ｅが所定幅の不感帯
領域内にあるときブレーキ圧の増減調圧を規制する不感
帯領域設定手段５３と、ブレーキ圧の増減圧時における
デューティー比（制動周期Ｔに対する増圧バルブ１２又
は減圧バルブ１３のＯＮ状態の時間Ｔonの比Ｔon／Ｔ）
を設定するデューティー比設定手段５４と、上記不感帯
領域設定手段５３及びデューティー比設定手段５４から
の信号を受け、自車両の実際の減速度Ｇa と目標の減速
度Ｇr との差ｅが上記不感帯領域外のとき、設定手段５
４で設定されたデューティー比でもって自動制動装置の
油圧アクチュエータ部４における増圧バルブ１２及び減
圧バルブ１３の開閉切換えを指令する作動指令部５５と
を備え、自車両の実際の減速度Ｇa が目標の減速度Ｇr
になるようフィードバック制御する構成になっている。

【００２５】また、上記制御部５０は、上記路面μセン
サ４４からの信号を受ける補正手段５６を備えており、
該補正手段５６は、走行路面の摩擦係数μが低いとき上
記デューティー比設定手段５４に対し、そのデューティ
ー比を小さい値に変更するよう補正指令を発するように
なっている。よって、本実施例では、路面μセンサ４４
が自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段として
の機能を有し、また、デューティー比設定手段５４と補
正手段５６とにより、路面の摩擦係数が低い程デューテ
ィー比を小さくして増圧レートを低くする増圧レート変
更手段５７が構成されている。

【００２６】図５は上記制御部５０によるフィードバッ
ク制御のフローチャートを示す。このフローチャートに
おいては、スタートした後、先ず始めに、ステップＳ1
で目標の減速度Ｇr 及び自車両の実際の減速度Ｇa を取
り込んだ後、ステップＳ2 で上記目標の減速度Ｇr と自
車両の実際の減速度Ｇa との差ｅを算出する。

【００２７】続いて、ステップＳ3 で上記差ｅが正の値
であるか否か、つまり目標の減速度Ｇr が自車両の実際
の減速度Ｇa よりも大きいか否かを判定する。この判定
がＹＥＳのときには、ステップＳ4 で上記差ｅの絶対値
が不感帯領域の幅δよりも大きいか否か、つまり実際の
減速度Ｇa が不感帯領域外にあるか否かを判定する。

【００２８】上記ステップＳ4 の判定がＹＥＳの不感帯
領域外のときには、ステップＳ5 で更に路面μセンサ４
４で検出された走行路面の摩擦係数μが０．３以上であ
るか否かを判定する。この判定がＹＥＳの路面摩擦係数
μが高いときには、ステップＳ6 で比較的大きいデュー
ティー比Ｄ1 でブレーキ圧を増圧した後、リターンする
一方、判定がＮＯの路面摩擦係数μが低いときには、ス
テップＳ7 で比較的小さいデューティー比Ｄ2 （＜Ｄ1
）でブレーキ圧を増圧した後、リターンする。

【００２９】一方、上記ステップＳ4 の判定がＮＯのと
き、つまり自車両の実際の減速度Ｇa が不感帯領域内に
あるときには、ステップＳ8 でブレーキ圧を増減するこ
となくそのまま一定に保持し、リターンする。

【００３０】また、上記ステップＳ3 がＮＯのとき、つ
まり自車両の実際の減速度Ｇa が目標の減速度Ｇr より
も大きいときには、ステップＳ9 で目標の減速度Ｇr と
自車両の実際の減速度Ｇa との差ｅの絶対値が不感帯領
域の幅δよりも大きいか否か、つまり自車両の実際の減
速度Ｇa が不感帯領域外にあるか否かを判定する。この
判定がＹＥＳの不感帯領域外のときには、ステップＳ10
で所定のデューティー比（例えばＤ1 ）でブレーキ圧を
減圧した後、リターンする一方、判定がＮＯの不感帯領
域内のときにはステップＳ8 へ移行してブレーキ圧を保
持する。

【００３１】したがって、このようなフローチャートに
従うフィードバック制御によれば、自車両の実際の減速
度Ｇa が零から目標の減速度Ｇr に向って増加する自動
制動時の初期段階では、その際の走行路面の摩擦係数μ
が高いとき、各車輪のブレーキ圧は、比較的大きいデュ
ーティー比Ｄ1 で増圧され、図６中の曲線Ａに示す如く
短時間で目標のブレーキ圧Ｐr に達する。このため、急
制動時での制動距離を可及的に短くすることができ、接
触回避を図る上で有利なものとなる。

【００３２】一方、走行路面の摩擦係数μが低いとき、
各車輪のブレーキ圧は、比較的小さいデューティー比Ｄ
2 で増圧され、図６中の曲線Ｂに示す如く緩やかに目標
のブレーキ圧Ｐr に達する。このため、車輪のスリップ
の発生を防止しながら自動制動を作動させることがで
き、走行安定性の確保を図ることができる。

【００３３】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、その他種々の変形例を包含するものである。
例えば、上記実施例では、走行路面の摩擦係数μの大き
さに応じて自動制動時の増圧レートを変更するようにし
たが、本発明は、この走行路面の摩擦係数μの代りに、
又は走行路面の摩擦係数μと共に、舵角センサ４１によ
り検出されるステアリング舵角及び車速センサ４２によ
り検出される自車両の車体速に応じて自動制動時の増圧
レートを変更するようにしてもよい。この場合、ステア
リング舵角が大きい程増圧レートを低くすれば車両の走
行安定性を確保することができる。また、低車速時には
ブレーキがかかり易いことから増圧レートを低くすれば
制動ショックを低減することができる。上記舵角センサ
４１及び車速センサ４２は、路面μセンサ４４と同様に
走行状態検出手段としての機能を有する。

【００３４】また、上記実施例では、デューティー比を
変更可能に設けて自動制動時の増圧レートを変更するよ
うに構成したが、本発明は、その他の構成により自動制
動時の増圧レートを変更するようにしてもよい。図７は
その一例として自動制動装置の油圧アクチュエータ部の
変形例を示す。この変形例では、油ポンプ１４から吐出
される圧油を一定圧に保持貯溜するするアキュムレータ
１５と各車輪のブレーキ装置との間に、オリフィス径の
小さい増圧バルブ６１とオリフィス径の大きいバルブ６
２とが並列に設けられている。そして、上記増圧バルブ
６１が開き、上記増圧バルブ６２が閉じたときには、図
８中の直線Ａに示す如く増圧レートが低くなる。上記増
圧バルブ６１が閉じ、上記増圧バルブ６２が開いたとき
には、図８中の直線Ｂに示す如く増圧レートが中程度に
なる。更に、上記両増圧バルブ６１，６２が共に開いた
ときには、図８中の直線Ｃに示す如く増圧レートが高く
なる。

【００３５】

【発明の効果】以上の如く、本発明における車両の自動
制動装置によれば、自車両の走行状態に応じて、自動制
動時の増圧レートが変更されることにより、自車両の減
速度を走行状態に拘らず常に略一定にすることができ、
適切な制動を確保することができる。

【００３６】特に、請求項２記載の発明によれば、走行
路面の摩擦係数が低い程つまり車輪がスリップし易い路
面程、増圧レートが低くなるので、スリップの発生を防
止することができ、走行安定性の向上を図ることができ
る。

【００３７】また、請求項３記載の発明によれば、ステ
アリング舵角が大きい程増圧レートが低くなるので、操
舵の影響によるスリップの発生を防止することができ、
走行安定性の向上を図ることができる。

【００３８】さらに、請求項４記載の発明では、自車両
の車体速が低い程増圧レートが低くなるので、ブレーキ
が利き易い低車速時にも減速度が過大となって制動ショ
ックが発生するのを防止することができ、乗心地の向上
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係わる車両の自動制動装置の
油圧回路図である。

【図２】同じく自動制動装置のブロック構成図である。

【図３】接触回避のしきい値を算出するためのマップを
示す図である。

【図４】制御部のブロック構成図である。

【図５】フィードバック制御のフローチャート図であ
る。

【図６】自動制動時のブレーキ圧の変化状態を示す図で
ある。

【図７】本発明の変形例に係わる自動制動装置の油圧ア
クチュエータ部の油圧回路図である。

【図８】同変形例の図６相当図である。

【符号の説明】

３６距離・相対速度検出手段４１舵角センサ（走行状態検出手段）４２車速センサ（走行状態検出手段）４４路面μセンサ（走行状態検出手段）４５接触可能性判断部５０制御部５７増圧レート変更手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者疋田尚之広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の条件で各車輪のブレーキを自動的
にかけるように構成された車両の自動制動装置におい
て、自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、該検出手段からの信号を受け、自車両の走行状態に応じ
て自動制動時の増圧レートを変更する増圧レート変更手
段とを備えたことを特徴とする車両の自動制動装置。
【請求項２】上記走行状態検出手段は、自車両が走行
する路面の摩擦係数を検出するものであり、上記増圧レ
ート変更手段は、路面の摩擦係数が低い程増圧レートを
低くするようになっている請求項１記載の車両の自動制
動装置。
【請求項３】上記走行状態検出手段は、ステアリング
舵角を検出するものであり、上記増圧レート変更手段
は、ステアリング舵角が大きい程増圧レートを低くする
ようになっている請求項１記載の車両の自動制動装置。
【請求項４】上記走行状態検出手段は、自車両の車体
速を検出するものであり、上記増圧レート変更手段は、
自車両の車体速が低い程増圧レートを低くするようにな
っている請求項１記載の車両の自動制動装置。