JPH06144169A

JPH06144169A - 安全車間距離決定装置

Info

Publication number: JPH06144169A
Application number: JP4316343A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yonekawa; 隆米川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1992-10-29
Filing date: 1992-10-29
Publication date: 1994-05-24

Abstract

(57)【要約】【目的】車両制動を開始すれば前方車両への追突を回
避することができる車間距離の最小値である安全車間距
離を路面の摩擦係数をも考慮して決定することにより、
安全車間距離の精度を向上させる。【構成】自動ブレーキ装置において、路面μ，実車間
距離ＬＲおよび車速Ｖをそれぞれ検出するとともに（S1
01〜103)、路面μに対応して発生し得る最大減速度と実
車間距離ＬＲの時間微分値ΔＬＲと車速Ｖとから安全距
離ＬＳＦを算出する（S104〜106)。さらに、実車間距離
ＬＲが安全距離ＬＳＦより短い場合には、ブレーキ圧を
自動的に増圧し（S107〜109 ）、これにより、前方車両
への追突を自動的に回避する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、制動を開始すれば前方
車両への追突を回避することができる安全車間距離を決
定する安全車間距離決定装置に関するものであり、特に
その安全車間距離の精度を向上させる技術に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】自車両が前方車両に接近し過ぎたことを
検出し、警報を発することにより運転者に車両を減速さ
せる操作を促し、追突を未然に防止する追突警報装置
や、自車両が前方車両に接近し過ぎたことを検出し、自
動的に車両を減速させる自動追突防止装置（例えば、自
動ブレーキ装置）が既に提案されている。自動ブレーキ
装置の一例が実開昭６２−１４９４３４号公報に記載さ
れている。

【０００３】これらの装置においては、制動を開始すれ
ば前方車両への追突を回避することができる安全車間距
離を決定する技術が不可欠である。そして、この技術は
従来、前記公報にも記載されているように、自車両が走
行している路面の摩擦係数とは無関係に、安全車間距離
を決定するものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、安全車間距離
の精度を向上させ、前記警報の発信時期や前記自動減速
の実行時期に誤りがないようにしたいという要望があ
り、本発明はこの要望を満たすことを課題としてなされ
たものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、図１に示すように、(a) 自車両の走行速度
を検出する車速センサ１と、(b) 前記自車両が走行して
いる路面の摩擦係数を取得する路面摩擦係数取得手段２
と、(c) 検出された車速および取得された路面摩擦係数
に基づき、前記自車両の制動を開始すればそれの前方車
両への追突を回避することができる車間距離の最小値で
ある安全車間距離を決定する安全車間距離決定手段３と
を含む安全車間距離決定装置を提供することを要旨とす
る。

【０００６】なお、本発明は例えば前記追突警報装置や
自動追突防止装置において実施することができる。

【０００７】また、本発明における「安全車間距離決定
手段３」は例えば、車速と路面摩擦係数のみから安全車
間距離を決定する態様とすることできるが、車間距離の
時間微分値は自車両の車速と前方車両の車速との差に等
しいという事実を利用することにより、車間距離を逐次
検出するとともに、その検出した車間距離の時間微分値
と、前記検出された車速と、前記取得された路面摩擦係
数とから、前方車両の車速を予測しながら安全車間距離
を決定する態様とすることもできる。

【０００８】

【作用】本発明に係る安全車間距離決定装置において
は、車速センサ１により、自車両の走行速度が検出さ
れ、路面摩擦係数取得手段２により、自車両が走行して
いる路面の摩擦係数が取得される。さらに、安全車間距
離決定手段３により、少なくとも、検出された車速およ
び取得された路面摩擦係数に基づいて安全車間距離が決
定される。すなわち、安全車間距離が路面摩擦係数をも
考慮されて決定されるのである。

【０００９】

【発明の効果】このように、本発明によれば、路面摩擦
係数をも考慮されて安全車間距離が決定されるため、安
全車間距離の精度が向上するという効果が得られる。そ
して、本発明を前記追突警報装置において実施した場合
には、警報の発信時期が路面摩擦係数との関係において
も適正となるという効果が得られ、また、本発明を前記
自動追突防止装置において実施した場合には、自動減速
の実行時期が路面摩擦係数との関係においても適正とな
るという効果が得られることになる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例である安全車間距離
決定装置を含む自動ブレーキ装置を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００１１】この自動ブレーキ装置は、電気制御式ブレ
ーキシステムを備えた４輪車両に設けられている。この
電気制御式ブレーキシステムは図２に示されているよう
に、マスタシリンダ１０および電気制御液圧源１２が２
位置弁１４を介して４個の車輪ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬ
の各々のブレーキのホイールシリンダ２０に接続される
ことによって構成されている。２位置弁１４によりホイ
ールシリンダ２０の液圧源としてマスタシリンダ１０と
電気制御液圧源１２とのいずれかが択一可能とされてい
るのである。

【００１２】マスタシリンダ１０は２個の加圧室が互い
に直列に並んだタンデム型であり、それら加圧室にブレ
ーキペダル２４の踏力Ｆに応じた高さの液圧を機械的に
発生させる。そして、一方の加圧室は左右前輪ＦＬ，Ｆ
Ｒのホイールシリンダ２０に接続され、他方の加圧室は
左右後輪ＲＬ，ＲＲのホイールシリンダ２０に接続され
ている。

【００１３】一方、電気制御液圧源１２は、アキュムレ
ータ３０，リザーバ３２から作動液を汲み上げてアキュ
ムレータ３０に蓄えさせるポンプ３４，励磁電流に比例
した高さに液圧を制御するリニア液圧制御弁４０等を主
体として構成されており、アキュムレータ３０に蓄積さ
れた高い液圧をリニア液圧制御弁４０により適当な高さ
に減圧して出力する。リニア液圧制御弁４０は、スプー
ルに互いに逆向きに作用する磁気力と液圧とをスプール
自身によってバランスさせることにより液圧の高さを磁
気力に対してリニアに変化させるものである。このリニ
ア液圧制御弁４０は各ホイールシリンダ２０について個
々に設けられていて、各ホイールシリンダ２０のブレー
キ圧を互いに独立に制御する。

【００１４】前記２位置弁１４も各ホイールシリンダ２
０について個々に設けられている。２位置弁１４は、非
通電状態では、マスタシリンダ１０をホイールシリンダ
２０に連通させるとともに、リニア液圧制御弁４０をホ
イールシリンダ２０から遮断する位置にあるが、通電状
態では、リニア液圧制御弁４０をホイールシリンダ２０
に連通させるとともに、マスタシリンダ１０をホイール
シリンダ２０から遮断する位置に切り換わる方向切換弁
である。

【００１５】それらリニア液圧制御弁４０および２位置
弁１４は、図３に示されているように、駆動回路５０，
５２を介してＥＣＵ（Electronic Controlled Unit）６
０の出力側に接続されている。一方、このＥＣＵ６０の
入力側には、踏力センサ７０，車間距離センサ７２，車
速センサ７４，路面μセンサ７６，圧力センサ７８等が
接続されている。

【００１６】ここにおいて、踏力センサ７０は、ブレー
キペダル２４の踏力Ｆを検出するものである。車間距離
センサ７２は、例えば電波式，超音波式，画像マッチン
グ式により、自車両と前方車両との実車間距離ＬＲ（図
６参照）を検出するものである。車速センサ７４は、車
両の走行速度である車速Ｖを検出するものである。路面
μセンサ７６は、路面の凹凸状態から路面の摩擦係数
（以下、「路面μ」という）を直接に検出するものであ
る。圧力センサ７８は、各ホイールシリンダ２０につい
て個々に設けられていて、それの実ブレーキ圧Ｐを検出
するものである。

【００１７】すなわち、本実施例においては、路面μセ
ンサ７６が本発明における「路面摩擦係数取得手段２」
の一態様なのであるが、例えば、アンチロック制御中に
おける車両加速度から間接に路面μを検出する態様とし
たり、車両加速中における遊動輪と駆動輪とのスリップ
量の差から間接に路面μを検出する態様としたり、雨滴
センサにより路面が濡れているか否かを予測し、その結
果から間接に路面μを検出する態様とすることもでき
る。さらに、本出願人の特願平４−１７８９４８号明細
書に記載されているように、左右輪を互いに連結する差
動装置であってその差動制限量が可変なものを備えた車
両において、その差動制限量の変化量と左右輪の回転速
度差の変化量との関係が路面μに応じて変化するという
事実を利用することにより、間接に路面μを検出する態
様とすることもできる。この態様によれば、前記路面μ
を直接に検出する態様と同様に、車両が限界状態に近い
状態になる以前にも路面μを検出し得る。

【００１８】ＥＣＵ６０はＣＰＵ，ＲＯＭおよびＲＡＭ
を含むコンピュータを主体として構成されており、その
ＲＯＭに図４にフローチャートで表されている踏力−ブ
レーキ圧制御ルーチン，図５にフローチャートで表され
ている自動ブレーキ制御ルーチン，図示しないアンチロ
ック制御ルーチンを始めとする各種ルーチンが予め記憶
させられている。入力された各種信号に基づいてＣＰＵ
がそれらルーチンを実行することにより、電気制御液圧
源１２が正常であるか否かが逐次判定され、正常である
と判定された場合には、２位置弁１４が通電状態とさ
れ、踏力−ブレーキ圧制御，自動ブレーキ制御およびア
ンチロック制御が実行される。

【００１９】図４の踏力−ブレーキ圧制御ルーチンは、
概略的に説明すれば、ブレーキペダル２４の踏力Ｆに見
合った大きさの車両減速度を実現するのに適当な制動力
が各輪に発生するように、リニア液圧制御弁４０を介し
てブレーキ圧を制御するものである。

【００２０】本ルーチンは一定時間ごとに実行される。
各回の実行時にはまず、ステップＳ１（以下、単にＳ１
という。他のステップについても同じとする）におい
て、踏力センサ７０から踏力Ｆが取り込まれ、続いて、
Ｓ２において、その踏力Ｆに対応する目標ブレーキ圧Ｐ
^*が各輪について決定される。両者の関係が予めＲＯＭ
に記憶させられていて、その関係を用いて目標ブレーキ
圧Ｐ^*の今回値が決定されるのである。その後、Ｓ３に
おいて、その目標ブレーキ圧Ｐ^*が実現されるようにリ
ニア液圧制御弁４０が制御される。リニア液圧制御弁４
０は圧力センサ７８を介して実ブレーキ圧Ｐをフィード
バックされつつ制御される。以上で一回の実行が終了す
る。

【００２１】一方、図５の自動ブレーキ制御ルーチン
は、概略的に説明すれば次のようになる。

【００２２】現在車速Ｖで走行している自車両が限界制
動、すなわち、路面μと等しい大きさの車両減速度での
制動を開始したとすれば、停止距離ＬＳＴは、（１／（２・μ））・Ｖ² で表される。したがって、図７に示されているように、
前方車両を固定して考えれば、すなわち、自車両の制動
開始時に前方車両が急停車したと考えれば、安全距離Ｌ
ＳＦは、その停止距離ＬＳＴとなる。しかし、実際に
は、図８に示されているように、前方車両は車速Ｖ_Fで
走行しているから、自車両が停止するまでに、すなわ
ち、上記停止距離ＬＳＴを走行するのにかかる時間Δｔ
が経過するまでに、前方車両はＶ_F・Δｔだけ前進して
いることになる。したがって、自車両は、前方車両への
追突を回避するために、前方車両から後方に上記停止距
離ＬＳＴだけ離れた位置から限界制動を開始しなければ
ならないわけではなく、その位置からＶ_F・Δｔだけ前
進した位置から限界制動を開始すればよいこととなる。
一方、前方車両の車速Ｖ_Fは、Ｖ＋ΔＬＲ（ただし、Δ
ＬＲは、実車間距離ＬＲの時間微分値である）である。
したがって、安全距離ＬＳＦは、路面μを考慮し、か
つ、それを最大限に利用した制動を仮定し、かつ、前方
車両の車速Ｖ_Fをも考慮すれば、（１／（２・μ））（Ｖ²−（Ｖ＋ΔＬＲ）²）で表されることになる。

【００２３】ところで、車両の停止距離は、人間の反応
に必要な時間やペダル乗せ替え時間などの遅れ時間が存
在するため、車両制動による実質的な制動距離にその遅
れ時間の間の空走距離を加算したものとなる。したがっ
て、運転者側からみれば、それら制動距離と空走距離と
の和が安全距離ＬＳＦとなる。しかし、自動ブレーキ装
置側からみれば、遅れ時間の存在を考慮する必要はな
い。したがって、自動ブレーキ装置においては、上記制
動距離それ自体が安全距離ＬＳＦとされていて、実車間
距離ＬＲがその安全距離ＬＳＦより短くなったときに自
動ブレーキを作用させる必要があると判定し、車両を自
動的に減速させる。

【００２４】次にこの自動ブレーキ制御ルーチンを図５
に基づいて具体的に説明する。このルーチンは、図４の
踏力−ブレーキ圧制御が実行されていない状態、すなわ
ちブレーキ非操作状態で一定時間ごとに実行され、ブレ
ーキ操作状態に移行すれば直ちに実行が終了する。各回
の実行時にはまず、Ｓ１０１において、前記路面μセン
サ７６により現在の路面μが検出され、続いて、Ｓ１０
２において、車間距離センサ７２により現在の実車間距
離ＬＲが検出され、その後、Ｓ１０３において、車速セ
ンサ７４により現在の車速Ｖが検出される。さらに、Ｓ
１０４において、実車間距離ＬＲの今回値から前回値を
差し引くことによって実車間距離ＬＲの時間微分値ΔＬ
Ｒが算出され、続いて、Ｓ１０５において、その時間微
分値ΔＬＲと上記車速Ｖとの和が前方車両の現在の車速
Ｖ_Fとされる。

【００２５】続いて、Ｓ１０６において、安全距離ＬＳ
Ｆが算出される。具体的には、ＬＳＦ＝（１／（２・μ））（Ｖ²−（Ｖ_F）²）なる式を用いて安全距離ＬＳＦが算出される。その後、
Ｓ１０７において、実車間距離ＬＳＦが安全距離ＬＳＦ
より短いか否かが判定される。短いと仮定すれば、判定
がＹＥＳとなり、Ｓ１０８において、自動ブレーキ圧Ｐ
^**の今回値がそれの前回値に一定の増圧量ΔＰを加算し
たものとされ、Ｓ１０９において、その自動ブレーキ圧
Ｐ^**の今回値が実現されるようにリニア液圧制御弁４０
が制御される。なお、実車間距離ＬＲが安全距離ＬＳＦ
より短いと判定し続けられる限り、ブレーキ圧Ｐが増圧
し続けられることとなるが、アンチロック制御の実行に
よりブレーキ圧Ｐが過増圧となって車輪がロックするよ
うな事態には至らない。これに対して、今回は、実車間
距離ＬＳＦが安全距離ＬＳＦより短くはないと仮定すれ
ば、Ｓ１０７の判定がＮＯとなり、Ｓ１１０において、
自動ブレーキ圧Ｐ^**の今回値がそれの前回値から一定の
減圧量ΔＰを減算したものとされ、Ｓ１０９において、
その自動ブレーキ圧Ｐ^**の今回値が実現されるようにリ
ニア液圧制御弁４０が制御される。以上で本ルーチンの
一回の実行が終了する。なお、自動ブレーキ圧Ｐ^**は、
前記踏力−ブレーキ圧制御ルーチンの実行開始に伴って
０にリセットされるようになっている。

【００２６】なお、電気制御液圧源１２が有効とされた
場合には、２位置弁１４によりマスタシリンダ２０から
の作動液の排出、すなわちブレーキペダル２４の変位が
阻止されるため、ブレーキ操作感がかなり硬いものとな
る。そのため、電気制御液圧源１２が有効とされた場合
でも、マスタシリンダ１０が有効とされた場合とほぼ同
じようなブレーキ操作感が得られるようにするために、
図２に示されているように、マスタシリンダ１０の加圧
室にノーマルクローズド型の電磁開閉弁である２位置弁
９０を介してストロークシミュレータ９２が接続されて
いる。電気制御液圧源１２が有効とされている間、２位
置弁９０が通電されて開状態に保たれることにより、マ
スタシリンダ１０から排出された作動液が圧力下に蓄積
され、これにより、ブレーキペダル２４の変位が擬似的
に実現されるのである。

【００２７】以上、電気制御液圧源１２が正常であると
判定された場合について説明したが、正常ではないと判
定された場合には、ＥＣＵ６０は２位置弁１４および９
０を非通電状態としてマスタシリンダ１０を有効とし、
ブレーキペダル２４の操作に応じてホイールシリンダ２
０のブレーキ圧が機械的に変化させられる状態とする。

【００２８】以上の説明から明らかなように、本実施例
においては、路面μをも考慮されて安全距離ＬＳＦが決
定されるようになっているため、安全距離ＬＳＦの精度
が向上し、ひいては自動ブレーキの開始時期が路面μと
の関係においても適正となって、開始時期が早過ぎる自
動ブレーキも遅過ぎる自動ブレーキも防止されるという
効果が得られる。

【００２９】さらに、本実施例においては、実車間距離
ＬＲの時間微分値ΔＬＲを用いて前方車両の車速Ｖ_Fが
予測され、それをも勘案して安全距離ＬＳＦが決定され
るようになっているため、このことによっても安全距離
ＬＳＦの精度が向上するという効果が得られる。

【００３０】以上の説明から明らかなように、本実施例
においては、路面μセンサ７６が本発明における「路面
摩擦係数取得手段２」の一態様を構成し、ＥＣＵ６０の
うち図５のＳ１０１〜１０６を実行する部分が車間距離
センサ７２と共同して本発明における「安全車間距離決
定手段３」の一態様を構成しているのである。

【００３１】以上、本発明の一実施例を図面に基づいて
詳細に説明したが、この他にも特許請求の範囲を逸脱す
ることなく、当業者の知識に基づいて種々の変形，改良
を施した態様で本発明を実施することができるのはもち
ろんである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を概念的に示すブロック図であ
る。

【図２】本発明の一実施例である安全車間距離決定装置
を含む自動ブレーキ装置が設けられている電気制御式ブ
レーキシステムを示すシステム図である。

【図３】その自動ブレーキ装置の電気系統を示すブロッ
ク図である。

【図４】図３におけるＥＣＵのコンピュータにより実行
される踏力−ブレーキ圧制御ルーチンを示すフローチャ
ートである。

【図５】そのコンピュータにより実行される自動ブレー
キ制御ルーチンを示すフローチャートである。

【図６】その自動ブレーキ制御ルーチンにおける安全車
間距離決定原理を説明するための図である。

【図７】上記自動ブレーキ制御ルーチンにおける安全車
間距離決定原理を説明するための図である。

【図８】上記自動ブレーキ制御ルーチンにおける安全車
間距離決定原理を説明するための図である。

【符号の説明】

６０ＥＣＵ７２車間距離センサ７４車速センサ７６路面μセンサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自車両の走行速度を検出する車速センサ
と、前記自車両が走行している路面の摩擦係数を取得する路
面摩擦係数取得手段と、検出された車速および取得された路面摩擦係数に基づ
き、前記自車両の制動を開始すればそれの前方車両への
追突を回避することができる車間距離の最小値である安
全車間距離を決定する安全車間距離決定手段とを含むこ
とを特徴とする安全車間距離決定装置。