JP2008230295A - 車両用制動力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、車両が進行方向前方の障害物に接触するおそれがあることを、運転者に確実に報知することができる車両用制動力制御装置を実現することを目的とする。
【解決手段】この発明は、障害物検知手段と、判定手段と、接触の恐れがあると判定された場合に運転者に警報する警報手段と、接触が避けられないと判定された場合に制動手段を作動させる自動制動作動手段とを備えた車両用制動力制御装置において、警報手段は、自動制動作動手段により掛けられる制動力よりも、弱い制動力を掛けることにより発生する減速度を運転者に体感させて警報とする手段であり、車両が加速状態であるか、減速状態であるかどうかを判定する運転状態判定手段を備え、この運転状態判定手段により判定された運転状態に応じて、警報手段は警報の内容を変更していることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

この発明は車両用制動力制御装置に係り、特に、車両が進行方向前方の障害物に接近して接触するおそれがあることを運転者に確実に報知することができる車両用制動力制御装置に関する。

車両には、車両の進行方向前方の障害物をレーダ装置などにより検知し、障害物と接触するおそれがあると判定された場合には運転者に警報し、障害物との接触が避けられないと判定された場合には制動手段を作動させる車両用制動力制御装置を搭載しているものがある。

従来の車両用制動力制御装置には、障害物と接触するおそれがある判断された場合に、ブレーキ液圧を増大させて微小な制動力を発生させ、その後制動力が０になるまでブレーキ液圧を低下させることで、微小な制動力により運転者に警報を発するものがある。
特開２００３−３０６１３６号公報

ところで、従来の車両用制動力制御装置において、障害物との接触のおそれがあると判定した場合に運転者に警報を出す警報手段には、警報画像による表示やブザーによる警報音を発生する警報手段以外に、制動手段を作動させて警報のための軽い制動力（警報ブレーキ）を掛けて減速度による体感警報を出す警報手段がある。
従来の警報手段が出す警報用の制動力のパターンは、図１０に示すように、運転状態に関わらず一定の連続的なパターンで制御していた。したがって、障害物との接触のおそれがあると判定した場合の従来の制動力による警報は、車体に発生する減速度を運転者に体感させるために、一定の強さの制動力を掛けていた。
このとき、制動力の強さは、この警報用の制動力によって運転に支障を来たさないことが必要であるため、軽い制動力に留められていた。車両の運転状態が定速走行で、加速も減速もしていない状況の場合には、この軽い制動力によるわずかな減速度の発生も運転者に体感できるものであり、警報が有効であった。

しかし、例えば運転者がアクセルペダルを踏み込んで加速していた場合には、車両が加速している状況であり、その状況で軽い制動力を掛けても加速度が少し低下するだけで、運転者に警報としての減速度を体感させ難い問題があった。また、運転者がブレーキペダルを踏み込んで減速している場合には、車体に減速度が発生しているため、その状況で警報のための制動力によるわずかな減速度が加算されても、運転者に体感させ難い問題があった。
このように、従来の車両用制動力制御装置による警報のための制動力は、運転者の運転操作状況に関わらずに一定の制動力を掛けていたため、状況によっては運転者が十分な減速度の体感を得られず、警報を認知できなかったり、あるいは認知に時間が掛かってしまう問題があった。

この発明は、運転状況に見合った警報を運転者に体感させることができ、障害物に接近して接触する恐れがあることを運転者に確実に報知することができる車両用制動力制御装置ほ実現することを目的とする。

この発明は、車両の進行方向前方の障害物を検知する障害物検知手段と、この障害物検知手段により検知された検知結果から障害物との接触が避けられるかどうかを判定する判定手段と、この判定手段により接触の恐れがあると判定された場合には、運転者に警報する警報手段と、前記判定手段により接触が避けられないと判定された場合には、制動手段を作動させる自動制動作動手段とを備えた車両用制動力制御装置において、前記警報手段は、前記自動制動作動手段により掛けられる制動力よりも、弱い制動力を掛けることにより発生する減速度を運転者に体感させて警報とする手段であり、前記車両が加速状態であるか、減速状態であるかどうかを判定する運転状態判定手段を備え、この運転状態判定手段により判定された運転状態に応じて、前記警報手段は警報の内容を変更していることを特徴とする。

この発明の車両用制動力制御装置は、運転状況に見合った警報を運転者に体感させることができるので、警報手段の作動、すなわち障害物に接近して接触するおそれがあることを運転者に確実に報知することができる。

この発明の車両用制動力制御装置は、運転状況に見合った警報を運転者に体感させることで、障害物と接触するおそれがあることを運転者に確実に報知するものである。
以下、図面に基づいてこの発明の実施例を説明する。

図１〜図９は、この発明の実施例を示すものである。図１は車両用制動力制御装置のシステム構成図、図２は制動力制御のフローチャート、図３は制動力パターン１のタイムチャート、図４は制動力パターン２のタイムチャート、図５は制動力パターン３のタイムチャート、図６は車両用制動力制御装置の第１の変形例を示すシステム構成図、図７は車両用制動力制御装置の第２の変形例を示すシステム構成図、図８は制動力パターンの第１の変形例を示すタイムチャート、図９は制動力パターンの第２の変形例を示すタイムチャートである。
図１において、１は車両用制動力制御装置である。車両用制動力制御装置１は、制御部２に、障害物検知手段であるレーダ装置３と、車速センサ４と、ブレーキペダルスイッチ５と、アクセル開度センサ６と、ブレーキ制御部７と、メータ８とを接続している。
前記レーダ装置３は、レーザやミリ波等の電磁波を発信してその反射波を受信することにより車両の進行方向前方の障害物を検知し、障害物までの距離及び障害物との相対速度を測定し、制御部２へ出力する。前記車速センサ４は、自車の速度（車速）を測定し、制御部２ヘ出力する。前記ブレーキペダルスイッチ５は、運転者がブレーキペダルを踏み込んで場合に０Ｎする。前記アクセル開度センサ６は、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量を測定する。前記ブレーキ制御部７は、制御部２からのブレーキ指令によりブレーキアクチュエータ９を駆動し、制動手段であるブレーキ１０を作動させて制動力を発生する。前記メータ８は、制御部２からの警報指令で警報画像を表示する表示部１１や、警報音を発生するブザー１２を備えている。
制御部２は、判定手段１３と、警報手段１４と、自動制動作動手段１５とを備えている。判定手段１３は、レーダ装置３により検知された検知結果から障害物との接触が避けられるかどうかを判定する。警報手段１４は、判定手段１３により障害物との接触の恐れがあると判定された場合には、運転者に警報画像や警報音による警報を出す。自動制動作動手段１５は、判定手段１３により障害物との接触が避けられないと判定された場合には、ブレーキ制御部７にブレーキ指令を出力してブレーキアクチュエータ９を駆動し、制動手段であるブレーキ１０を作動させて制動力を発生する。
この車両用制動力制御装置１の前記警報手段１４は、自動制動作動手段１５により掛けられる障害物との接触が避けられない場合の制動力よりも、弱い制動力を掛ける（警報ブレーキ）ことにより発生する減速度を運転者に体感させて警報とする手段である。この車両用制動力制御装置１の制御部２は、車両が加速状態であるか、減速状態であるかどうかを判定する運転状態判定手段１６を備えている。前記警報手段１４は、この運転状態判定手段１６により判定された車両の運転状態に応じて、警報の内容を変更している。この実施例では、警報手段１４は、運転状態判定手段１６により判定された運転状態に応じて、ブレーキ制御部７に出力する警報のためのブレーキ指令（減圧指令値又は減速度指令値）を変更し、警報ブレーキの制動力パターンや制動量を変化させている。

次に作用を説明する。
車両用制動力制御装置１は、図２に示すように、制御がスタートすると（Ｓ０１）、警報のための制動力を掛ける警報ブレーキ開始条件が成立（障害物との接触の恐れがある）したかを判断する（Ｓ０２）。この判断は、一般的に障害物との距離、相対速度から、
式………接触予測時間＝距離／相対速度
で表される接触予測時間を計算し、「接触の可能性が高い」と判断される値以下になるという条件が適用される。この判断（Ｓ０２）は、警報ブレーキ開始条件が成立する（Ｓ０２：ＹＥＳ）まで繰り返される。
警報ブレーキ開始条件が成立（障害物との接触の恐れがある）し、判断（Ｓ０２）がＹＥＳの場合は、ブレーキペダルスイッチ５がＯＮしているかを判断する（Ｓ０３）。この判断（Ｓ０３）は、運転者がブレーキペダルを踏みこんでいるかを判定する。
ブレーキペダルスイッチ５がＯＮで、判断（Ｓ０３）がＹＥＳの場合は、ブレーキペダルを踏みこんでいる状況に適した制動力パターン１（図３）で警報用のブレーキ１０の作動を開始して制動力を掛け（Ｓ０４）、警報ブレーキ終了条件が成立したかを判断する（Ｓ０５）。この判断（Ｓ０５）は、一般的には接触予測時間が「接触のおそれがなくなった」と判断される値以上になるという条件が適用される。
警報ブレーキ終了条件が成立（障害物との接触の恐れがなくなった）し、判断（Ｓ０５）がＹＥＳの場合は、警報用のブレーキ１０の作動を解除して制動力を無くし（Ｓ０６）、制御をエンドにする（Ｓ０７）。警報ブレーキ終了条件が成立せず（障害物との接触の恐れがある）、判断（Ｓ０５）がＮＯの場合は、判断（Ｓ０２）に戻る。
前記ブレーキペダルスイッチ５がＯＮでなく、判断（Ｓ０３）がＮＯの場合は、アクセル開度センサ６の検出するアクセル開度が規定値以上であるかを判断する（Ｓ０８）。この判断（Ｓ０８）は、運転者がアクセルペダルを踏み込んで加速しているかを判定する。
アクセル開度が規定値以上で、判断（Ｓ０８）がＹＥＳの場合は、アクセルペダルを規定値以上踏み込んでいる状況に適した制動力パターン２（図４）で警報用のブレーキ１０の作動を開始して制動力を掛け（Ｓ０９）、警報ブレーキ終了条件が成立したかを判断する（Ｓ０５）。
警報ブレーキ終了条件が成立し、判断（Ｓ０５）がＹＥＳの場合は、警報用のブレーキ１０の作動を解除して制動力を無くし（Ｓ０６）、制御をエンドにする（Ｓ０７）。警報ブレーキ終了条件が成立せず、判断（Ｓ０５）がＮＯの場合は、判断（Ｓ０２）に戻る。
前記アクセル開度が規定値未満で、判断（Ｓ０８）がＮＯの場合は、アクセルペダルを規定値以上に踏み込んでいない状況に適した制動力パターン３（図５）で警報用のブレーキ１０の作動を開始して制動力を掛け（Ｓ１０）、警報のための制動力を無くす警報ブレーキ終了条件が成立したかを判断する（Ｓ０５）。
警報ブレーキ終了条件が成立し、判断（Ｓ０５）がＹＥＳの場合は、警報用のブレーキ１０の作動を解除して制動力を無くし（Ｓ０６）、制御をエンドにする（Ｓ０７）。警報ブレーキ終了条件が成立せず、判断（Ｓ０５）がＮＯの場合は、判断（Ｓ０２）に戻る。
このように、車両用制動力制御装置１は、フローチャートの制御により、運転者の運転操作状況に応じて警報のための制動力パターンを変えて作動させることにより、運転者の体感しやすい警報が可能になる。

ここで、各制動力パターン１〜３の説明を行う。
図３は、ブレーキペダルスイッチ５がＯＮの場合の制動力パターン１のブレーキ液圧指令値あるいは減速度指令値のタイムチャートである。
（１）制動力パターン１
制動力パターン１は、ブレーキペダルを踏み込んでいる状況に適したパターンで、他の制動力パターン２、３と比較して、以下のようになっている。
・波形：パルス状
・振幅：中程度
・周期：短い（制動力パターン２に比べて）
・デューティ比：高い（制動力パターン２に比べて）
これは、運転者がブレーキペダルを踏み込んでいる状況であり、既に車体に減速度が発生しているか、これから減速度が発生する状況であるため、制動力パターン３のような連続的なブレーキ指令による制動力では体感し難いからである。そこで、運転者がブレーキペダルを踏み込んでいる状況では、パルス状に制動力を掛けることで、ブレーキペダルの踏み込みによる車体減速度が発生していても、運転者が体感できるようにする。
パルス状の制動力でも、振幅を大きくしてしまうと（制動力パターン２のように）、パルス状の大きな減速度が発生してしまい、運転者のブレーキペダルの踏み込みによる減速度が発生している上で、大きな減速度が出てしまうことになるので、運転に影響を及ぼしてしまう可能性がある。また、短い周期のパルス状の制動力であると、ブレーキ油圧系統の振動がブレーキペダルに伝わり、その振動でも認知できる可能性もある。
以上の理由により、運転者がブレーキペダルを踏み込んでいる状況に適した制動力パターン１としては、パルス状の制動力で、周期が短く、振幅が中程度のパターンとした。

（２）制動力パターン２
制動力パターン２は、アクセルペダルを既定値以上踏み込んでいる状況に適したパターンで、他のパターンと比較して、以下のようになっている。
・波形：パルス状
・振幅：大
・周期：長い（制動力パターン１に比べて）
・デューティ比：低い（パターン１に比べて）
制動力パターン２は、パルス状の制動力で、周期は制動力パターン１より長く、振幅が大きなパターンになっている。これは、運転者がアクセルペダルを踏み込んでいる状況であり、車体に加速度が既に発生しているか、これから発生する状況であるため、制動力パターン３のような連続的な指令によるブレーキでは加速が少し減少する程度であり、体感し難いからである。そこで、運転者がアクセルペダルを踏み込んでいる状況では、パルス状に制動力を掛け、かつ振幅を大きくすることで、パルス状にある程度大きな減速度を発生させ、その時には加速していても、警報のための制動力が印加されたことを認知することができるようにする。
制動力パターン２は、制動力パターン１と比較して、振幅を大きくした分、パルス周期を長くして、デューティ比を低くすることでトータルの印加時間を短くし、警報用の制動力による減速度の時間積分量（つまり速度低減量）が大きくならないようにし、運転への支障をなくしている。
以上の理由により、運転者がアクセルペダルを規定値以上踏み込んでいる状況に適した制動力パターン２としては、パルス状の制動力で、周期が長く、振幅が大きいパターンとした。

（３）制動力パターン３
制動力パターン３は、ブレーキペダルを踏み込んでいなくて、アクセルペダルも既定値以上踏み込んでいない状況に適したパターンで、以下のようになっている。
・波形：連続的に印加
・振幅：小
・周期：−
・デューティ比：−
運転者がブレーキペダルを踏み込んでいなくて、かつアクセルペダルを既定値以上踏み込んでいない状態では、車両は定速走行状態であると考えられる。その場合は、わずかな減速度でも発生すると、運転者は警告を認知できるため、振幅の低い連続的なパターンとしている。連続的な制動力パターンであると、急な減速度の変化が無いので、運転に影響を及ぼし難い。
以上の理由により、運転者がブレーキペダルを踏み込んでいなくて、アクセルペダルも既定値以上踏み込んでいない状況に適した制動力パターン３としては、連続的な制動力で、振幅が小さいパターンとした。

このように、車両用制動力制御装置１は、運転者の運転操作状況に応じて警報用の制動力パターンを選択して作動させる。その制動力パターンの区別は、印加するブレーキ液圧指令値あるいは車体減速度指令値の波形について、以下の項目を変更する。
・波形：連続的に印加する／パルス状に印加する
・振幅：液圧値あるいは減速度の振幅
・周期：パルス状の制動力周期
・デューティ比：１周期あたりのパルス状の制動力を印加している（ＯＮ）時間と、印加していない（０ＦＦ）時間との比
この車両用制動力制御装置１は、以上の制御により、運転者の運転操作状況に応じて適した警報のための制動力を掛けることができ、警報としての機能を果たすと共に、運転に支障を来たさない制御が可能となる。

このように、車両用制動力制御装置１は、自動制動作動手段１４により掛けられる制動力よりも、弱い制動力を掛けることにより発生する減速度を運転者に体感させて警報とする警報手段１３を備え、車両が加速状態であるか、減速状態であるかどうかを判定する運転状態判定手段１５を備え、この運転状態判定手段１５により判定された運転状態に応じて、警報手段１３は警報の内容を変更している。
これにより、この車両用制動力制御装置１は、運転状況に見合った警報を運転者に体感させることができるので、警報手段１３の作動、すなわち障害物に接近して接触するおそれがあることを運転者に確実に報知することができる。
前記警報手段１３は、運転状態判定手段１５により判定された運転状態に応じて、制動力パターンや制動量を変化させていることで、障害物に接触する恐れがあることを様々な運転状況下で運転者に確実に報知することができ、この制動力パターンや制動量の変化は制御装置内の制動力制御の仕様を変更するだけであるため、車両に応じたきめの細かい警報を実現することができる。

なお、この発明は、上述実施例に限定されることなく、種々応用改変が可能である。例えば、上述実施例の車両用制動力制御装置は、ブレーキペダルスイッチ５とアクセル開度センサ６を制御部２に接続したが、他のスイッチ・センサを接続することも考えられる。
図６は、車両用制動力制御装置の第１の変形例を示すものである。この車両用制動力制御装置１は、ブレーキペダルスイッチ５とアクセル開度センサ６の代わりに、加速度センサ１７を設けたものである。この車両用制動力制御装置１は、車両に加速度が発生しているのか、減速度が発生しているのかを、加速度センサ１７からの信号により判断して、印加する制動力パターンを変更することができるので、より適切に運転状況に見合った警報を運転者に体感させることができる。

図７は、車両用制動力制御装置の第２の変形例を示すものである。この車両用制動力制御装置１は、運転者の運転操作状況以外に、車両状況により警報用の制動力パターンを変更するものである。
この車両用制動力制御装置１は、ブレーキペダルスイッチ５とアクセル開度センサ６とに代えて、ステアリング舵角センサ１８と、ヨーレートセンサ１９と、ワイパースイッチ２０と、ウインドウコントロール装置２１と、空調装置２２と、オーディオ装置２３と、を新たに接続している。これらのセンサ・装置１８〜２３は、以下の状態を検知し、その状態に適した警報用の制動力ターンを選択するための情報源として利用する。車両用制動力制御装置１は、これらのセンサ・装置１８〜２３の全てあるいは一部を設けて、それに伴う情報により警報用の制動力パターンを決定することができる。
（１）ステアリング舵角センサ１８
ステアリングホイールの操舵量を示す情報を得るもので、車両が旋回中であるかを判定することが可能となる。車両の旋回中では、急激な加減速の変化は車両の安定性を低下させてしまう要因になったり、運転者に違和感を与えてしまう可能性があるため、警報用の制動力も急激に変化しないパターンである必要がある。
（２）ヨーレートセンサ１９
車両のヨーレートを示す情報を得るもので、ステアリング舵角と同様、車両が旋回中であるかを判定することが可能となる。
（３）ワイパースイッチ２０
ワイパーの動作状況を示す情報を得るもので、悪天候であることを判定することが可能となる。雨天の場合は、路面摩擦係数が低下していることが予想されるため、急激な加減速の変化は車両の安定性を低下させてしまう要因になったり、運転者に違和感を与えてしまう可能性があるため、警報用の制動力も急激に変化しないパターンである必要がある。
（４）その他
車速センサ４：車両の速度を示す情報を得るもので、速度が高い場合、走行音やエンジン音等の大きな騒音が発生している可能性があると判定する。
ウインドウコントロール装置２１：車両のウインドウが全閉であるか、空いているのかを示す情報を得る。ウインドウが空いている場合で、車速が高い場合は、走行音やエンジン音が車室内に入り、音による警報は聞き取り難い状況であることを判定する。
空調装置２２：空調ファンの風量設定状態を示す情報を得る。風量が多い場合は、送風音により、音による警報は聞き取り難い状況であることを判定する。
オーディオ装置２３：オーディオの音量設定状態を示す情報を得る。音量が高い場合は、オーディオの音により、音による警報は聞き取り難い状況であることを判定する。
この車両用制動力制御装置１は、以上の情報により車室内の他の音が大きくて、警報音が聞こえない状況であると判断した場合は、警報用の制動力がより重要になり、運転者に確実に伝える必要があるため、例えば減速度が通常より大きくなるように、振幅を大きくしたパターンにすることが考えられる。
この車両用制動力制御装置１は、車両が旋回であるか、路面摩擦係数が低下しているか、大きな騒音が発生しているか、音による警報は聞き取り難い状況であるかを加味して、印加する制動力パターンを変更することができ、より適切に運転状況に見合った警報を運転者に体感させることができる。

また、上述実施例の制動力パターンは、同一波形を繰り返すものであるが、同一波形を繰り返すばかりではなく、時間とともに変化させるパターンも考えられる。
図８は、制動力パターンの第１の変形例を示すものである。図８に示す第１の変形例の制動力パターン１は、振幅を時間と共に変化させたものである。警報の最初の段階では、運転者に気づかせるために振幅を大きくし、その後は振幅を低くする。これにより、初期段階では、運転者に強い減速度を体感させることができるため、早い認知が可能となる。なお、時間と共に振幅を低下させるのは、減速度の時間積分した量、つまり速度低下量を一定にして運転に支障をきたすことを防止するためである。

図９は、制動力パターンの第２の変形例を示すものである。図９に示す第２の変形例の制動力パターン２は、周期を時間と共に変化させたものである。警報の最初の段階では、運転者に気づかせるために周期を短くし、その後は周期を長くしている。これにより、初期段階では、運転者に振動的な減速度を体感させることができ、早い認知が可能となる。なお、時間と共に周期を長くし、デューティ比を低くしたのは、減速度の時間積分した量、つまり速度低下量を一定にして運転に支障をきたすことを防止するためである。

この発明の車両用制動力制御装置は、運転状況に見合った警報を運転者に体感させることで、障害物と接触する恐れがあることを運転者に確実に報知するものであり、車両として四輪車だけでなく、二輪車にも適用することができる。

車両用制動力制御装置の実施例を示すシステム構成図である。 制動力制御のフローチャートである。 制動力パターン１のタイムチャートである。 制動力パターン２のタイムチャートである。 制動力パターン３のタイムチャートである。 車両用制動力制御装置の第１の変形例を示すシステム構成図である。 車両用制動力制御装置の第２の変形例を示すシステム構成図である。 制動力パターンの第１の変形例を示すタイムチャートである。 制動力パターンの第２の変形例を示すタイムチャートである。 車両用制動力制御装置の従来例を示すシステム構成図である。

符号の説明

１ 車両用制動力制御装置
２ 制御部
３ レーダ装置
４ 車速センサ
５ ブレーキペダルスイッチ
６ アクセル開度センサ
７ ブレーキ制御部
８ メータ
９ ブレーキアクチュエータ
１０ ブレーキ
１１ 表示部
１２ ブザー
１３ 判定手段
１４ 警報手段
１５ 自動制動作動手段
１６ 運転状態判定手段

Claims (2)

1. 車両の進行方向前方の障害物を検知する障害物検知手段と、
   この障害物検知手段により検知された検知結果から障害物との接触が避けられるかどうかを判定する判定手段と、
   この判定手段により接触の恐れがあると判定された場合には、運転者に警報する警報手段と、
   前記判定手段により接触が避けられないと判定された場合には、制動手段を作動させる自動制動作動手段とを備えた車両用制動力制御装置において、
   前記警報手段は、前記自動制動作動手段により掛けられる制動力よりも、弱い制動力を掛けることにより発生する減速度を運転者に体感させて警報とする手段であり、
   前記車両が加速状態であるか、減速状態であるかどうかを判定する運転状態判定手段を備え、
   この運転状態判定手段により判定された運転状態に応じて、前記警報手段は警報の内容を変更していることを特徴とする車両用制動力制御装置。
2. 前記警報手段は、前記運転状態判定手段により判定された運転状態に応じて、制動力パターンや制動量を変化させていることを特徴とする請求項１に記載の車両用制動力制御装置。

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