JP6078521B2 - 車両制動制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両に衝突があった場合に自動ブレーキを作動させる車両制動制御装置に関する。

近年生産される車両には、車両の衝突前後に運転者の操作によらず自動的にブレーキ圧を増圧させるブレーキシステム、所謂自動ブレーキシステムが搭載されている。現在、自動ブレーキシステムに関する様々な技術が開発されている。特許文献１には、自己の車両が他の車両と衝突した場合に、自動ブレーキを作動させる装置が開示されている。衝突位置が車両正面の場合と車両後面の場合とでは衝突後の車両の挙動が異なることから、特許文献１に示される装置は、衝突位置が車両正面の場合と車両後面の場合とで自動ブレーキによる制動のタイミングを異ならせることを可能にしている。

特許第５２７９９１６号公報（段落［０００８］、［０００９］）

しかしながら、衝突位置が車両正面の場合であっても、フルラップ衝突の場合とオフセット衝突の場合とでは衝突後の車両の挙動が異なる。フルラップ衝突後の車両の挙動とオフセット衝突後の車両の挙動について図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、図６Ｂを用いて説明する。

図５Ａに示されるように、前方に向かって走行する車両１００が停車している（又は前方に向かって低速で走行している）車両２００とフルラップ衝突した場合に、車両１００の正面全面が車両２００の後面を押す。このとき、車両１００には後方に向かう押圧力Ｆ１が働く。図５Ｂに示されるように、車両１００の車速は、フルラップ衝突発生（時点ｔ１）の直後に急激に低下し、マイナスに至る。すなわち、車両１００はフルラップ衝突後に大幅に減速するだけでなく低速で後方に移動する。

図６Ａに示されるように、前方に向かって走行する車両１００が停車している（又は前方に向かって低速で走行している）車両２００とオフセット衝突した場合に、車両１００の正面の一部（図面右半分）が車両２００の後面を押す。このとき、車両１００には後方に向かう押圧力Ｆ２（＜押圧力Ｆ１）が働くと共に、前方に向かう推進力Ｆ３が残る。図６Ｂに示されるように、車両１００の車速は、オフセット衝突発生（時点ｔ１）の直後に徐々に低下し、最終的（時点ｔ２）にゼロになる。すなわち、車両１００はオフセット衝突後に徐々に減速しながら前方に移動する。

特許文献１に示される装置は、衝突位置が車両正面である場合に、フルラップ衝突やオフセット衝突に関係なく同じ制動力を発生させる。このため、適切な自動ブレーキ制御が行われないケースが発生する。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、衝突位置が車両正面の場合に、衝突の形態に基づいて自動ブレーキの制動力を最適に制御できるようにした車両制動制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、車両に衝突があった場合に自動ブレーキを作動させる車両制動制御装置において、車両正面に発生する衝突を検知する衝突検知部と、前記自動ブレーキの制動力を制御するブレーキ制御部とを備え、前記ブレーキ制御部は、前記衝突検知部がフルラップ衝突を検知した場合に、前記自動ブレーキの制動力を通常制動力にし、前記衝突検知部がオフセット衝突を検知した場合に、前記自動ブレーキの制動力を前記通常制動力よりも大きいオフセット制動力にすることを特徴とする。

本発明は、フルラップ衝突を検知した場合に、自動ブレーキの制動力を通常制動力にし、オフセット衝突を検知した場合に、自動ブレーキの制動力を通常制動力よりも大きいオフセット制動力にする。このように、衝突後の減速量が大きいフルラップ衝突時には、比較的小さい制動力を発生させることによって運転者への減速の負担を少なくすることができる。また、衝突後の減速量が比較的少ないオフセット衝突時には、比較的大きい制動力を発生させることによって、車両が前方に移動することを防止することができる。

本発明において、車速を測定する車速測定部をさらに備え、前記ブレーキ制御部は、前記車速測定部で測定される車速が高いときほど前記オフセット制動力を大きくするようにしてもよい。

一般に、オフセット衝突時の車速が高いときほどオフセット衝突後の車速は高くなり、車両の移動量が長くなる。本発明のように車速が高いときほど制動力を大きくすることでオフセット衝突後の車両の移動量を短縮することができる。

本発明によれば、衝突後の車速が低いフルラップ衝突時には、比較的小さい制動力を発生させることによって運転者への減速度の負担を少なくすることができる。また、衝突後の車速が高く前方に移動するオフセット衝突時には、比較的大きい制動力を発生させることによって、車両が前方に移動することを防止することができる。

図１は本発明の第１実施形態に係る車両制動制御装置のブロック構成図である。 図２は車両制動制御装置の動作説明に供されるフローチャートである。 図３は本発明の第２実施形態に係る車両制動制御装置のブロック構成図である。 図４はフルラップ衝突後及びオフセット衝突後の加速度を示す特性図である。 図５Ａはフルラップ衝突の説明に供される模式図であり、図５Ｂはフルラップ衝突前後の時間−車速の特性を示す図である。 図６Ａはオフセット衝突の説明に供される模式図であり、図６Ｂはオフセット衝突前後の時間−車速の特性を示す図である。

以下、本発明に係る車両制動制御装置について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

（第１実施形態）
［車両制動制御装置１０の構成］
図１に示すブロック構成図を参照しながら本発明に係る第１実施形態の車両制動制御装置１０の構成を説明する。車両制動制御装置１０は、ＥＣＵ（電子制御ユニット）を含んで構成される各種の制御ユニットを備える。周知のように、ＥＣＵは、マイクロコンピュータを含む計算機であり、ＣＰＵ（中央処理装置）、メモリであるＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭも含む。）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、その他、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器等の入出力装置、計時部としてのタイマ等を有しており、ＣＰＵがＲＯＭに記録されているプログラムを読み出し実行することで各種機能実現部（機能実現手段）、例えば制御部、演算部、及び処理部等として機能する。なお、これらの機能は、ハードウエアにより実現することもできる。また、ＥＣＵは、１個に統合することも可能であり、さらに分割することも可能である。

本実施形態において、ＥＣＵは、自動ブレーキシステムの制御全般を担う自動ブレーキ用のブレーキ制御部１２として機能する。ブレーキ制御部１２は、衝突検知部１４から出力される圧力データ及び車速測定部２４から出力される車速データを入力し、油圧制御部３０に制御指令、制御停止指令を出力する。

衝突検知部１４は、右正面衝突センサ１６と左正面衝突センサ１８と右後面衝突センサ２０と左後面衝突センサ２２とを備える。右正面衝突センサ１６は、車両のフロントフレームの中央より右側に１以上の圧力センサを備え、車両の右正面に発生する衝突を検知する。左正面衝突センサ１８は、車両のフロントフレームの中央より左側に１以上の圧力センサを備え、車両の左正面に発生する衝突を検知する。右後面衝突センサ２０は、車両のリアフレームの中央より右側に１以上の圧力センサを備え、車両の右後面に発生する衝突を検知する。左後面衝突センサ２２は、車両のリアフレームの中央より左側に１以上の圧力センサを備え、車両の左後面に発生する衝突を検知する。なお、車両の中央フレームの左右には、車両の右側面又は左側面に発生する衝突を検知する右側面衝突センサ及び左側面衝突センサ（共に図示なし）が設けられる。

車速測定部２４は、車両の車速を測定する。車速測定部２４は、例えば、４つの車輪３４の回転速度を個別に検出する４つの車輪速センサを備えており、各車輪速センサが検出する車輪３４の回転速度に基づいて車速を求める。

ブレーキ制御部１２は、さらに衝突判断部４２と制動力決定部４４と制動力指示部４６と計時部４８として機能する。

衝突判断部４２は、衝突検知部１４で検知される圧力に基づいて衝突に関する判断をする。具体的には、車両に衝突が発生したか否か、発生した衝突位置が正面か後面か（又は側面か）、衝突位置が正面の場合はフルラップ衝突かオフセット衝突か等を判断する。

制動力決定部４４は、衝突判断部４２で判断された衝突形態に基づいて所定の減速度が得られるように制動力を決定する。本明細書でいう制動力とは制動の大きさを示すもののことをいう。制動力の具体例としては、例えば、ブレーキフルードの液圧（ブレーキ圧）やブレーキアクチュエータ３２に発生する力等が挙げられる。制動力が大きくなるほど車両の減速度は大きくなる。制動力決定部４４は、フルラップ衝突や後面衝突が発生した場合に発生させる制動力を通常の減速度が得られる通常制動力にし、オフセット衝突が発生した場合に発生させる制動力をオフセット時の減速度が得られるオフセット制動力にする。オフセット制動力は通常制動力よりも大きく、車速測定部２４から出力される車速に基づいて決定される。オフセット制動力を決定するために、制動力決定部４４は、車速と制動力とを変数とする関数を記憶していてもよいし、車速と制動力とを対応付けたテーブルを記憶していてもよい。ここで記憶される関数又はテーブルは、車速が高くなるほどオフセット制動力が大きくなるようにされている。

制動力指示部４６は、制動力決定部４４で決定された制動力に基づいて、油圧制御部３０に制御指令を出力する。また、制動力指示部４６は、車速測定部２４で測定された車速がゼロであり且つ計時部４８の計時時間が所定時間以上になったタイミングで、油圧制御部３０に制御停止指令を出力する。

油圧制御部３０は、ブレーキ制御部１２の制御下にあって、ブレーキアクチュエータ３２に作用させるブレーキ圧を発生させる。衝突が発生していない場合、油圧制御部３０は、図示しないブレーキペダルの操作量に応じたブレーキ圧を発生させる。また、衝突が発生した場合、油圧制御部３０は、ブレーキ制御部１２の制動力決定部４４で決定された制動力に応じてブレーキ圧を発生させる。

ブレーキアクチュエータ３２は、４つの車輪３４毎に個別に設けられており、ブレーキ圧に応じた押圧力を発生させて対応する車輪３４を制動する。ブレーキアクチュエータ３２は、例えばブレーキキャリパー、ブレーキローター等を備える。ブレーキキャリパーにはブレーキピストンとブレーキパッドが組み込まれている。ブレーキ圧がブレーキピストンに作用すると、ブレーキピストンがブレーキパッドをブレーキローターに押付ける。このときブレーキローターにはブレーキ圧に応じた押圧力が発生し、車輪３４が制動される。

［車両制動制御装置１０の動作］
次に、図２に示すフローチャートを参照しながら車両制動制御装置１０の動作を説明する。なお、フローチャートに係るプログラムの実行主体はブレーキ制御部１２である。

ステップＳ１にて、ブレーキ制御部１２は、衝突検知部１４で検知される圧力及び車速測定部２４で測定される車速等のデータを取得する。各データの取得は、所定時間毎、例えばｍｓ（ミリ秒）オーダの極めて短い時間毎に連続して行われる。

ステップＳ２にて、ブレーキ制御部１２の衝突判断部４２は、右正面衝突センサ１６及び左正面衝突センサ１８で検知された圧力に基づいて、車両正面に衝突が発生したかを判断する。例えば、右正面衝突センサ１６又は左正面衝突センサ１８で検知された圧力の少なくとも一方が第１閾値以上である場合に、衝突判断部４２は、車両正面に衝突が発生したと判断する。車両正面に衝突が発生したと判断された場合はステップＳ３に移行し（ステップＳ２：ＹＥＳ）、車両正面に衝突が発生していないと判断された場合はステップＳ７に移行する（ステップＳ２：ＮＯ）。

ステップＳ３にて、衝突判断部４２は、右正面衝突センサ１６及び左正面衝突センサ１８で検知された圧力に基づいて、オフセット衝突が発生したかを判断する。例えば、右正面衝突センサ１６及び左正面衝突センサ１８で検知された圧力差が第２閾値以上である場合に、衝突判断部４２は、オフセット衝突が発生したと判断する。また、右正面衝突センサ１６及び左正面衝突センサ１８で検知された圧力差が第２閾値未満である場合に、衝突判断部４２は、フルラップ衝突が発生したと判断する。オフセット衝突が発生したと判断された場合はステップＳ４に移行し（ステップＳ３：ＹＥＳ）、フルラップ衝突が発生したと判断された場合はステップＳ６に移行する（ステップＳ３：ＮＯ）。

ステップＳ４にて、ブレーキ制御部１２の制動力決定部４４は、オフセット衝突時の車速に応じたオフセット制動力を決定する。このとき制動力決定部４４は、車速測定部２４で測定される車速に対応する制動力を、予め記憶された関数又はテーブルに基づいて決定する。オフセット制動力は、衝突時の車速が高いほど大きくなる。

ステップＳ５にて、ブレーキ制御部１２の制動力指示部４６は、油圧制御部３０に対して制御指令を出力する。この制御指令は、オフセット制動力で自動ブレーキ制御を行うための指令である。この制御指令を受けた油圧制御部３０は、制御指令に応じたオフセット制動力を発生させるべく、ブレーキアクチュエータ３２を制御する。ブレーキアクチュエータ３２は車輪３４を制動する。

上述したように、ステップＳ３でフルラップ衝突が発生したと判断された場合、すなわちオフセット衝突が発生していない場合は、ステップＳ６に移行する（ステップＳ３：ＮＯ）。ステップＳ６にて、制動力指示部４６は、油圧制御部３０に対して制御指令を出力する。この制御指令は、通常制動力で自動ブレーキ制御を行うための指令である。この制御指令を受けた油圧制御部３０は、制御指令に応じた通常制動力を発生させるべく、ブレーキアクチュエータ３２を制御する。ブレーキアクチュエータ３２は車輪３４を制動する。

上述したように、ステップＳ２で車両正面に衝突が発生していないと判断された場合、ステップＳ７に移行する（ステップＳ２：ＮＯ）。ステップＳ７にて、ブレーキ制御部１２の衝突判断部４２は、右後面衝突センサ２０及び左後面衝突センサ２２で検知された圧力に基づいて、車両後面に衝突が発生したかを判断する。例えば、右後面衝突センサ２０及び左後面衝突センサ２２で検知された圧力の少なくとも一方が第１閾値以上である場合に、衝突判断部４２は、車両後面に衝突が発生したと判断する。車両後面に衝突が発生したと判断された場合はステップＳ８に移行し（ステップＳ７：ＹＥＳ）、車両後面に衝突が発生していないと判断された場合はステップＳ９に移行する（ステップＳ７：ＮＯ）。

ステップＳ８にて、制動力指示部４６は、油圧制御部３０に対して制御指令を出力する。この制御指令は、通常制動力で自動ブレーキ制御を行うための指令である。この制御指令を受けた油圧制御部３０は、制御指令に応じた通常制動力を発生させるべく、ブレーキアクチュエータ３２を制御する。ブレーキアクチュエータ３２は車輪３４を制動する。

ステップＳ９にて、制動力指示部４６は、油圧制御部３０に対して制御指令を出力しない。この場合、車両正面、車両後面のいずれにも衝突が発生していないため、自動ブレーキ制御は行われない。

ステップＳ５のオフセット制動力又はステップＳ６、ステップＳ８の通常制動力による自動ブレーキが継続されると車速は低下していく。ステップＳ１０にて、車速測定部２４で測定される車速がゼロになると、計時部４８が計時を開始する。そして、計時部４８の計時時間が所定時間を経過するとステップＳ１１に移行する（ステップＳ１０：ＹＥＳ）。一方、車速測定部２４で測定される車速がゼロ以上の場合、又は、計時部４８の計時時間が所定時間未満の場合は、自動ブレーキが継続される（ステップＳ１０：ＮＯ）。

ステップＳ１１にて、車速がゼロになってから所定時間経過しているため、制動力指示部４６は、油圧制御部３０に対して制動力停止の指令、すなわち制御停止指令を出力する。こうして一連の自動ブレーキ制御が終了する。

（第２実施形態）
図３に示すブロック構成図を参照しながら本発明に係る第２実施形態の車両制動制御装置５０の構成を説明する。なお、第１実施形態の車両制動制御装置１０と同一部分に関しては同一の符号を付し、その説明を省略する。車両制動制御装置５０は、衝突検知部５２にＧセンサ５４を備える。

Ｇセンサ５４は、車両の直交３軸方向（車長方向、車幅方向、車高方向）の加速度（減速度を含む）を測定するものであり、車両の重心位置に設けられる。

図４に示されるように、フルラップ衝突後の加速度（減速度）の波形Ａとオフセット衝突後の加速度（減速度）の波形Ｂは相違する。波形Ａ、Ｂから判るように、フルラップ衝突後の加速度の立ち上がりは、オフセット衝突後の加速度の立ち上がりよりも早い。さらに、図示しないが、後面衝突の場合、加速度は、図４に示される波形Ａ、Ｂが略反転した波形になる。したがって、ブレーキ制御部１２の衝突判断部４２は、図３に示されるＧセンサ５４で検知される加速度の波形を監視することにより、フルラップ衝突とオフセット衝突と後面衝突のいずれが発生したかを判断できる。例えば、衝突判断部４２は、加速度の波形が負側である場合に車両の正面で衝突が発生したと判断し、加速度の波形が正側である場合に車両の後面で衝突が発生したと判断する。さらに、加速度の立ち上がりが所定以上である場合にフルラップ衝突が発生したと判断し、加速度の立ち上がりが所定未満である場合にオフセット衝突が発生したと判断する。

車両制動制御装置５０の動作は、Ｇセンサ５４を用いて衝突の判断を行うこと以外、図２に示される車両制動制御装置１０の動作と実質的に同じである。

［実施形態のまとめ］
以上説明したように、本実施形態に係る車両制動制御装置１０、５０は、車両正面に発生する衝突を検知する衝突検知部１４、５２と、ブレーキの制動力を制御するブレーキ制御部１２とを備える。ブレーキ制御部１２は、衝突検知部１４、５２がフルラップ衝突を検知した場合に、自動ブレーキの制動力を通常制動力にし、また、衝突検知部１４、５２がオフセット衝突を検知した場合に、自動ブレーキの制動力を通常制動力よりも大きいオフセット制動力にする。

本実施形態は、フルラップ衝突が発生した場合に、自動ブレーキの制動力を通常制動力にし、また、オフセット衝突が発生した場合に、自動ブレーキの制動力を通常制動力よりも大きいオフセット制動力にする。このように、衝突後の減速量が大きいフルラップ衝突時には、比較的小さい制動力（通常制動力）を発生させることによって運転者への減速の負担を少なくすることができる。また、衝突後の減速量が比較的少ないオフセット衝突時には、比較的大きい制動力（通常制動力よりも大きいオフセット制動力）を発生させることによって、車両が前方に移動することを防止することができる。

また、本実施形態に係る車両制動制御装置１０、５０は、車速を測定する車速測定部２４を備える。ブレーキ制御部１２は、車速測定部２４で測定される車速が高いときほどオフセット制動力を大きくする。

一般に、オフセット衝突時の車速が高いときほどオフセット衝突後の車速は高くなり、車両の移動量が長くなる。本実施形態のように車速が高いときほど制動力を大きくすることでオフセット衝突後の車両の移動量を短縮することができる。

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、オフセット制動力を車速に関係なく一定にしてもよい。また、衝突時の車速の高さに応じて、オフセット制動力が段階的に大きくなるようにしてもよい。

また、図１に示される右正面衝突センサ１６及び左正面衝突センサ１８を使用する場合、検知された圧力の大きさや圧力差の大きさに応じてオフセット制動力を変えてもよい。例えば、圧力差が大きくなるほどオフセット制動力を大きくすることも可能である。

また、図３に示されるＧセンサ５４を使用する場合、検知された加速度のピーク値に応じてフルラップ衝突とオフセット衝突を判断してもよい。図４に示される波形Ａ、Ｂから判るように、フルラップ衝突後の加速度（絶対値）のピーク値は、オフセット衝突後の加速度（絶対値）のピーク値よりも大きい。このため、加速度（絶対値）のピーク値によりフルラップ衝突とオフセット衝突を判断できる。

また、車両正面の衝突の有無を、図１に示される右正面衝突センサ１６及び左正面衝突センサ１８と、図３に示されるＧセンサ５４とを使用して検知することも可能である。

１０、５０…車両制動制御装置 １２…ブレーキ制御部
１４、５２…衝突検知部 １６…右正面衝突センサ
１８…左正面衝突センサ ２４…車速測定部
３０…油圧制御部 ３２…ブレーキアクチュエータ
３４…車輪 ４２…衝突判断部
４４…制動力決定部 ４６…制動力指示部
５４…Ｇセンサ

Claims (2)

1. 車両に衝突があった場合に自動ブレーキを作動させる車両制動制御装置において、
   車両正面に発生する衝突を検知する衝突検知部と、
   前記自動ブレーキの制動力を制御するブレーキ制御部とを備え、
   前記ブレーキ制御部は、
   前記衝突検知部がフルラップ衝突を検知した場合に、前記自動ブレーキの制動力を通常制動力にし、
   前記衝突検知部がオフセット衝突を検知した場合に、前記自動ブレーキの制動力を前記通常制動力よりも大きいオフセット制動力にする
   ことを特徴とする車両制動制御装置。
2. 請求項１に記載の車両制動制御装置において、
   車速を測定する車速測定部をさらに備え、
   前記ブレーキ制御部は、前記車速測定部で測定される車速が高いときほど前記オフセット制動力を大きくする
   ことを特徴とする車両制動制御装置。

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