JP2983711B2

JP2983711B2 - 車両の接触防止装置

Info

Publication number: JP2983711B2
Application number: JP3226180A
Authority: JP
Inventors: 透吉岡; 憲一奥田; 裕樹上村; 康典山本; 智彦足立
Original assignee: Matsuda KK
Current assignee: Matsuda KK
Priority date: 1991-09-05
Filing date: 1991-09-05
Publication date: 1999-11-29
Anticipated expiration: 2014-11-29
Also published as: JPH0558236A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自車と障害物との間の
距離及び相対速度を検出し、その検出結果から接触の可
能性を判断して自動制動等の接触回避措置を自動的に採
る車両の接触防止装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種車両の接触防止装置と
して、例えば特公昭３９−２５６５号公報及び特公昭３
９−５６６８号公報等に開示されるように、光学的方法
または超音波等を用いて自車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
された自車と前方障害物との間の距離及び相対速度から
接触の可能性があるか否かを判断し、接触の可能性があ
ると判断された場合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接触ないし衝突を防止するよ
うにしたものは知られている。また、この自動制動とは
別に、接触の可能性があると判断された場合に自動的に
操舵を行い、接触を回避するようにしたものも知られて
いる（特開平１−１２４００８号公報参照）。

【０００３】そして、このような接触防止装置におい
て、接触回避措置として例えば自動制動をかける場合、
その制動によって自車が前方障害物と接触しないために
要する制動距離は、路面の摩擦係数等の道路状況によっ
て影響される。そのため、例えば特開昭５２−１２１２
３８号公報には、自動制動の際に実際の減速度と設定減
速度との差に応じて制動力を補正制御して、路面の摩擦
係数ないし車輪と路面との係合状態に拘らず、前方障害
物との接触防止を確実に行い得るようにすることが開示
されている。また、特開昭５４−３３４４３号公報に
は、地上側送信装置から送られてくる道路状況の情報に
基づいて前方障害物との接触の可能性を判断することが
開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前者の場合
は、実際の減速度と設定減速度との差に応じて制動を補
正するいわゆるフィードバック制御によるため、道路状
況の急激な変化に対して即応することができない嫌いが
ある。また、後者の場合、自車の走行に伴って刻々変化
する道路状況の情報を地上側送信装置から得るために
は、道路に沿って非常に多数の送信装置を設けなければ
ならず、実施化する上で困難な問題が多くある。

【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、特に、自車が走行する
道路状況は、自車前方の車両に最も端的にかつ早期に影
響を及ぼすことに着目し、この前方車両から道路状況等
の情報を得て接触の可能性を判断することにより、接触
防止をより確実に図り得る車両の接触防止装置を提供せ
んとするものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記目的を達成するた
め、本発明の解決手段は、自車と障害物との間の距離及
び相対速度を検出する検出手段を備え、該検出手段で検
出された自車と障害物との間の距離が所定値よりも小さ
くなった時、自動的に上記障害物との接触回避措置を行
う車両の接触防止装置において、自車の前方の車両に設
けられた送信器から送られてくる，走行路面の摩擦係数
情報及び道路の旋回半径情報を受信する受信器と、該受
信器で得られた上記摩擦係数情報及び上記旋回半径情報
に基づいて、該摩擦係数が小さいほど、かつ上記旋回半
径が小さいほど、上記接触回避措置を行うためのしきい
値としての上記所定値を大きな値に設定する所定値設定
手段とを備える構成とするものである。

【０００７】

【作用】上記の構成により、本発明では、自車と前方車
両との間の距離及び相対速度に加え、前方車両の送信器
から送られ受信器で得られた走行路面の摩擦係数及び道
路の旋回半径の情報に基づいて、該摩擦係数が小さいほ
ど、かつ旋回半径が小さいほど、接触回避措置を行うた
めのしきい値を大きな値に設定したので、道路状況の急
激な変化に対しても前方車両との接触の可能性が適切に
判断され、この判断に基づいて自動制動等の接触回避措
置が採られることになる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【０００９】図１〜図３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及び図２は自動制動装置
の油圧回路構成を示し、図３は自動制動装置のブロック
構成を示す。

【００１０】図１及び図２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
制動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で発生した制動圧は、最初自動制動バルブユニ
ット４に送給され、しかる後、ＡＢＳ（アンチスキッド
ブレーキ装置）バルブユニット５を通して各車輪のブレ
ーキ装置６に供給されるようになっている。

【００１１】上記自動制動バルブユニット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１
３とを有しており、これら三つのバルブ１１〜１３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１４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１３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に供給されて制動がかか
り、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
が戻されて制動が弱められるようになっている。上記三
つのバルブ１１〜１３の切換えは、それらに対し各々電
圧を印加する電圧源等からなるアクチュエータ１６によ
って行われ、また、該アクチュエータ１６はコントロー
ルボックス１７からの信号を受けて制御される。

【００１２】また、上記ＡＢＳバルブユニット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、制動時には該バルブ２１の切換えにより各ブ
レーキ装置６に印加される制動圧を制御して各車輪がロ
ックしないようになっている。ＡＢＳ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側から制動圧を受けて
上記ディスク２６を挟持するキャリパ２７とからなる。

【００１３】一方、図３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の前方の車両等の障害物に向け
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ユニット
３２は、レーダ受信波の送信時点からの遅れ時間（ドッ
プラーシフト）によって自車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３
４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、上記演算ユニット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ユニット３５
を通して受け、レーザ受信光の送信時点からの遅れ時間
によって自車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、演算ユニット３２
は、上記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、自車と前方の障害物と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。

【００１４】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
左右水平方向に変更可能に設けられており、上記モータ
３７の作動は演算ユニット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ユニット３２に入力され、該演算
ユニット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。

【００１５】また、４０は車両の走行する道路の旋回半
径を検出する旋回半径検出手段であって、該旋回半径検
出手段４０は、センサで検出した車両の横加速度等から
間接的に旋回半径を求めるものと、映写装置を用い画像
処理により直接的に旋回半径を検出するものとが従来公
知であるが、いずれを用いてもよい。４１は舵角を検出
する舵角センサ、４２は車速を検出する車速センサ、４
３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４０〜４４の検出信号は、
上記アクチュエータ１６を制御する制御ユニット４５に
入力される。該制御ユニット４５には、上記演算ユニッ
ト３２で求められた自車と前方障害物との間の距離及び
相対速度の信号も入力されており、この両ユニット４
５，３２は、上記コントロールボックス１７（図２参
照）内に収納されている。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、上記制御ユニット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。

【００１６】さらに、５１は前方の車両に設けられた送
信器５２から送られてくる情報を受信する受信器であ
り、この送・受信器５１，５２間で交換される情報は、
本実施例の場合、前方車両に自車と同様に各々設けられ
る旋回半径検出手段４０で検出される道路の旋回半径、
及び路面μセンサ４４で検出される路面の摩擦係数であ
る。上記受信器５１で得られた情報は、上記制御ユニッ
ト４５に入力される。

【００１７】図４は上記制御ユニット４５による接触防
止のための自動制動の制御フローを示す。この制御フロ
ーにおいては、先ず、スタートした後、ステップＳ1 で
各種信号を読込み、ステップＳ2 で各種のしきい値Ｌ0
，Ｌ2 ，Ｌ3 を算出する。しきい値Ｌ0 は、自車と前
方障害物との接触の可能性があり接触防止のために自動
制動を開始する、自車と前方障害物との間の距離であ
る。しきい値Ｌ2 は自動制動の開始に先立って警報を発
する、自車と前方障害物との間の距離である。また、し
きい値Ｌ3 は、自動制動開始後接触の可能性がなくなり
自動制動を解除する、自車と前方障害物との間の距離で
ある。これらのしきい値Ｌ0 ，Ｌ2 ，Ｌ3 は、図５に示
すサブルーチンに従って算出されるが、その算出方法は
後述する。

【００１８】上記各種しきい値Ｌ0 ，Ｌ2 ，Ｌ3 の算出
後、ステップＳ3 で自車と前方障害物との相対速度Ｖ1
が零以上、つまり両者が近付きつつあるか否かを判定す
る。この判定がＹＥＳのときには、更にステップＳ4 で
自車と前方障害物との間の距離（以下、車間距離とい
う）Ｌ1 が上記警報発生のしきい値Ｌ2 よりも小さいか
否かを判定し、この判定がＹＥＳのときは、ステップＳ
5 で警報ブザー４７を鳴らす。続いて、ステップＳ6 で
車間距離Ｌ1 が自動制動開始のしきい値Ｌ0 よりも小さ
いか否かを判定し、この判定がＹＥＳのときは、ステッ
プＳ7 でフル制動でもって自動制動をかけるようアクチ
ュエータ１６を作動させ、しかる後リターンする。上記
ステップＳ4 又はＳ6 の判定がＮＯのときは直ちにリタ
ーンする。

【００１９】一方、上記ステップＳ3 の判定がＮＯのと
き、つまり自車と前方障害物（前方車両）とが遠ざかり
つつあるときには、ステップＳ8 で車間距離Ｌ1 が自動
制動解除のしきい値Ｌ3 よりも小さいか否かを判定す
る。この判定がＹＥＳのときはステップＳ9 で自動制動
をかけた状態のままリターンする一方、判定がＮＯのと
きはステップＳ10で自動制動を解除した後リターンす
る。

【００２０】次に、図５に示すサブルーチンに従って各
種しきい値Ｌ0 ，Ｌ2 ，Ｌ3 の算出方法を説明する。こ
のサブルーチンにおいては、スタートした後、先ず始め
に、ステップＳ21で受信器５１に前方車両の送信器５２
から道路状況の情報（詳しくは道路の旋回半径ｒ1 及び
路面の摩擦係数μ1 ）が入力されているか否かを判定す
る。その判定がＹＥＳのときには、ステッフＳ22で上記
前方車両側の道路旋回半径ｒ1 と自車の旋回半径検出手
段４０で検出された自車側の道路旋回半径ｒ0との大小
比較を行った後、ステップＳ23又はＳ24で小さい方のも
のをしきい値算出上の道路旋回半径ｒとする。続いて、
ステップＳ25で上記前方車両側の路面摩擦係数μ1 と自
車の路面μセンサ４４で検出された自車側の路面摩擦係
数μ0 との大小比較を行った後、ステップＳ26又はＳ27
で小さい方のものをしきい値算出上の路面摩擦係数μと
し、ステップＳ29へ移行する。また、ステップＳ21の判
定がＮＯのときには、ステップＳ28で自車側の道路旋回
半径ｒ0 及び路面摩擦係数μ0 をそれぞれしきい値算出
上の道路旋回半径ｒ及び路面摩擦係数μとした後、ステ
ップＳ29へ移行する。

【００２１】そして、ステップＳ29では、上記道路旋回
半径ｒと車速センサ４２で検出された自車速度ｖ0 とか
ら下記の式により、自車の横加速度αを推定する。

【００２２】 α＝ｖ0 ²／ｒ続いて、ステップＳ30でタイヤが受け持つことができる
力の限界から、許容される前後加速度βを下記の式によ
り推定する。

【００２３】 β＝｛（μｇ）²−α²｝^1/2 この演算式中の第１項は、タイヤのスリップ限界を示す
ものであって、路面摩擦係数μの影響を受ける。

【００２４】しかる後、ステップＳ30で上記許容前後加
速度βを用いて自動制動開始のしきい値Ｌ0 を算出す
る。その際の算出式には、下記の式又は式等があ
る。

【００２５】Ｌ0 ＝ｖ0 ²／２β … Ｌ0 ＝Ｖ1 ²／２β … 式は、前方車両がその前方障害物と衝突して停車した
ときこの車両との接触を防止するために必要な車間距離
を示すものであり、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Ｖ
1 が自車速度ｖ0と同一のとき）と同じ値となる。式
は、前方車両が一定車速を保ったときこの車両との接触
を防止するために必要な車間距離を示すものである。

【００２６】上記自動制動開始のしきい値Ｌ0 の算出
後、ステップＳ32で警報発生のしきい値Ｌ2 及び自動制
動解除のしきい値Ｌ3 を算出する。警報発生のしきい値
Ｌ2 は、自動制動開始のしきい値Ｌ0 よりも所定量大き
い値に設定される。また、自動制動解除のしきい値Ｌ3
は、自動制動開始のしきい値Ｌ0 よりも所定量大きい値
に、場合によっては所定量小さい値に設定される。

【００２７】図４及び図５に示す制御フローによって、
自車の各種センサ等で得られる情報に加えて、受信器５
１で得られる前方車両からの路面摩擦係数μ及び道路旋
回半径ｒの情報に基づいて、路面摩擦係数μが小さいほ
ど、道路旋回半径ｒが小さいほど、しきい値Ｌ0 を大き
な値に設定する所定値設定手段５３が構成されており、
この所定値設定手段５３は制御ユニット４５内に収納さ
れている。

【００２８】次に、上記実施例の作動、特にコントロー
ルボックス１７内の制御ユニット４５による接触防止の
ための自動制動の制御について説明するに、自車が前方
の障害物に近付いてその間の距離Ｌ1 が自動制動開始の
しきい値Ｌ0 よりも小さくなると、制御ユニット４５は
アクチュエータ１６を作動させ、該アクチュエータ１６
で発生する電圧を介して自動制動バルブユニット４内の
バルブの開閉を切換えることにより自動制動が行われ
る。つまり、シャッターバルブ１１を閉じるとともに、
増圧バルブ１２を開位置に、減圧バルブ１３を閉位置に
それぞれ切換える。これにより、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（キャリパ２７）に
それぞれ供給され、該ブレーキ装置６の作動により各車
輪にフル制動力が作用することになり、この結果、前方
障害物との接触を防止することができる。

【００２９】この場合、前方障害物が自車と同一車線上
を走行する車両であって、該前方車両から道路状況とし
て道路の旋回半径ｒ1 及び路面の摩擦係数μ1 の情報が
受信器５１を通して入力されたときには、その前方車両
側の道路の旋回半径ｒ1 及び路面の摩擦係数μ1 と、自
車側のセンサ（旋回半径検出手段４０及び路面μセンサ
４４）で検出された道路の旋回半径ｒ1 及び路面の摩擦
係数μ1 とが各々大小比較され、値の小さい方つまり道
路状況の悪い方のものがしきい値算出上の道路旋回半径
ｒ及び路面摩擦係数μとされ、これに基づいて自動制動
開始のしきい値Ｌ0 等が算出決定される。このため、道
路状況の急激な変化に対して、自動制動開始距離を長く
するなどの対応を前方車両からの情報に基づいて早期に
とることができ、接触防止を確実に図ることができる。
しかも、この実施化を図るに当たっては、車両にのみ情
報交換のための送・受信器５１，５２を搭載すればよい
ので、比較的容易に実施化を図ることができる。

【００３０】尚、上記実施例では、接触回避措置として
自動制動を採る場合について述べたが、本発明は、この
自動制動の代りに、又はこれと組合わせて自動操舵を採
る場合等にも同様に適用することができるのは勿論であ
る。

【００３１】また、上記実施例では、前方車両と自車と
の間で交換する情報として、道路の旋回半径及び路面の
摩擦係数という道路状況の場合について述べたが、本発
明は、この道路状況の情報以外に、前方車両の減速度等
の運転情報の場合にも適用することができるのは勿論で
ある。

【００３２】

【発明の効果】以上の如く、本発明における車両の接触
防止装置によれば、自車と前方車両との間の距離及び相
対速度に加え、前方車両に設けられた送信器から送られ
て来る走行路面の摩擦係数及び道路旋回半径の情報に基
づいて、路面摩擦係数が小さいほど、かつ道路旋回半径
が小さいほど、接触回避措置を行うためのしきい値を大
きな値に設定して、道路状況の急激な変化に対して前方
車両との接触の可能性を適切に判断することができるの
で、前方車両との接触防止をより確実に図ることができ
る。しかも、車両にのみ情報交換のための送・受信器を
搭載すれば足りるので、実施化を容易に図ることができ
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】同自動制動装置の油圧回路の構成部品配置図で
ある。

【図３】同自動制動装置のブロック構成図である。

【図４】制御ユニットによる接触防止のための自動制動
の制御フローを示すフローチャート図である。

【図５】しきい値算出用のサブルーチンを示すフローチ
ャート図である。

【符号の説明】

６ブレーキ装置１６アクチュエータ３６距離・相対速度検出手段５１受信器５２送信器５３所定値設定手段

フロントページの続き (72)発明者山本康典広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (72)発明者足立智彦広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (56)参考文献特開昭54−33443（ＪＰ，Ａ) 特開昭48−24438（ＪＰ，Ａ) 特開平４−241100（ＪＰ，Ａ) 実開昭52−154838（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B60R 21/00 G08G 1/16

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】自車と障害物との間の距離及び相対速度
を検出する検出手段を備え、該検出手段で検出された自
車と障害物との間の距離が所定値よりも小さくなった
時、自動的に上記障害物との接触回避措置を行う車両の
接触防止装置において、自車の前方の車両に設けられた送信器から送られてく
る，走行路面の摩擦係数情報及び道路の旋回半径情報を
受信する受信器と、該受信器で得られた上記摩擦係数情報及び上記旋回半径
情報に基づいて、該摩擦係数が小さいほど、かつ上記旋
回半径が小さいほど、上記接触回避措置を行うためのし
きい値としての上記所定値を大きな値に設定する所定値
設定手段とを備えたことを特徴とする車両の接触防止装
置。