JP3692777B2 - 車両の制動補助装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば十分な制動力が発揮されるように制動を補助する車両の制動補助装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このような車両の制動補助装置としては、例えば特開平９−１６４９３０号公報に記載されるものがある。この制動補助装置は、ブレーキペダルの操作速度を検出し、その操作速度が大きいときには緊急時と判断し、ブレーキペダルの操作量とは個別に、ホイールシリンダ等の制動手段への制動流体圧を増圧制御（又は通常よりも大きい増圧勾配を選択制御）するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の制動力制御装置では、ブレーキペダルの操作速度だけで緊急時の判断を行っているだけなので、その緊急を回避するためにどの程度の車両減速度が必要なのか分からず、必然的に制動流体圧を最大にして緊急を回避しなければならない。そのため、多少余裕のある緊急時（例えば０．７Ｇ程度の減速度で回避できるヒヤリシーン）でも、常時最大の制動力がアシストされるという問題が発生する。
【０００４】
本発明は、前方対象物と自車両との車間距離を検出することで必要な減速度を求め、その減速度が達成されるように制動流体圧を制御することにより、個々の状況に則した制動力の補助ができる車両の制動補助装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記諸問題を解決するために、本発明のうち請求項１に係る車両の制動補助装置は、供給される制動流体圧に応じて各車輪を制動する制動手段と、ブレーキペダルの操作量とは個別に制動流体圧を調整可能な制動流体圧調整手段と、自車両と前方対象物との車間距離を検出する車間距離検出手段と、自車両の走行速度を検出する走行速度検出手段と、前記車間距離検出手段で検出された車間距離及び走行速度検出手段で検出された自車両の走行速度から、自車両が前方対象物の手前で停止するために必要な自車両の減速度を算出する減速度算出手段と、ブレーキペダルの操作量を検出するブレーキペダル操作量検出手段と、前記減速度算出手段で算出された自車両の減速度及びブレーキペダル操作量検出手段で検出されたブレーキペダルの操作量に基づいて前記制動流体圧調整手段を制御して、当該必要な自車両の減速度が達成されるように前記制動手段への制動流体圧を増圧制御する制動流体圧制御手段と、ブレーキペダルの踏力を検出するブレーキペダル踏力検出手段とを備え、前記制動流体圧制御手段は、前記ブレーキペダル操作量検出手段で検出されたブレーキペダルの操作量から単位時間当たりのブレーキストローク速度を算出すると共に、このブレーキストローク速度と前記ブレーキペダル踏力検出手段で検出されたブレーキペダルの踏力との積値から運転者によるブレーキペダルへの仕事率を算出し、このブレーキペダルへの仕事率が所定値以上のときに前記制動流体圧の増圧制御を行うことを特徴とするものである。
【０００６】
また、本発明のうち請求項２に係る車両の制動補助装置は、前記請求項１の発明において、前記制動流体圧制御手段は、前記減速度算出手段で算出された自車両の減速度が所定値以上のときに前記制動流体圧の増圧制御を行うことを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明のうち請求項３に係る車両の制動補助装置は、前記請求項１又は２の発明において、前記制動流体圧制御手段は、前記ブレーキペダル操作量検出手段で検出されたブレーキペダルの操作量から単位時間当たりのブレーキストローク速度を算出し、このブレーキストローク速度が所定値以上のときに前記制動流体圧の増圧制御を行うことを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明のうち請求項４に係る車両の制動補助装置は、前記請求項１乃至３の発明において、前記制動流体圧制御手段は、前記走行速度検出手段で検出された自車両の走行速度が所定値以上のときに前記制動流体圧の増圧制御を行うことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明のうち請求項５に係る車両の制動補助装置は、前記請求項１乃至４の発明において、前記制動流体圧制御手段は、前記制動流体圧の増圧制御の継続中に、前記減速度算出手段で算出された自車両の減速度が大きくなったときには、当該大きくなった自車両の減速度に応じて、必要な制動流体圧の値を更新することを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明のうち請求項６に係る車両の制動補助装置は、前記請求項１乃至５の発明において、前記制動流体圧制御手段は、前記制動流体圧の増圧制御の継続中に、前記減速度算出手段で算出された自車両の減速度が小さくなったときには、それまでの自車両の減速度に応じた制動流体圧の値を保持することを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明のうち請求項７に係る車両の制動補助装置は、前記請求項１乃至６の発明において、前記制動流体圧制御手段は、前記制動手段の応答特性に応じて制動流体圧の増圧制御を行うことを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明のうち請求項８に係る車両の制動補助装置は、前記請求項１乃至７の発明において、減速による自車両の姿勢変化を検出する姿勢変化検出手段を備え、前記制動流体圧制御手段は、前記姿勢変化検出手段で自車両の姿勢変化が検出されたときには、自車両で必要な減速度を所定値に設定することを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明のうち請求項９に係る車両の制動補助装置は、前記請求項８の発明において、前記姿勢変化検出手段は、前記車間距離検出手段で検出された車間距離が不連続で且つ所定値であるときに自車両の姿勢が変化したことを検出するものであることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明のうち請求項１０に係る車両の制動補助装置は、前記請求項８又は９の発明において、前記自車両で必要な減速度の所定値は、車両が最短距離で停止できる値であることを特徴とするものである。
【００１６】
【発明の効果】
而して、本発明のうち請求項１に係る車両の制動補助装置によれば、自車両と前方対象物との車間距離及び自車両の走行速度から、自車両が前方対象物の手前で停止するために必要な自車両の減速度を算出し、この自車両の減速度及びブレーキペダルの操作量に基づいて、当該必要な自車両の減速度が達成されるようにホイールシリンダ等の制動手段への制動流体圧を増圧制御する構成としたため、緊急度の大きさに応じた減速度が可能となり、個々の状況に則した制動力を補助することができると共に、運転者によるブレーキペダルへの仕事率が所定値以上のときに制動流体圧の増圧制御を行う構成としたため、運転者がブレーキペダルに及ぼす仕事率が大きな緊急時にだけ制動力を補助することが可能となる。
【００１７】
また、本発明のうち請求項２に係る車両の制動補助装置によれば、算出された自車両の減速度が所定値以上のときに制動流体圧の増圧制御を行う構成としたため、必要とする自車両の減速度が大きい緊急時にだけ制動力を補助することが可能となる。
【００１８】
また、本発明のうち請求項３に係る車両の制動補助装置によれば、単位時間当たりのブレーキストローク速度が所定値以上のときに制動流体圧の増圧制御を行う構成としたため、ブレーキペダルの踏込みが速い緊急時にだけ制動力を補助することが可能となる。
【００２０】
また、本発明のうち請求項４に係る車両の制動補助装置によれば、自車両の走行速度が所定値以上のときに制動流体圧の増圧制御を行う構成としたため、渋滞路や煩雑路等での低速走行時に不要な制動力が補助されてしまうのを回避することができる。
【００２１】
また、本発明のうち請求項５に係る車両の制動補助装置によれば、制動流体圧の増圧制御の継続中に、必要な自車両の減速度が大きくなったときには、その減速度に応じて、必要な制動流体圧の値を更新する構成としたため、例えば前方対象物との間に他の対象物が現れたときや前方対象車両の減速度が大きいときなどに、必要な減速度の増加に合わせて、補助される制動力を増加することが可能となる。
【００２２】
また、本発明のうち請求項６に係る車両の制動補助装置によれば、制動流体圧の増圧制御の継続中に、必要な自車両の減速度が小さくなったときには、それまでの自車両の減速度に応じた制動流体圧の値を保持する構成としたため、例えば前方対象物がなくなったときや前方対象車両が加速して遠ざかったときなどに、運転者がブレーキペダルを踏み込んでいるにも係わらず、勝手に減速度が減少してしまうのを防止することができる。
【００２３】
また、本発明のうち請求項７に係る車両の制動補助装置によれば、ホイールシリンダ等の制動手段の応答特性に応じて制動流体圧の増圧制御を行う構成としたため、例えば空走時間等を含んだ寄り実車的な制動力の補助が可能となる。
【００２４】
また、本発明のうち請求項８に係る車両の制動補助装置によれば、減速による自車両の姿勢変化が検出されたときには、自車両で必要な減速度を、例えば最大限速度等の所定値に設定する構成としたため、例えばノーズダイブ等の減速に伴う姿勢変化で、正確な車間距離の検出ができなくなったときでも、前方対象物の手前で停止することができる程度の制動力を補助することが可能となる。
【００２５】
また、本発明のうち請求項９に係る車両の制動補助装置によれば、検出される車間距離が不連続で且つ所定値であるときに自車両の姿勢が変化したことを検出する構成としたため、例えばノーズダイブ等の減速に伴う姿勢変化で、正確な車間距離の検出ができなくなったことを正確に検出することができる。
【００２６】
また、本発明のうち請求項１０に係る車両の制動補助装置によれば、自車両で必要な減速度の所定値を、車両が最短距離で停止できる値としたため、前方対象物の手前で確実に停止することが可能となる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
これ以下、本発明の車両の制動補助装置の第１実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２８】
図１は本発明の車両の制動補助装置を、所謂ＦＦタイプの車両の制動補助装置として展開した一例である。この制動補助装置は、ブレーキペダル２１の操作量とは個別に、マスタシリンダからの出力圧，つまり制動流体圧を増圧可能な負圧ブースタ２５を備えて構成されている。この負圧ブースタ２５でマスタシリンダ２６の内圧を倍増し、そのマスタシリンダ２６からの出力圧が、制動手段である各ホイールシリンダに供給される。
【００２９】
ここで、前記負圧ブースタの詳細について図２を用いながら説明する。図示されないブレーキペダルが踏込まれると、連結ロッド１６がオペレーティングロッド６を図示左方に移動し、このオペレーティングロッド６によってリアクションディスク９及びプッシュロッド８が図示左方に押され、このプッシュロッド８の左方に設けられている図示されないピストンによってマスタシリンダ２６の内圧が増圧される。このとき、マスタシリンダ２６側の負圧室２内はエンジンの吸入圧で常時負圧状態になっており、一方、変圧室１内には大気弁４から大気が導入され、これにより両者の間に差圧が生じ、この差圧でダイアフラム１４がピストン１０を図示左方に移動し、このピストン１０によって前記リアクションディスクが図示左方に押されるので、プッシュロッド８にはブレーキペダルの踏力以上の押圧力が作用し、これによりマスタシリンダ２６の内圧が倍増される。
【００３０】
なお、前記変圧室１と負圧室２とは、ブレーキ非作動時に連通路１１を介して連通されており、従ってブレーキ非作動時には、変圧室１内も負圧状態となっている。これに対して、ブレーキペダルが踏込まれると連結ロッド１６が図示左動し、同時にリターンスプリング１３ｂを介して外側シリンダ１２が図示左動し、この外側シリンダ１２に内装されている真空弁３が連通路１１を閉塞する。これと同時に、同じく外側シリンダ１２に内装されている大気弁４がシール座１２から離間し、変圧室２は大気に開放される。また、図中の符号１５は、前記ピストン１０や外側シリンダ１２を図示右方に戻すリターンスプリングである。
【００３１】
一方、前記ピストン１０にはソレノイド５が内装されている。そして、このソレノイド５を励磁すると、前記外側シリンダ１２の内側に設けられた内側シリンダ７が図示左方に移動される。この内側シリンダ７の図示右方端部はリターンスプリング１３ａを介して前記真空弁３及び大気弁４に連結されている。また、同じく内側シリンダ７の図示右方端部はリターンスプリング１７を介して前記オペレーティングロッド６に連結されている。従って、ソレノイド５の励磁によって内側シリンダ７が図示左動すると、前記ブレーキペダルの踏込み時と同様に、真空弁３が連通路１１を閉塞し且つ大気弁４が変圧室１を大気に開放し、同時にオペレーティングロッド６が図示左動されるので、リアクションディスク９及びプッシュロッド８が図示左方に押され、このプッシュロッド８の左方に設けられている図示されないピストンによってマスタシリンダ２６の内圧が増圧されるように構成されている。
【００３２】
一方、図１に示すように、車両には、前記ソレノイド５を駆動して、制動流体圧を制御するためのコントローラ２９が搭載されている。このコントローラ２９は、後述する演算処理を行うためのマイクロコンピュータや、このマイクロコンピュータからの制御信号を、ソレノイド５駆動のための適切な駆動信号に変換するドライバー等を備えている。また、このコントローラ２９のマイクロコンピュータでの演算処理に必要な情報を得るために、車両には車間距離検出手段としてのレーザレーダ３１や、ブレーキペダル操作量検出手段としてブレーキペダル２１の操作量を検出するブレーキストロークセンサ２３が取付けられている。また、本実施形態では、車両に作用する前後加速度を検出する前後加速度センサ３２や、マスタシリンダ２６からの出力圧，即ち制動流体圧を検出する圧力センサ３３も取付けられている。また、各車輪には図示されない車輪速度センサが取付けられている。
【００３３】
前記マイクロコンピュータは、Ａ／Ｄ変換器等を備えて前記各センサからの検出信号を適切な形態で取り込むための入力インタフェースや、読込まれた情報を用いて所定の演算処理を行うＣＰＵ等の演算処理装置や、この演算処理に必要なプログラムや制御マップ，テーブル等が記憶されていたり、必要な情報を一時的に記憶したりするためのＲＯＭ，ＲＡＭ等の記憶装置や、Ｄ／Ａ変換器等を備えて演算処理装置からの制御信号を適切な形態で出力するための出力インタフェース等を備えて構成される。また、車体に取付けられているレーザレーダ３１は、例えば自らレーザ光を車両前方に向けて発光し、その反射光の到達時間から、車両前方対象物までの距離，即ち車間距離を検出するものである。また、ブレーキストロークセンサ２３は例えばロータリエンコーダ等で構成され、ブレーキペダル２１の踏込み量を操作量として検出する。なお、前記マイクロコンピュータは、その動作周波数が大変に高いことから、当該マイクロコンピュータからパルス幅変調されたディジタルデータの基準矩形波制御信号を出力するようにし、ドライバは単にそれをソレノイド作動に適した駆動信号に変換，増幅するだけのものとして構成されている。また、前記レーザレーダ３１は、たとえばレーザ反射光を受光できず、その結果、正確な車間距離の検出が行えないときには、例えば１００ｍ程度の所定値ＬEXTRA に相当する車間距離Ｌの検出信号が出力されるものとする。
【００３４】
次に、前記コントローラ２９内のマイクロコンピュータで実行される演算処理について図３のフローチャートに従って説明する。この演算処理は所定のサンプリング時間（例えば１０msec）ΔＴ毎にタイマ割込処理として実行される。なお、これ以後の演算処理では、何れも特に通信のためのステップを設けていないが、マイクロコンピュータ内の演算処理装置で必要なプログラムやマップ、或いは必要なデータは随時記憶装置から読込まれるし、逆に演算処理装置で算出されたデータは随時記憶装置に更新記憶されるものとする。
【００３５】
この演算処理では、まずステップＳ１で、図示されない個別の演算処理に従って、自車速Ｖｍを検出する。具体的には、従動輪である前左右輪速の平均値を自車速Ｖｍとする。
【００３６】
次にステップＳ２に移行して、図示されない個別の演算処理に従って、前記レーザレーダ３１による前方対象物との車間距離Ｌを検出する。
次にステップＳ３に移行して、図示されない個別の演算処理に従って、前記ステップＳ２で読込まれた車間距離Ｌの時間微分値，車間距離変化率ｄＬ／ｄｔを算出する。具体的には、例えば前回のサンプリング時刻に読込まれた車間距離の前回値Ｌ(n-1) と今回値Ｌ(n) との差分値を前記所定サンプリング時間ΔＴで除したり、或いは所定の位相進みを有するハイパスフィルタ処理を施したりすることによって得られる。
【００３７】
次にステップＳ４に移行して、前記ステップＳ１乃至ステップＳ３で検出されたり算出されたりした自車速Ｖｍ，車間距離Ｌ，車間距離変化率ｄＬ／ｄｔを用いて、下記１式に従って、自車両で必要な目標減速度Ｇｔを算出する。なお、１式は、自車速Ｖｍの持つ運動エネルギーが、前方対象物までの距離，即ち車間距離Ｌ内で、自車両と前方対象物との相対速度の持つ運動エネルギーに変化するための減速度を導出する運動方程式から導かれる。
【００３８】
Ｇｔ＝（Ｖｍ2 −（Ｖｍ−ｄＬ／ｄｔ）2 ）／２Ｌ ……… (1)
次にステップＳ８に移行して、前記目標減速度Ｇｔから、例えば図４の制御マップを参照するなどの個別の演算処理に従って、目標制動流体圧Ｐｔを算出する。この実施形態，即ち図４の制御マップでは、目標減速度Ｇｔが大きい領域でのブレーキパッドの摩擦係数低下を補償するために、次第にゲインを高めるような非線型特性としているが、摩擦係数低下が顕著でないブレーキ部品の場合には線型特性としてもよい。
【００３９】
次にステップＳ９に移行して、図示されない個別の演算処理に従って、ブレーキストロークセンサ２３の検出信号からブレーキペダル２１の操作量として、ブレーキストロークＳを検出する。
【００４０】
次にステップＳ１０に移行して、図示されない個別の演算処理に従って、前記ステップＳ９で読込まれたブレーキストロークＳの時間微分値，ストローク速度ｄＳ／ｄｔを算出する。具体的には、例えば前回のサンプリング時刻に読込まれた車間距離の前回値Ｓ(n-1) と今回値Ｓ(n) との差分値を前記所定サンプリング時間ΔＴで除したり、或いは所定の位相進みを有するハイパスフィルタ処理を施したりすることによって得られる。
【００４１】
次にステップＳ１１に移行して、下記２式に従って、運転者がブレーキペダル２１に施した仕事率Ｊを算出する。なお、２式の導出原理は、仕事率の物理的定義そのものである。
【００４２】
Ｊ＝ｋ・Ｓ・ｄＳ／ｄｔ ……… (2)
但し、式中、
ｋ：ブレーキストロークＳを踏力に換算するための係数
である。
【００４３】
次にステップＳ１２に移行して、図示されない個別の演算処理に従って、ブレーキペダルの踏込み中であるか否かを判定し、ブレーキペダル踏込み中である場合にはステップＳ１３に移行し、そうでない場合にはステップＳ１４に移行する。
【００４４】
前記ステップＳ１４では、制動補助制御フラグＦBAを“０”にリセットしてからステップＳ１５に移行する。
また、前記ステップＳ１３では、前記ステップＳ１で検出した自車速Ｖｍが、例えば５０km/h程度に予め設定された所定値Ｖｍ0 より大きいか否かを判定し、当該自車速Ｖｍが所定値Ｖｍ0 より大きい場合にはステップＳ１６に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ１５に移行する。
【００４５】
前記ステップＳ１６では、制動補助制御フラグＦBAが“０”のリセット状態であるか否かを判定し、当該制動補助制御フラグＦBAがリセット状態である場合にはステップＳ１７に移行し、そうでない場合にはステップＳ１８に移行する。
【００４６】
前記ステップＳ１７では、前記ステップＳ１１で算出した仕事率Ｊが、緊急時に運転者がブレーキペダル２１に施す仕事率に相当する所定値Ｊ0 より大きいか否かを判定し、当該仕事率Ｊが所定値Ｊ0 より大きい場合には前記ステップＳ１８に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ１５に移行する。
【００４７】
前記ステップＳ１８では、制動補助制御フラグＦBAを“１”にセットしてからステップＳ１９に移行する。
前記ステップＳ１９では、前記ステップＳ８で算出した目標制動流体圧の今回値Ｐｔ(n) が、前回サンプリング時刻における前回値Ｐｔ(n-1) より大きいか否かを判定し、当該目標制動流体圧の今回値Ｐｔ(n) が前回値Ｐｔ(n-1) より大きい場合にはステップＳ２０に移行し、そうでない場合にはステップＳ２２に移行する。
【００４８】
前記ステップＳ２０では、前記ステップＳ８で算出した目標制動流体圧の今回値Ｐｔ(n) を最終的な目標制動流体圧Ｐｔに更新設定してからステップＳ２３に移行する。
【００４９】
また、前記ステップＳ２２では、前回サンプリング時刻における前回値Ｐｔ(n-1) を最終的な目標制動流体圧Ｐｔに更新設定する，つまり前回値を保持してから前記ステップＳ２３に移行する。
【００５０】
前記ステップＳ２３では、図示されない個別の演算処理に従って、前記圧力センサ３３の検出信号から実際のマスタシリンダの出力圧，実制動流体圧Ｐｒを検出してからステップＳ２４に移行する。
【００５１】
前記ステップＳ２４では、前記目標制動流体圧Ｐｔが実制動流体圧Ｐｒより大きいか否かを判定し、当該目標制動流体圧Ｐｔが実制動流体圧Ｐｒより大きい場合にはステップＳ２５に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ１５に移行する。
【００５２】
前記ステップＳ２５では、図示されない個別の演算処理に従って、制動流体圧の増圧アシスト制御を行ってからメインプログラムに復帰する。具体的には、例えば目標制動流体圧Ｐｔと実制動流体圧Ｐｒとの差分値から、それを補うためのブレーキストロークを求め、そのブレーキストロークに相当する踏力を前記ソレノイドで発生させるための当該ソレノイドへの供給電流値を求め、その供給電流値に応じたデューティ比制御信号を出力する。このデューティ比制御信号については、例えば従来既存のデューティ比によるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御等が適用できるので、その詳細な説明については省略する。
【００５３】
一方、前記ステップＳ２６では、前記ステップＳ２５で行うような増圧アシスト制御を解除してからメインプログラムに復帰する。
次に、本実施形態の作用について説明する。本実施形態では、図３の演算処理のステップＳ１乃至ステップＳ４で、前記所定サンプリング時間ΔＴ毎に、自車両が前方対象物の手前で停止するのに必要な目標減速度Ｇｔを求め、続くステップＳ８で、この目標減速度Ｇｔを達成するための目標制動流体圧Ｐｔを算出し、ステップＳ２３乃至ステップＳ２５では、原則的に、この目標制動流体圧Ｐｔに実制動流体圧Ｐｒが一致するように制動流体圧の増圧アシスト制御を行う。従って、車間距離Ｌや、自車速Ｖｍ，前方対象物との相対速度などの要素を含む緊急度の大きさに合わせて目標減速度Ｇｔが設定されるように構成することで、個々の状況に則した制動力を補助することが可能となる。
【００５４】
また、図３の演算処理のステップＳ１３では、自車速Ｖｍが、例えば５０km/h程度の所定値Ｖｍ0 以下のときには、ステップＳ１５に移行して制動流体圧の増圧アシスト制御を解除してしまうので、渋滞路や煩雑路等での低速走行時に不要な制動力が補助されてしまうのを回避することが可能となる。
【００５５】
また、図３の演算処理のステップＳ１７では、運転者がブレーキペダル２１に施す仕事率Ｊが、例えば緊急時のそれに相当する所定値Ｊ0 以下のときには、ステップＳ１５に移行して制動流体圧の増圧アシスト制御を解除してしまうので、運転者がブレーキペダルを大きく且つ速く踏込むような，即ちブレーキペダルに及ぼす仕事率が大きな緊急時にだけ制動力を補助することが可能となる。
【００５６】
また、図３の演算処理のステップＳ１９乃至ステップＳ２２では、例えば前記ステップＳ４で算出される目標減速度Ｇｔが大きくなり、その結果、ステップＳ８で算出される目標制動流体圧の今回値Ｐｔ(n) が前回値Ｐｔ(n-1) より大きいときにだけ、当該目標制動流体圧の今回値Ｐｔ(n) を最終的な目標制動流体圧Ｐｔとして更新し、そうでないときには最終的な目標制動流体圧Ｐｔを前回値Ｐｔ(n-1) に設定，つまり保持する。これにより、例えば前方対象物との間に他の対象物が現れたときや前方対象車両の減速度が大きいときなど、変化する目標減速度Ｇｔの増加に合わせて、補助される制動力を増加することが可能となる。また、例えば前方対象物がなくなったときや前方対象車両が加速して遠ざかったときなどに、運転者がブレーキペダルを踏み込んでいるにも係わらず、勝手に減速度が減少してしまうのを防止することが可能となる。
【００５７】
以上より、前記各ホイールシリンダが本発明の制動手段を構成し、以下同様に、前記ソレノイド５を含む負圧ブースタ２５が制動流体圧調整手段を構成し、前記レーザレーダ３１及び図３の演算処理のステップＳ２が車間距離検出手段を構成し、前記図３の演算処理のステップＳ１が走行速度検出手段を構成し、前記図３の演算処理のステップＳ４が減速度算出手段を構成し、前記ブレーキストロークセンサ２３及び図３の演算処理のステップＳ９がブレーキペダル操作量検出手段を構成し、前記図３の演算処理のステップＳ１２乃至ステップＳ２５が制動流体圧制御手段を構成し、図３の演算処理のステップＳ１０及びステップＳ１１がブレーキペダル踏力検出手段を構成している。
【００５８】
次に、本発明の制動補助装置の第２実施形態について説明する。この実施形態の車両構成，制動流体圧調整手段としての負圧ブースタ，電子制御を司る電気回路は前記第１実施形態の図１及び図２のものと同様である。この実施形態では、制動流体圧増圧アシスト制御を司る演算処理が前記図３のものから図５のものに変更されている。この実施形態の図５の演算処理も、前記第１実施形態の図３の演算処理に類似しており、同等の演算処理ステップもある。そこで、同等の演算処理ステップには同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。この図５の演算処理と図３の演算処理との具体的な差異は、前記ステップＳ４とステップＳ８との間にステップＳ５乃至ステップＳ７が挿入されている点である。つまり、前記ステップＳ４で目標減速度Ｇｔを算出したら、ステップＳ５以後に移行する。
【００５９】
このうち、前記ステップＳ５では、前記ステップＳ２で検出された車間距離の今回値Ｌ(n) から前回サンプリング時刻に検出された車間距離の前回値Ｌ(n-1) を減じた値が、予め設定されている車間距離変化の所定値ΔＬ0 より大きいか否かを判定し、当該車間距離の今回値Ｌ(n) から前回値Ｌ(n-1) を減じた値が所定値ΔＬ0 より大きい場合にはステップＳ６に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ８に移行する。
【００６０】
前記ステップＳ６では、前記ステップＳ２で検出された車間距離の今回値Ｌ(n) が、例えば１００ｍ程度に予め設定されている前記所定値ＬEXTRA に等しいか否かが判定され、当該車間距離の今回値Ｌ(n) が所定値ＬEXTRA に等しい場合にはステップＳ７に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ８に移行する。
【００６１】
前記ステップＳ７では、目標減速度Ｇｔを、例えば１．０Ｇ程度に予め設定されている最大減速所定値Ｇｔ0 に設定し直してから前記ステップＳ８に移行する。
【００６２】
つまり、本実施形態では、検出されている前方対象物との車間距離Ｌが、例えば前記所定値ΔＬ0 より大きく，不連続に変化し且つその変化後の値が、前記レーザレーダ３１によって正確な車間距離が検出できないときの所定値ＬEXTRA であるときには、目標減速度Ｇｔを最大減速所定値Ｇｔ0 に強制的にすげ替えてしまう。
【００６３】
一般にレーザレーダのように、自ら発射した光（波）の反射の状態，或いはその反射所要時間で車間距離を検出する車間距離検出手段は、車体に取付けられて、通常の車体姿勢で車両の前方に向けて真直ぐ光（波）を発射するに過ぎない。ところが、緊急時の制動では、その大きな制動力によって車体が激しく前方に傾き，所謂ノーズダイブが発生してしまうので、前方対象物に向けて常時正確に光（波）を発射できなくなる虞れがある。より具体的には、照射された光（波）は路面で一度反射し、そのまま前方対象物に当たらないで通り過ぎてしまうか、或いは当たっても、その反射を自ら正確に捕らえられない状態になってしまう。このようなときには、正確な車間距離検出が不可能になったとして、前記検出された車間距離Ｌを前記所定値ＬEXTRA とするのである。また、この状態になるときは、或る時刻を境に、検出されている車間距離Ｌが、ステップ的に長じる。そこで、これらの二つの条件が重なったときには、車体に大きな姿勢変化が生じ、その結果、正確な車間距離検出が不可能になったとして、目標減速度Ｇｔを最大減速所定値Ｇｔ0 にすげ替え、最終的に、この大きな減速度で車両を最短距離で停止できるように、制動流体圧を増圧アシスト制御する。
【００６４】
このように本実施形態では、前記第１実施形態の格別の作用・効果に加えて、ノーズダイブ等の減速に伴う姿勢変化で、正確な車間距離の検出ができなくなったときでも、前方対象物の手前で停止することができる程度の制動力を補助することが可能となる。また、検出される車間距離Ｌが所定値ΔＬ0 以上に不連続で且つその後の車間距離Ｌが正確な車間距離検出困難時の所定値ＬEXTRA であるときに自車両の姿勢が変化したものとするため、正確な車間距離の検出ができなくなったことを正確の検出することができる。また、目標減速度Ｇｔの所定値を、前記最大減速所定値Ｇｔ0 ，即ち車両が最短距離で停止できる値とすることにより、前方対象物の手前で確実に停止することが可能となる。
【００６５】
以上より、前記各ホイールシリンダが本発明の制動手段を構成し、以下同様に、前記ソレノイド５を含む負圧ブースタ２５が制動流体圧調整手段を構成し、前記レーザレーダ３１及び図５の演算処理のステップＳ２が車間距離検出手段を構成し、前記図５の演算処理のステップＳ１が走行速度検出手段を構成し、前記図５の演算処理のステップＳ４が減速度算出手段を構成し、前記ブレーキストロークセンサ２３及び図５の演算処理のステップＳ９がブレーキペダル操作量検出手段を構成し、前記図５の演算処理のステップＳ５及びステップＳ６が姿勢変化検出主菜を構成し、前記図５の演算処理のステップＳ７及びステップＳ１２乃至ステップＳ２５が制動流体圧制御手段を構成し、図５の演算処理のステップＳ１０及びステップＳ１１がブレーキペダル踏力検出手段を構成している。
【００６６】
なお、上記各実施形態には、算出された目標減速度Ｇｔの大きさによって制動流体圧の増圧アシスト制御の実行・解除を選別できるようにしてもよい。即ち、算出される目標減速度Ｇｔは、正に緊急度の大きさであるから、例えばこの目標減速度Ｇｔが所定値Ｇｔ0 より大きいときに増圧アシスト制御を行うようにし、逆に目標減速度Ｇｔが所定値Ｇｔ0 以下のときには増圧アシスト制御を解除することで、必要とする自車両の減速度が大きい緊急時にだけ制動力を補助することが可能となる。
【００６７】
また、上記各実施形態には、算出されたブレーキストローク速度ｄＳ／ｄｔの大きさによって制動流体圧の増圧アシスト制御の実行・解除を選別できるようにしてもよい。即ち、前述した仕事率Ｊと同様に、運転者がブレーキペダルを速く踏込むのも緊急度の大きなときであるから、例えばこのストローク速度ｄＳ／ｄｔが所定値より大きいときに増圧アシスト制御を行うようにし、逆に所定値以下のときには増圧アシスト制御を解除することで、ブレーキペダルを速く踏込む緊急時にだけ制動力を補助することが可能となる。
【００６８】
また、上記各実施形態では、ホイールシリンダ等の制動手段の応答特性に応じて制動流体圧の増圧アシスト制御を行うようにしてもよい。即ち、実車には必ず空走時間等の応答遅れがあるから、これを見込んで制動流体圧の増圧アシスト制御を行えば、より実車的な制動力の補助が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の制動補助装置の一例を示す構成図である。
【図２】図１の負圧ブースタの構成図である。
【図３】図１のコントローラで実行される演算処理の第１実施形態を示すフローチャートである。
【図４】図３の演算処理で用いられる目標制動流体圧設定のための制御マップの一例である。
【図５】図１のコントローラで実行される演算処理の第２実施形態を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１は変圧室
２は負圧室
３は真空弁
４は大気弁
５はソレノイド
６はオペレーティングロッド
７は内側シリンダ
８はプッシュロッド
９はリアクションディスク
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば十分な制動力が発揮されるように制動を補助する車両の制動補助装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このような車両の制動補助装置としては、例えば特開平９−１６４９３０号公報に記載されるものがある。この制動補助装置は、ブレーキペダルの操作速度を検出し、その操作速度が大きいときには緊急時と判断し、ブレーキペダルの操作量とは個別に、ホイールシリンダ等の制動手段への制動流体圧を増圧制御（又は通常よりも大きい増圧勾配を選択制御）するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の制動力制御装置では、ブレーキペダルの操作速度だけで緊急時の判断を行っているだけなので、その緊急を回避するためにどの程度の車両減速度が必要なのか分からず、必然的に制動流体圧を最大にして緊急を回避しなければならない。そのため、多少余裕のある緊急時（例えば０．７Ｇ程度の減速度で回避できるヒヤリシーン）でも、常時最大の制動力がアシストされるという問題が発生する。
【０００４】
本発明は、前方対象物と自車両との車間距離を検出することで必要な減速度を求め、その減速度が達成されるように制動流体圧を制御することにより、個々の状況に則した制動力の補助ができる車両の制動補助装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記諸問題を解決するために、本発明のうち請求項１に係る車両の制動補助装置は、供給される制動流体圧に応じて各車輪を制動する制動手段と、ブレーキペダルの操作量とは個別に制動流体圧を調整可能な制動流体圧調整手段と、自車両と前方対象物との車間距離を検出する車間距離検出手段と、自車両の走行速度を検出する走行速度検出手段と、前記車間距離検出手段で検出された車間距離及び走行速度検出手段で検出された自車両の走行速度から、自車両が前方対象物の手前で停止するために必要な自車両の減速度を算出する減速度算出手段と、ブレーキペダルの操作量を検出するブレーキペダル操作量検出手段と、前記減速度算出手段で算出された自車両の減速度及びブレーキペダル操作量検出手段で検出されたブレーキペダルの操作量に基づいて前記制動流体圧調整手段を制御して、当該必要な自車両の減速度が達成されるように前記制動手段への制動流体圧を増圧制御する制動流体圧制御手段と、ブレーキペダルの踏力を検出するブレーキペダル踏力検出手段とを備え、前記制動流体圧制御手段は、前記ブレーキペダル操作量検出手段で検出されたブレーキペダルの操作量から単位時間当たりのブレーキストローク速度を算出すると共に、このブレーキストローク速度と前記ブレーキペダル踏力検出手段で検出されたブレーキペダルの踏力との積値から運転者によるブレーキペダルへの仕事率を算出し、このブレーキペダルへの仕事率が所定値以上のときに前記制動流体圧の増圧制御を行うことを特徴とするものである。
【０００６】
また、本発明のうち請求項２に係る車両の制動補助装置は、前記請求項１の発明において、前記制動流体圧制御手段は、前記減速度算出手段で算出された自車両の減速度が所定値以上のときに前記制動流体圧の増圧制御を行うことを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明のうち請求項３に係る車両の制動補助装置は、前記請求項１又は２の発明において、前記制動流体圧制御手段は、前記ブレーキペダル操作量検出手段で検出されたブレーキペダルの操作量から単位時間当たりのブレーキストローク速度を算出し、このブレーキストローク速度が所定値以上のときに前記制動流体圧の増圧制御を行うことを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明のうち請求項４に係る車両の制動補助装置は、前記請求項１乃至３の発明において、前記制動流体圧制御手段は、前記走行速度検出手段で検出された自車両の走行速度が所定値以上のときに前記制動流体圧の増圧制御を行うことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明のうち請求項５に係る車両の制動補助装置は、前記請求項１乃至４の発明において、前記制動流体圧制御手段は、前記制動流体圧の増圧制御の継続中に、前記減速度算出手段で算出された自車両の減速度が大きくなったときには、当該大きくなった自車両の減速度に応じて、必要な制動流体圧の値を更新することを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明のうち請求項６に係る車両の制動補助装置は、前記請求項１乃至５の発明において、前記制動流体圧制御手段は、前記制動流体圧の増圧制御の継続中に、前記減速度算出手段で算出された自車両の減速度が小さくなったときには、それまでの自車両の減速度に応じた制動流体圧の値を保持することを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明のうち請求項７に係る車両の制動補助装置は、前記請求項１乃至６の発明において、前記制動流体圧制御手段は、前記制動手段の応答特性に応じて制動流体圧の増圧制御を行うことを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明のうち請求項８に係る車両の制動補助装置は、前記請求項１乃至７の発明において、減速による自車両の姿勢変化を検出する姿勢変化検出手段を備え、前記制動流体圧制御手段は、前記姿勢変化検出手段で自車両の姿勢変化が検出されたときには、自車両で必要な減速度を所定値に設定することを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明のうち請求項９に係る車両の制動補助装置は、前記請求項８の発明において、前記姿勢変化検出手段は、前記車間距離検出手段で検出された車間距離が不連続で且つ所定値であるときに自車両の姿勢が変化したことを検出するものであることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明のうち請求項１０に係る車両の制動補助装置は、前記請求項８又は９の発明において、前記自車両で必要な減速度の所定値は、車両が最短距離で停止できる値であることを特徴とするものである。
【００１６】
【発明の効果】
而して、本発明のうち請求項１に係る車両の制動補助装置によれば、自車両と前方対象物との車間距離及び自車両の走行速度から、自車両が前方対象物の手前で停止するために必要な自車両の減速度を算出し、この自車両の減速度及びブレーキペダルの操作量に基づいて、当該必要な自車両の減速度が達成されるようにホイールシリンダ等の制動手段への制動流体圧を増圧制御する構成としたため、緊急度の大きさに応じた減速度が可能となり、個々の状況に則した制動力を補助することができると共に、運転者によるブレーキペダルへの仕事率が所定値以上のときに制動流体圧の増圧制御を行う構成としたため、運転者がブレーキペダルに及ぼす仕事率が大きな緊急時にだけ制動力を補助することが可能となる。
【００１７】
また、本発明のうち請求項２に係る車両の制動補助装置によれば、算出された自車両の減速度が所定値以上のときに制動流体圧の増圧制御を行う構成としたため、必要とする自車両の減速度が大きい緊急時にだけ制動力を補助することが可能となる。
【００１８】
また、本発明のうち請求項３に係る車両の制動補助装置によれば、単位時間当たりのブレーキストローク速度が所定値以上のときに制動流体圧の増圧制御を行う構成としたため、ブレーキペダルの踏込みが速い緊急時にだけ制動力を補助することが可能となる。
【００２０】
また、本発明のうち請求項４に係る車両の制動補助装置によれば、自車両の走行速度が所定値以上のときに制動流体圧の増圧制御を行う構成としたため、渋滞路や煩雑路等での低速走行時に不要な制動力が補助されてしまうのを回避することができる。
【００２１】
また、本発明のうち請求項５に係る車両の制動補助装置によれば、制動流体圧の増圧制御の継続中に、必要な自車両の減速度が大きくなったときには、その減速度に応じて、必要な制動流体圧の値を更新する構成としたため、例えば前方対象物との間に他の対象物が現れたときや前方対象車両の減速度が大きいときなどに、必要な減速度の増加に合わせて、補助される制動力を増加することが可能となる。
【００２２】
また、本発明のうち請求項６に係る車両の制動補助装置によれば、制動流体圧の増圧制御の継続中に、必要な自車両の減速度が小さくなったときには、それまでの自車両の減速度に応じた制動流体圧の値を保持する構成としたため、例えば前方対象物がなくなったときや前方対象車両が加速して遠ざかったときなどに、運転者がブレーキペダルを踏み込んでいるにも係わらず、勝手に減速度が減少してしまうのを防止することができる。
【００２３】
また、本発明のうち請求項７に係る車両の制動補助装置によれば、ホイールシリンダ等の制動手段の応答特性に応じて制動流体圧の増圧制御を行う構成としたため、例えば空走時間等を含んだ寄り実車的な制動力の補助が可能となる。
【００２４】
また、本発明のうち請求項８に係る車両の制動補助装置によれば、減速による自車両の姿勢変化が検出されたときには、自車両で必要な減速度を、例えば最大限速度等の所定値に設定する構成としたため、例えばノーズダイブ等の減速に伴う姿勢変化で、正確な車間距離の検出ができなくなったときでも、前方対象物の手前で停止することができる程度の制動力を補助することが可能となる。
【００２５】
また、本発明のうち請求項９に係る車両の制動補助装置によれば、検出される車間距離が不連続で且つ所定値であるときに自車両の姿勢が変化したことを検出する構成としたため、例えばノーズダイブ等の減速に伴う姿勢変化で、正確な車間距離の検出ができなくなったことを正確に検出することができる。
【００２６】
また、本発明のうち請求項１０に係る車両の制動補助装置によれば、自車両で必要な減速度の所定値を、車両が最短距離で停止できる値としたため、前方対象物の手前で確実に停止することが可能となる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
これ以下、本発明の車両の制動補助装置の第１実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２８】
図１は本発明の車両の制動補助装置を、所謂ＦＦタイプの車両の制動補助装置として展開した一例である。この制動補助装置は、ブレーキペダル２１の操作量とは個別に、マスタシリンダからの出力圧，つまり制動流体圧を増圧可能な負圧ブースタ２５を備えて構成されている。この負圧ブースタ２５でマスタシリンダ２６の内圧を倍増し、そのマスタシリンダ２６からの出力圧が、制動手段である各ホイールシリンダに供給される。
【００２９】
ここで、前記負圧ブースタの詳細について図２を用いながら説明する。図示されないブレーキペダルが踏込まれると、連結ロッド１６がオペレーティングロッド６を図示左方に移動し、このオペレーティングロッド６によってリアクションディスク９及びプッシュロッド８が図示左方に押され、このプッシュロッド８の左方に設けられている図示されないピストンによってマスタシリンダ２６の内圧が増圧される。このとき、マスタシリンダ２６側の負圧室２内はエンジンの吸入圧で常時負圧状態になっており、一方、変圧室１内には大気弁４から大気が導入され、これにより両者の間に差圧が生じ、この差圧でダイアフラム１４がピストン１０を図示左方に移動し、このピストン１０によって前記リアクションディスクが図示左方に押されるので、プッシュロッド８にはブレーキペダルの踏力以上の押圧力が作用し、これによりマスタシリンダ２６の内圧が倍増される。
【００３０】
なお、前記変圧室１と負圧室２とは、ブレーキ非作動時に連通路１１を介して連通されており、従ってブレーキ非作動時には、変圧室１内も負圧状態となっている。これに対して、ブレーキペダルが踏込まれると連結ロッド１６が図示左動し、同時にリターンスプリング１３ｂを介して外側シリンダ１２が図示左動し、この外側シリンダ１２に内装されている真空弁３が連通路１１を閉塞する。これと同時に、同じく外側シリンダ１２に内装されている大気弁４がシール座１２から離間し、変圧室２は大気に開放される。また、図中の符号１５は、前記ピストン１０や外側シリンダ１２を図示右方に戻すリターンスプリングである。
【００３１】
一方、前記ピストン１０にはソレノイド５が内装されている。そして、このソレノイド５を励磁すると、前記外側シリンダ１２の内側に設けられた内側シリンダ７が図示左方に移動される。この内側シリンダ７の図示右方端部はリターンスプリング１３ａを介して前記真空弁３及び大気弁４に連結されている。また、同じく内側シリンダ７の図示右方端部はリターンスプリング１７を介して前記オペレーティングロッド６に連結されている。従って、ソレノイド５の励磁によって内側シリンダ７が図示左動すると、前記ブレーキペダルの踏込み時と同様に、真空弁３が連通路１１を閉塞し且つ大気弁４が変圧室１を大気に開放し、同時にオペレーティングロッド６が図示左動されるので、リアクションディスク９及びプッシュロッド８が図示左方に押され、このプッシュロッド８の左方に設けられている図示されないピストンによってマスタシリンダ２６の内圧が増圧されるように構成されている。
【００３２】
一方、図１に示すように、車両には、前記ソレノイド５を駆動して、制動流体圧を制御するためのコントローラ２９が搭載されている。このコントローラ２９は、後述する演算処理を行うためのマイクロコンピュータや、このマイクロコンピュータからの制御信号を、ソレノイド５駆動のための適切な駆動信号に変換するドライバー等を備えている。また、このコントローラ２９のマイクロコンピュータでの演算処理に必要な情報を得るために、車両には車間距離検出手段としてのレーザレーダ３１や、ブレーキペダル操作量検出手段としてブレーキペダル２１の操作量を検出するブレーキストロークセンサ２３が取付けられている。また、本実施形態では、車両に作用する前後加速度を検出する前後加速度センサ３２や、マスタシリンダ２６からの出力圧，即ち制動流体圧を検出する圧力センサ３３も取付けられている。また、各車輪には図示されない車輪速度センサが取付けられている。
【００３３】
前記マイクロコンピュータは、Ａ／Ｄ変換器等を備えて前記各センサからの検出信号を適切な形態で取り込むための入力インタフェースや、読込まれた情報を用いて所定の演算処理を行うＣＰＵ等の演算処理装置や、この演算処理に必要なプログラムや制御マップ，テーブル等が記憶されていたり、必要な情報を一時的に記憶したりするためのＲＯＭ，ＲＡＭ等の記憶装置や、Ｄ／Ａ変換器等を備えて演算処理装置からの制御信号を適切な形態で出力するための出力インタフェース等を備えて構成される。また、車体に取付けられているレーザレーダ３１は、例えば自らレーザ光を車両前方に向けて発光し、その反射光の到達時間から、車両前方対象物までの距離，即ち車間距離を検出するものである。また、ブレーキストロークセンサ２３は例えばロータリエンコーダ等で構成され、ブレーキペダル２１の踏込み量を操作量として検出する。なお、前記マイクロコンピュータは、その動作周波数が大変に高いことから、当該マイクロコンピュータからパルス幅変調されたディジタルデータの基準矩形波制御信号を出力するようにし、ドライバは単にそれをソレノイド作動に適した駆動信号に変換，増幅するだけのものとして構成されている。また、前記レーザレーダ３１は、たとえばレーザ反射光を受光できず、その結果、正確な車間距離の検出が行えないときには、例えば１００ｍ程度の所定値ＬEXTRA に相当する車間距離Ｌの検出信号が出力されるものとする。
【００３４】
次に、前記コントローラ２９内のマイクロコンピュータで実行される演算処理について図３のフローチャートに従って説明する。この演算処理は所定のサンプリング時間（例えば１０msec）ΔＴ毎にタイマ割込処理として実行される。なお、これ以後の演算処理では、何れも特に通信のためのステップを設けていないが、マイクロコンピュータ内の演算処理装置で必要なプログラムやマップ、或いは必要なデータは随時記憶装置から読込まれるし、逆に演算処理装置で算出されたデータは随時記憶装置に更新記憶されるものとする。
【００３５】
この演算処理では、まずステップＳ１で、図示されない個別の演算処理に従って、自車速Ｖｍを検出する。具体的には、従動輪である前左右輪速の平均値を自車速Ｖｍとする。
【００３６】
次にステップＳ２に移行して、図示されない個別の演算処理に従って、前記レーザレーダ３１による前方対象物との車間距離Ｌを検出する。
次にステップＳ３に移行して、図示されない個別の演算処理に従って、前記ステップＳ２で読込まれた車間距離Ｌの時間微分値，車間距離変化率ｄＬ／ｄｔを算出する。具体的には、例えば前回のサンプリング時刻に読込まれた車間距離の前回値Ｌ(n-1) と今回値Ｌ(n) との差分値を前記所定サンプリング時間ΔＴで除したり、或いは所定の位相進みを有するハイパスフィルタ処理を施したりすることによって得られる。
【００３７】
次にステップＳ４に移行して、前記ステップＳ１乃至ステップＳ３で検出されたり算出されたりした自車速Ｖｍ，車間距離Ｌ，車間距離変化率ｄＬ／ｄｔを用いて、下記１式に従って、自車両で必要な目標減速度Ｇｔを算出する。なお、１式は、自車速Ｖｍの持つ運動エネルギーが、前方対象物までの距離，即ち車間距離Ｌ内で、自車両と前方対象物との相対速度の持つ運動エネルギーに変化するための減速度を導出する運動方程式から導かれる。
【００３８】
Ｇｔ＝（Ｖｍ2 −（Ｖｍ−ｄＬ／ｄｔ）2 ）／２Ｌ ……… (1)
次にステップＳ８に移行して、前記目標減速度Ｇｔから、例えば図４の制御マップを参照するなどの個別の演算処理に従って、目標制動流体圧Ｐｔを算出する。この実施形態，即ち図４の制御マップでは、目標減速度Ｇｔが大きい領域でのブレーキパッドの摩擦係数低下を補償するために、次第にゲインを高めるような非線型特性としているが、摩擦係数低下が顕著でないブレーキ部品の場合には線型特性としてもよい。
【００３９】
次にステップＳ９に移行して、図示されない個別の演算処理に従って、ブレーキストロークセンサ２３の検出信号からブレーキペダル２１の操作量として、ブレーキストロークＳを検出する。
【００４０】
次にステップＳ１０に移行して、図示されない個別の演算処理に従って、前記ステップＳ９で読込まれたブレーキストロークＳの時間微分値，ストローク速度ｄＳ／ｄｔを算出する。具体的には、例えば前回のサンプリング時刻に読込まれた車間距離の前回値Ｓ(n-1) と今回値Ｓ(n) との差分値を前記所定サンプリング時間ΔＴで除したり、或いは所定の位相進みを有するハイパスフィルタ処理を施したりすることによって得られる。
【００４１】
次にステップＳ１１に移行して、下記２式に従って、運転者がブレーキペダル２１に施した仕事率Ｊを算出する。なお、２式の導出原理は、仕事率の物理的定義そのものである。
【００４２】
Ｊ＝ｋ・Ｓ・ｄＳ／ｄｔ ……… (2)
但し、式中、
ｋ：ブレーキストロークＳを踏力に換算するための係数
である。
【００４３】
次にステップＳ１２に移行して、図示されない個別の演算処理に従って、ブレーキペダルの踏込み中であるか否かを判定し、ブレーキペダル踏込み中である場合にはステップＳ１３に移行し、そうでない場合にはステップＳ１４に移行する。
【００４４】
前記ステップＳ１４では、制動補助制御フラグＦBAを“０”にリセットしてからステップＳ１５に移行する。
また、前記ステップＳ１３では、前記ステップＳ１で検出した自車速Ｖｍが、例えば５０km/h程度に予め設定された所定値Ｖｍ0 より大きいか否かを判定し、当該自車速Ｖｍが所定値Ｖｍ0 より大きい場合にはステップＳ１６に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ１５に移行する。
【００４５】
前記ステップＳ１６では、制動補助制御フラグＦBAが“０”のリセット状態であるか否かを判定し、当該制動補助制御フラグＦBAがリセット状態である場合にはステップＳ１７に移行し、そうでない場合にはステップＳ１８に移行する。
【００４６】
前記ステップＳ１７では、前記ステップＳ１１で算出した仕事率Ｊが、緊急時に運転者がブレーキペダル２１に施す仕事率に相当する所定値Ｊ0 より大きいか否かを判定し、当該仕事率Ｊが所定値Ｊ0 より大きい場合には前記ステップＳ１８に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ１５に移行する。
【００４７】
前記ステップＳ１８では、制動補助制御フラグＦBAを“１”にセットしてからステップＳ１９に移行する。
前記ステップＳ１９では、前記ステップＳ８で算出した目標制動流体圧の今回値Ｐｔ(n) が、前回サンプリング時刻における前回値Ｐｔ(n-1) より大きいか否かを判定し、当該目標制動流体圧の今回値Ｐｔ(n) が前回値Ｐｔ(n-1) より大きい場合にはステップＳ２０に移行し、そうでない場合にはステップＳ２２に移行する。
【００４８】
前記ステップＳ２０では、前記ステップＳ８で算出した目標制動流体圧の今回値Ｐｔ(n) を最終的な目標制動流体圧Ｐｔに更新設定してからステップＳ２３に移行する。
【００４９】
また、前記ステップＳ２２では、前回サンプリング時刻における前回値Ｐｔ(n-1) を最終的な目標制動流体圧Ｐｔに更新設定する，つまり前回値を保持してから前記ステップＳ２３に移行する。
【００５０】
前記ステップＳ２３では、図示されない個別の演算処理に従って、前記圧力センサ３３の検出信号から実際のマスタシリンダの出力圧，実制動流体圧Ｐｒを検出してからステップＳ２４に移行する。
【００５１】
前記ステップＳ２４では、前記目標制動流体圧Ｐｔが実制動流体圧Ｐｒより大きいか否かを判定し、当該目標制動流体圧Ｐｔが実制動流体圧Ｐｒより大きい場合にはステップＳ２５に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ１５に移行する。
【００５２】
前記ステップＳ２５では、図示されない個別の演算処理に従って、制動流体圧の増圧アシスト制御を行ってからメインプログラムに復帰する。具体的には、例えば目標制動流体圧Ｐｔと実制動流体圧Ｐｒとの差分値から、それを補うためのブレーキストロークを求め、そのブレーキストロークに相当する踏力を前記ソレノイドで発生させるための当該ソレノイドへの供給電流値を求め、その供給電流値に応じたデューティ比制御信号を出力する。このデューティ比制御信号については、例えば従来既存のデューティ比によるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御等が適用できるので、その詳細な説明については省略する。
【００５３】
一方、前記ステップＳ２６では、前記ステップＳ２５で行うような増圧アシスト制御を解除してからメインプログラムに復帰する。
次に、本実施形態の作用について説明する。本実施形態では、図３の演算処理のステップＳ１乃至ステップＳ４で、前記所定サンプリング時間ΔＴ毎に、自車両が前方対象物の手前で停止するのに必要な目標減速度Ｇｔを求め、続くステップＳ８で、この目標減速度Ｇｔを達成するための目標制動流体圧Ｐｔを算出し、ステップＳ２３乃至ステップＳ２５では、原則的に、この目標制動流体圧Ｐｔに実制動流体圧Ｐｒが一致するように制動流体圧の増圧アシスト制御を行う。従って、車間距離Ｌや、自車速Ｖｍ，前方対象物との相対速度などの要素を含む緊急度の大きさに合わせて目標減速度Ｇｔが設定されるように構成することで、個々の状況に則した制動力を補助することが可能となる。
【００５４】
また、図３の演算処理のステップＳ１３では、自車速Ｖｍが、例えば５０km/h程度の所定値Ｖｍ0 以下のときには、ステップＳ１５に移行して制動流体圧の増圧アシスト制御を解除してしまうので、渋滞路や煩雑路等での低速走行時に不要な制動力が補助されてしまうのを回避することが可能となる。
【００５５】
また、図３の演算処理のステップＳ１７では、運転者がブレーキペダル２１に施す仕事率Ｊが、例えば緊急時のそれに相当する所定値Ｊ0 以下のときには、ステップＳ１５に移行して制動流体圧の増圧アシスト制御を解除してしまうので、運転者がブレーキペダルを大きく且つ速く踏込むような，即ちブレーキペダルに及ぼす仕事率が大きな緊急時にだけ制動力を補助することが可能となる。
【００５６】
また、図３の演算処理のステップＳ１９乃至ステップＳ２２では、例えば前記ステップＳ４で算出される目標減速度Ｇｔが大きくなり、その結果、ステップＳ８で算出される目標制動流体圧の今回値Ｐｔ(n) が前回値Ｐｔ(n-1) より大きいときにだけ、当該目標制動流体圧の今回値Ｐｔ(n) を最終的な目標制動流体圧Ｐｔとして更新し、そうでないときには最終的な目標制動流体圧Ｐｔを前回値Ｐｔ(n-1) に設定，つまり保持する。これにより、例えば前方対象物との間に他の対象物が現れたときや前方対象車両の減速度が大きいときなど、変化する目標減速度Ｇｔの増加に合わせて、補助される制動力を増加することが可能となる。また、例えば前方対象物がなくなったときや前方対象車両が加速して遠ざかったときなどに、運転者がブレーキペダルを踏み込んでいるにも係わらず、勝手に減速度が減少してしまうのを防止することが可能となる。
【００５７】
以上より、前記各ホイールシリンダが本発明の制動手段を構成し、以下同様に、前記ソレノイド５を含む負圧ブースタ２５が制動流体圧調整手段を構成し、前記レーザレーダ３１及び図３の演算処理のステップＳ２が車間距離検出手段を構成し、前記図３の演算処理のステップＳ１が走行速度検出手段を構成し、前記図３の演算処理のステップＳ４が減速度算出手段を構成し、前記ブレーキストロークセンサ２３及び図３の演算処理のステップＳ９がブレーキペダル操作量検出手段を構成し、前記図３の演算処理のステップＳ１２乃至ステップＳ２５が制動流体圧制御手段を構成し、図３の演算処理のステップＳ１０及びステップＳ１１がブレーキペダル踏力検出手段を構成している。
【００５８】
次に、本発明の制動補助装置の第２実施形態について説明する。この実施形態の車両構成，制動流体圧調整手段としての負圧ブースタ，電子制御を司る電気回路は前記第１実施形態の図１及び図２のものと同様である。この実施形態では、制動流体圧増圧アシスト制御を司る演算処理が前記図３のものから図５のものに変更されている。この実施形態の図５の演算処理も、前記第１実施形態の図３の演算処理に類似しており、同等の演算処理ステップもある。そこで、同等の演算処理ステップには同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。この図５の演算処理と図３の演算処理との具体的な差異は、前記ステップＳ４とステップＳ８との間にステップＳ５乃至ステップＳ７が挿入されている点である。つまり、前記ステップＳ４で目標減速度Ｇｔを算出したら、ステップＳ５以後に移行する。
【００５９】
このうち、前記ステップＳ５では、前記ステップＳ２で検出された車間距離の今回値Ｌ(n) から前回サンプリング時刻に検出された車間距離の前回値Ｌ(n-1) を減じた値が、予め設定されている車間距離変化の所定値ΔＬ0 より大きいか否かを判定し、当該車間距離の今回値Ｌ(n) から前回値Ｌ(n-1) を減じた値が所定値ΔＬ0 より大きい場合にはステップＳ６に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ８に移行する。
【００６０】
前記ステップＳ６では、前記ステップＳ２で検出された車間距離の今回値Ｌ(n) が、例えば１００ｍ程度に予め設定されている前記所定値ＬEXTRA に等しいか否かが判定され、当該車間距離の今回値Ｌ(n) が所定値ＬEXTRA に等しい場合にはステップＳ７に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ８に移行する。
【００６１】
前記ステップＳ７では、目標減速度Ｇｔを、例えば１．０Ｇ程度に予め設定されている最大減速所定値Ｇｔ0 に設定し直してから前記ステップＳ８に移行する。
【００６２】
つまり、本実施形態では、検出されている前方対象物との車間距離Ｌが、例えば前記所定値ΔＬ0 より大きく，不連続に変化し且つその変化後の値が、前記レーザレーダ３１によって正確な車間距離が検出できないときの所定値ＬEXTRA であるときには、目標減速度Ｇｔを最大減速所定値Ｇｔ0 に強制的にすげ替えてしまう。
【００６３】
一般にレーザレーダのように、自ら発射した光（波）の反射の状態，或いはその反射所要時間で車間距離を検出する車間距離検出手段は、車体に取付けられて、通常の車体姿勢で車両の前方に向けて真直ぐ光（波）を発射するに過ぎない。ところが、緊急時の制動では、その大きな制動力によって車体が激しく前方に傾き，所謂ノーズダイブが発生してしまうので、前方対象物に向けて常時正確に光（波）を発射できなくなる虞れがある。より具体的には、照射された光（波）は路面で一度反射し、そのまま前方対象物に当たらないで通り過ぎてしまうか、或いは当たっても、その反射を自ら正確に捕らえられない状態になってしまう。このようなときには、正確な車間距離検出が不可能になったとして、前記検出された車間距離Ｌを前記所定値ＬEXTRA とするのである。また、この状態になるときは、或る時刻を境に、検出されている車間距離Ｌが、ステップ的に長じる。そこで、これらの二つの条件が重なったときには、車体に大きな姿勢変化が生じ、その結果、正確な車間距離検出が不可能になったとして、目標減速度Ｇｔを最大減速所定値Ｇｔ0 にすげ替え、最終的に、この大きな減速度で車両を最短距離で停止できるように、制動流体圧を増圧アシスト制御する。
【００６４】
このように本実施形態では、前記第１実施形態の格別の作用・効果に加えて、ノーズダイブ等の減速に伴う姿勢変化で、正確な車間距離の検出ができなくなったときでも、前方対象物の手前で停止することができる程度の制動力を補助することが可能となる。また、検出される車間距離Ｌが所定値ΔＬ0 以上に不連続で且つその後の車間距離Ｌが正確な車間距離検出困難時の所定値ＬEXTRA であるときに自車両の姿勢が変化したものとするため、正確な車間距離の検出ができなくなったことを正確の検出することができる。また、目標減速度Ｇｔの所定値を、前記最大減速所定値Ｇｔ0 ，即ち車両が最短距離で停止できる値とすることにより、前方対象物の手前で確実に停止することが可能となる。
【００６５】
以上より、前記各ホイールシリンダが本発明の制動手段を構成し、以下同様に、前記ソレノイド５を含む負圧ブースタ２５が制動流体圧調整手段を構成し、前記レーザレーダ３１及び図５の演算処理のステップＳ２が車間距離検出手段を構成し、前記図５の演算処理のステップＳ１が走行速度検出手段を構成し、前記図５の演算処理のステップＳ４が減速度算出手段を構成し、前記ブレーキストロークセンサ２３及び図５の演算処理のステップＳ９がブレーキペダル操作量検出手段を構成し、前記図５の演算処理のステップＳ５及びステップＳ６が姿勢変化検出主菜を構成し、前記図５の演算処理のステップＳ７及びステップＳ１２乃至ステップＳ２５が制動流体圧制御手段を構成し、図５の演算処理のステップＳ１０及びステップＳ１１がブレーキペダル踏力検出手段を構成している。
【００６６】
なお、上記各実施形態には、算出された目標減速度Ｇｔの大きさによって制動流体圧の増圧アシスト制御の実行・解除を選別できるようにしてもよい。即ち、算出される目標減速度Ｇｔは、正に緊急度の大きさであるから、例えばこの目標減速度Ｇｔが所定値Ｇｔ0 より大きいときに増圧アシスト制御を行うようにし、逆に目標減速度Ｇｔが所定値Ｇｔ0 以下のときには増圧アシスト制御を解除することで、必要とする自車両の減速度が大きい緊急時にだけ制動力を補助することが可能となる。
【００６７】
また、上記各実施形態には、算出されたブレーキストローク速度ｄＳ／ｄｔの大きさによって制動流体圧の増圧アシスト制御の実行・解除を選別できるようにしてもよい。即ち、前述した仕事率Ｊと同様に、運転者がブレーキペダルを速く踏込むのも緊急度の大きなときであるから、例えばこのストローク速度ｄＳ／ｄｔが所定値より大きいときに増圧アシスト制御を行うようにし、逆に所定値以下のときには増圧アシスト制御を解除することで、ブレーキペダルを速く踏込む緊急時にだけ制動力を補助することが可能となる。
【００６８】
また、上記各実施形態では、ホイールシリンダ等の制動手段の応答特性に応じて制動流体圧の増圧アシスト制御を行うようにしてもよい。即ち、実車には必ず空走時間等の応答遅れがあるから、これを見込んで制動流体圧の増圧アシスト制御を行えば、より実車的な制動力の補助が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の制動補助装置の一例を示す構成図である。
【図２】図１の負圧ブースタの構成図である。
【図３】図１のコントローラで実行される演算処理の第１実施形態を示すフローチャートである。
【図４】図３の演算処理で用いられる目標制動流体圧設定のための制御マップの一例である。
【図５】図１のコントローラで実行される演算処理の第２実施形態を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１は変圧室
２は負圧室
３は真空弁
４は大気弁
５はソレノイド
６はオペレーティングロッド
７は内側シリンダ
８はプッシュロッド
９はリアクションディスク
Claims (10)
- 供給される制動流体圧に応じて各車輪を制動する制動手段と、ブレーキペダルの操作量とは個別に制動流体圧を調整可能な制動流体圧調整手段と、自車両と前方対象物との車間距離を検出する車間距離検出手段と、自車両の走行速度を検出する走行速度検出手段と、前記車間距離検出手段で検出された車間距離及び走行速度検出手段で検出された自車両の走行速度から、自車両が前方対象物の手前で停止するために必要な自車両の減速度を算出する減速度算出手段と、ブレーキペダルの操作量を検出するブレーキペダル操作量検出手段と、前記減速度算出手段で算出された自車両の減速度及びブレーキペダル操作量検出手段で検出されたブレーキペダルの操作量に基づいて前記制動流体圧調整手段を制御して、当該必要な自車両の減速度が達成されるように前記制動手段への制動流体圧を増圧制御する制動流体圧制御手段と、ブレーキペダルの踏力を検出するブレーキペダル踏力検出手段とを備え、前記制動流体圧制御手段は、前記ブレーキペダル操作量検出手段で検出されたブレーキペダルの操作量から単位時間当たりのブレーキストローク速度を算出すると共に、このブレーキストローク速度と前記ブレーキペダル踏力検出手段で検出されたブレーキペダルの踏力との積値から運転者によるブレーキペダルへの仕事率を算出し、このブレーキペダルへの仕事率が所定値以上のときに前記制動流体圧の増圧制御を行うことを特徴とする車両の制動補助装置。
- 前記制動流体圧制御手段は、前記減速度算出手段で算出された自車両の減速度が所定値以上のときに前記制動流体圧の増圧制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の車両の制動補助装置。
- 前記制動流体圧制御手段は、前記ブレーキペダル操作量検出手段で検出されたブレーキペダルの操作量から単位時間当たりのブレーキストローク速度を算出し、このブレーキストローク速度が所定値以上のときに前記制動流体圧の増圧制御を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の制動補助装置。
- 前記制動流体圧制御手段は、前記走行速度検出手段で検出された自車両の走行速度が所定値以上のときに前記制動流体圧の増圧制御を行うことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の車両の制動補助装置。
- 前記制動流体圧制御手段は、前記制動流体圧の増圧制御の継続中に、前記減速度算出手段で算出された自車両の減速度が大きくなったときには、当該大きくなった自車両の減速度に応じて、必要な制動流体圧の値を更新することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の車両の制動補助装置。
- 前記制動流体圧制御手段は、前記制動流体圧の増圧制御の継続中に、前記減速度算出手段で算出された自車両の減速度が小さくなったときには、それまでの自車両の減速度に応じた制動流体圧の値を保持することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の車両の制動補助装置。
- 前記制動流体圧制御手段は、前記制動手段の応答特性に応じて制動流体圧の増圧制御を行うことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の車両の制動補助装置。
- 減速による自車両の姿勢変化を検出する姿勢変化検出手段を備え、前記制動流体圧制御手段は、前記姿勢変化検出手段で自車両の姿勢変化が検出されたときには、自車両で必要な減速度を所定値に設定することを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の車両の制動補助装置。
- 前記姿勢変化検出手段は、前記車間距離検出手段で検出された車間距離が不連続で且つ所定値であるときに自車両の姿勢が変化したことを検出するものであることを特徴とする請求項８に記載の車両の制動補助装置。
- 前記自車両で必要な減速度の所定値は、車両が最短距離で停止できる値であることを特徴とする請求項８又は９に記載の車両の制動補助装置。
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