JP4649279B2

JP4649279B2 - 車両のブレーキ制御装置

Info

Publication number: JP4649279B2
Application number: JP2005189466A
Authority: JP
Inventors: 智良村田
Original assignee: UD Trucks Corp
Current assignee: UD Trucks Corp
Priority date: 2005-06-29
Filing date: 2005-06-29
Publication date: 2011-03-09
Anticipated expiration: 2025-06-29
Also published as: JP2007008253A

Description

この発明は、車両のＡＣＣ（アダプティブ・クルーズ・コントロール）システムに関する。詳しくは、前走車との車間距離を目標車間距離に維持する追従走行制御に係る、主ブレーキの制御装置に関するものである。

車両のＡＣＣシステムは、希望する車速をセットすると、運転者のアクセル操作に拘わらず、その車速を維持して車両を走行させるものであり、この定速走行制御に加えて前走車との車間距離を目標車間距離に維持する追従走行制御を行えるようにしたものがある（特許文献１、参照）。
特開２０００−０７１８０７

追従走行中においては、前走車の制動や自車の走行車線への車両の割り込み、等が発生すると、主ブレーキにより強い制動力を発生させるように制御される。強い制動力を与える場合、前後加速度の急激な変化（乗員への不快なショック）を小さく抑えるため、ジャークリミッタ等が適用され、単位時間あたりの変化量を制限することにより、制動力を一定の割合で徐々に強めるような制御が考えられる。

追従走行に係る主ブレーキの制御装置においては、主ブレーキのハンチングを回避するため、主ブレーキの作動条件が成立かどうかを判定するための基準値と、主ブレーキの解除条件が成立かどうかを判定する基準値と、の間にヒステリシスが設定される。その場合、主ブレーキの作動条件が成立するシチュエーションにおいては、ジャークリミッタ等により乗員への不快なショックを抑えられるが、主ブレーキの解除条件が成立するシチュエーションにおいては、ジャークリミッタ等により制動力を一定の割合で徐々に弱めるような制御が行われると、主ブレーキの解除条件が成立状態にあるにも拘わらず、主ブレーキの作動が継続することになり、車両の加速制御により主ブレーキが引きずられる可能性が考えられるのである。これを防ぐためにジャークリミッタ等の適用を止めると、乗員へ不快なショックを与えかねない。

この発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、ＡＣＣシステムにおいて、主ブレーキの解除時における、主ブレーキの引きずりを回避しつつ、乗員へ不快なショックも小さく抑えられる、ようにした構成の提供を目的とする。

第１の発明は、目標車間距離を設定する手段、前走車との実車間距離を検出する手段、実車間距離を目標車間距離に保つように追従走行させるべく車両の制駆動力を制御する手段、を備える車両において、実車間距離を目標車間距離に保つように追従走行させるべく車両の制駆動力を制御する手段は、車間距離偏差＝実車間距離−目標車間距離を計算する手段、車間距離偏差をパラメータに主ブレーキの作動条件が成立かどうかを判定するための基準値１および主ブレーキの解除条件が成立かどうかを判定するための基準値２を設定する手段、車間距離偏差≦基準値１になるとその間は主ブレーキの要求減速度を一定の割合で経過時間に応じて徐々に増大させるように制御する手段、車間距離偏差≧基準値２になるとその間は主ブレーキの要求減速度を０に制御する手段、主ブレーキの作動中に車間距離偏差＞基準値１になるとそのときの要求減速度を車間距離偏差と基準値２との差が小さくなるに連れて減少させるように制御する手段、を備え、基準値１と基準値２との関係は、基準値１＜基準値２に設定されることを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明に係る車両において、主ブレーキの作動中に前走車をロストした場合または主ブレーキの作動中に前走車の加速度が自車の発生可能な加速度よりも大きい場合のような追従走行制御が無効な事象の発生を判定するとその時は主ブレーキの要求減速度を一定の割合で経過時間に応じて徐々に０へ減少させるように制御する手段、を備えることを特徴とする。

第３の発明は、第１の発明に係る車両において、主ブレーキの作動中に車間距離偏差＞基準値１になるとそのときの要求減速度を車間距離偏差と基準値２との差が小さくなるに連れて減少させるように制御する手段は、車間距離偏差＞基準値１になったときの要求減速度をもとに要求減速度’＝要求減速度×（車間距離偏差−基準値２）／（基準値１−基準値２）に制御する手段であることを特徴とする。

第１の発明においては、車間距離偏差≦基準値１になり、主ブレーキの作動条件が成立すると、その間は主ブレーキの要求減速度が一定の割合で経過時間に応じて増大するように制御され、主ブレーキの作動に伴う車両の前後加速度の変化が小さく抑えられる。要求減速度が増大するに連れて車間距離偏差が大きく（車間距離偏差の絶対値は小さく）なり、車間距離偏差＞基準値１になるとそのときの要求減速度を車間距離偏差と基準値２との差が縮まるに連れて減少させるように制御され、車間距離偏差に応じて要求減速度が基準値２へ向けて徐々に小さくなり、車間距離偏差≧基準値２になると要求減速度が０に制御されるのである。

基準値１＜車間距離偏差＜基準値２において、車間距離偏差に応じて要求減速度を基準値２へ徐々に減少させる特性に制御する領域を設定することにより、車両の加速制御による主ブレーキの引きずりを回避しつつ、主ブレーキの解除時における車両の前後加速度の変化も小さく抑えられる。また、この領域において、要求減速度は、車間距離偏差が大きくなると小さくなり、小さくなると大きくなる。つまり、車間距離偏差≦基準値１において、要求減速度が経過時間に応じて一定の割合で増大するに過ぎないのと異なり、基準値１＜車間距離偏差＜基準値２においては、車間距離偏差に応じた適正な要求減速度が得られることになる。

主ブレーキの作動中に前走車をロストした場合または主ブレーキの作動中に前走車の加速度が自車の発生可能な加速度よりも大きい場合のような追従走行制御が無効な事象が発生すると、主ブレーキの作動が瞬時に解除される可能性が考えられるが、第２の発明においては、このような事象の発生を判定すると、主ブレーキの要求減速度を一定の割合で経過時間に応じて徐々に０へ減少させるように制御するので、主ブレーキの作動中に前走車をロストした場合または主ブレーキの作動中に前走車の加速度が自車の発生可能な加速度よりも大きい場合のような事象の発生時においても、主ブレーキの解除に伴う車両の前後加速度の変化を小さく抑えられる。

第３の発明においては、計算により、車間距離偏差に応じた要求減速度を適正かつ容易に制御しえるのである。

図１において、１０はＡＣＣシステムの電子制御ユニット（ＡＣＣ-ＥＣＵ）であり、前走車との実車間距離を目標車間距離に維持するように車両の制駆動力を制御する車間距離制御系１３（追従走行制御系）を備える。１１はＡＣＣシステムの操作系であり、メインスイッチおよび各種の機能スイッチが配置される。１２はＡＣＣシステムの表示系であり、各種のＡＣＣ情報を表示する。

１４はエンジン１の電子制御ユニット（エンジン-ＥＣＵ）であり、１５はトランスミッション２の電子制御ユニット（Ｔ／Ｍ-ＥＣＵ）であり、１６はリターダ３の電子制御ユニット（リターダ-ＥＣＵ）であり、１７は主ブレーキ４の電子制御ユニット（主ブレーキ-ＥＣＵ）であり、１８は前走車との実車間距離を検出する車間距離レーダであり、これらはＡＣＣ-ＥＣＵ１０にＣＡＮバス１９を介して接続される。

エンジン-ＥＣＵ１４は、ＡＣＣ-ＥＣＵ１０から指令を受けると、車速制御系２２の出力に基づいて燃料噴射制御系２０の燃料噴射量またはエキゾーストブレーキ２１のON-OFFを制御する。Ｔ／Ｍ-ＥＣＵ１５は、ＡＣＣ-ＥＣＵ１０から指令を受けると、車両の変速（クラッチの断続およびトランスミッションのギヤシフト）を制御する。リターダ-ＥＣＵ１６は、ＡＣＣ-ＥＣＵ１０から指令を受けると、リターダのON-OFFを制御する。主ブレーキ-ＥＣＵ１７は、ＡＣＣ-ＥＣＵ１０の指令に基づいて、後述のように各輪のブレーキシリンダ５へのブレーキ圧を制御する。６は主ブレーキ４の自動制御系を構成するブレーキバルブであり、主ブレーキ-ＥＣＵ１７の出力に応じて各ブレーキシリンダ５へのブレーキ圧を調整する。

ＡＣＣ-ＥＣＵ１０の車間距離制御系１３においては、自車の車速に応じた目標車間距離を設定する手段、実車間距離を目標車間距離と一致させるべく各ＥＣＵ１４〜１７への指令を制御する手段、を備える。主ブレーキ-ＥＣＵ１７への指令を制御するため、実車間距離の検出値と目標車間距離の設定値とから「車間距離偏差＝実車間距離−目標車間距離」を計算する手段（図２のS6，S7、参照）、車間距離偏差をパラメータに主ブレーキの作動条件が成立かどうかを判定するための基準値１（しきい値１）および主ブレーキの解除条件が成立かどうかを判定するための基準値２（しきい値２）を所定の関係（「基準値１＜基準値２」）に設定する手段（図示せず）、「車間距離偏差≦基準値１」になるとその間はジャークリミッタ等により主ブレーキの要求減速度を一定の割合で経過時間に応じて最大減速度（要求減速度の上限値）へ徐々に増大させるように制御する手段（図２のS8〜S10、参照）、「車間距離偏差≧基準値２」になるとその間は主ブレーキの要求減速度を０に制御する手段（図２のS13〜S15、参照）、主ブレーキの作動中に「車間距離偏差＞基準値１」になるとそのときの要求減速度を車間距離偏差と基準値２との差が小さくなるに連れて減少させる特性に制御する手段（図２のS11〜S12、参照）、要求減速度をブレーキシリンダ５へのブレーキ圧に相当する指令として主ブレーキ-ＥＣＵ１７へ出力する手段（図２のS16、参照）、が設けられる。

図３は、車間距離制御系に基づく主ブレーキ４の動作を例示するものであり、前走車の接近により、「車間距離偏差≦基準値１」になり、主ブレーキ４の作動条件が成立すると、その間は主ブレーキ４の要求減速度（制動力）が一定の割合で経過時間に応じて増大するように制御される。要求減速度の増大に連れて前走車から離れ、車間距離偏差が大きく（車間距離偏差の絶対値は小さく）なり、「車間距離偏差＞基準値１」になると、そのときの要求減速度を車間距離偏差と基準値２との差が縮まるに連れて減少させるように制御され、車間距離偏差に応じた要求減速度が基準値２へ向けて徐々に小さくなり、車間距離偏差≧基準値２になると、要求減速度が０に制御される。

「車間距離偏差＜基準値２」においては、主ブレーキ４の解除条件が成立しないため、エンジン-ＥＣＵ１４により、エンジンの燃料噴射系は、無負荷状態に制御され、主ブレーキ４の引きずりを回避しつつ、車間距離偏差に応じて要求減速度を基準値２へ徐々に減少させる特性により、主ブレーキ４の解除に伴う車両の前後加速度の変化（乗員へのショック）も小さく抑えられる。また、「基準値１＜車間距離偏差＜基準値２」において、要求減速度は、車間距離偏差が大きくなると小さくなり、小さくなると大きくなる。つまり、「車間距離偏差≧基準値１」において、要求減速度が経過時間に応じて最大減速度へ徐々に増大するに過ぎないのと異なり、「基準値１＜車間距離偏差＜基準値２」においては、車間距離偏差に応じて要求減速度が増減することになる。

主ブレーキ４の作動中（車間距離偏差＜基準値２）において、前走車をロストした場合または前走車の加速度が自車の発生可能な加速度よりも大きい場合のような追従走行制御が無効な事象が発生すると、主ブレーキ４の要求減速度が瞬間的に０となり、車両の前後加速度の急激な変化を生じる可能性が考えられる。そのため、このような事象の発生を判定すると、主ブレーキの要求減速度を一定の割合で経過時間に応じて徐々に０へ減少させるように制御する手段（図２のS2〜S5、参照）、が車間距離制御系１３に備えられる。

図２は、ＡＣＣ-ＥＣＵ１０の制御（車間距離制御系１３の主ブレーキ４に対する制御内容）を説明するフローチャートであり、所定周期毎に実行される。S1においては、ＡＣＣシステムの操作系１１により、車間距離制御が選択されると、車間距離レーダ１８を起動させる。

S2においては、「要求減速度＞０」（車両の制動中）かつ前走車がロスト（車間距離レーダ１８に拠る検出が不能な状況）かどうかを判定する。S3においては、「要求減速度＞０」（車両の制動中）かつ前走車の走行加速度が自車が発生可能な走行加速度よりも大きいかどうかを判定する。S2の判定がyesまたはS3の判定がyesのときは、S4において、ジャークリミッタ等により、単位時間あたりの変化量を制限することにより、要求減速度（S2の判定がyesまたはS3の判定がyesになった時点の要求減速度）を一定の割合で徐々に０へ減少させる制御を実行する。S5においては、制御周期毎に減少する要求減速度を主ブレーキ-ＥＣＵ１７への指令に変換される要求減速度’（制御量）に設定する。S2の判定がnoかつS3の判定がnoのときは、S6へ進む。

S6においては、車間距離レーダ１８の検出信号から前走車との実車間距離を算出すると共に目標車間距離を自車の車速または前走車の車速に応じて設定する。S7においては、実車間距離と目標車間距離とから「車間距離偏差＝実車間距離−目標車間距離」を計算する。

S8においては、「車間距離偏差≦基準値１」かどうかを判定する。S8の判定がyesのときは、S9において、ジャークリミッタ等により、単位時間あたりの変化量を制限することにより、そのときの要求減速度（「車間距離偏差≦基準値１」と「基準値１＜車間距離偏差＜基準値２」との間を行き来することもあり、S8の判定がyesになったときの要求減速度は０に限らない）を一定の割合で徐々に最大減速度へ増大させる制御を実行する。S10においては、制御周期毎に増大する要求減速度を主ブレーキ-ＥＣＵ１７への指令に変換される要求減速度’（制御量）に設定する。S8の判定がnoのときは、S11へ進む。

S11においては、要求減速度＞０（車両の制動中）かつ「基準値１＜車間距離偏差＜基準値２」かどうかを判定する。S11の判定がyesのときは、S12において、「車間距離偏差＞基準値１」になったときの要求減速度を車間距離偏差と基準値２との差が小さくなるに連れて減少させるような特性に制御する。この場合、主ブレーキ-ＥＣＵ１７への指令に変換される要求減速度’（制御量）は、「車間距離偏差＞基準値１」になったときの要求減速度をもとに「要求減速度’＝要求減速度×（車間距離偏差−基準値２）／（基準値１−基準値２）」に制御される。S11の判定がnoのときは、S13へ進む。

S13においては、「車間距離偏差≧基準値２」かどうかを判定する。S13の判定がyesのときは、S14において、「要求減速度＝０」に制御する。S15においては、主ブレーキ-ＥＣＵへの指令に変換される要求減速度’（制御量）を「要求減速度’＝要求減速度」に設定する。S13の判定がnoのときは、S16へ進む。

S16においては、S5の要求減速度’またはS10の要求減速度’またはS12の要求減速度’またはS15の要求減速度’、に対応ずるブレーキバルブ６の制御量に変換すると共にその指令を主ブレーキ-ＥＣＵ１７へ送信するのである。

このような制御により、車間距離制御（追従走行制御）において、主ブレーキ４のハンチングを回避しつつ、その作動時および解除時における車両の前後加速度の変化（乗員へのショック）を小さく抑えられる。前走車をロストした場合や前走車の加速度が自車の発生可能な加速度よりも大きい場合のような事象の発生時においても、主ブレーキ４の要求減速度を一定の割合で経過時間に応じて徐々に０へ減少させるように制御するので、主ブレーキ４の要求減速度が瞬間的に０へ急変することがなく、車両の前後加速度の変化を小さく抑えられる。

図３において、従前の場合、車両の加速制御による主ブレーキの引きずりを回避するため、制動力を点線のように解除すると、車両の前後加速度の急激な変化を生じかねないのである。図２の場合、「基準値１＜車間距離偏差＜基準値２」において、「要求減速度’＝要求減速度×（車間距離偏差−基準値２）／（基準値１−基準値２）」に制御する領域が設定されることにより、主ブレーキ４の引きずりを回避しつつ、車両の前後加速度の変化を小さく抑えられる。主ブレーキ４の引きずりを避けられるので、主ブレーキ４のライニング摩耗を低減しえることになる。また、「車間距離偏差≦基準値１」において、要求減速度が経過時間に応じて最大減速度へ徐々に増大するに過ぎないのと異なり、「基準値１＜車間距離偏差＜基準値２」においては、車間距離偏差に応じた適正な要求減速度が計算式（「要求減速度’＝要求減速度×（車間距離偏差−基準値２）／（基準値１−基準値２）」）から容易に得られる。図３において、一点鎖線は、車両の加速制御における、エンジントルクの特性を例示するものである。

システムの概要図である。システムの制御内容を説明するフローチャートである。ジステムの制御特性を例示する説明図である。

符号の説明

４主ブレーキ
１０ＡＣＣ-ＥＣＵ
１３車間距離制御系
１４エンジン-ＥＣＵ
１７主ブレーキ-ＥＣＵ
１８車間距離レーダ

Claims

目標車間距離を設定する手段、前走車との実車間距離を検出する手段、実車間距離を目標車間距離に保つように追従走行させるべく車両の制駆動力を制御する手段、を備える車両において、実車間距離を目標車間距離に保つように追従走行させるべく車両の制駆動力を制御する手段は、車間距離偏差＝実車間距離−目標車間距離を計算する手段、車間距離偏差をパラメータに主ブレーキの作動条件が成立かどうかを判定するための基準値１および主ブレーキの解除条件が成立かどうかを判定するための基準値２を設定する手段、車間距離偏差≦基準値１になるとその間は主ブレーキの要求減速度を一定の割合で経過時間に応じて徐々に増大させるように制御する手段、車間距離偏差≧基準値２になるとその間は主ブレーキの要求減速度を０に制御する手段、主ブレーキの作動中に車間距離偏差＞基準値１になるとそのときの要求減速度を車間距離偏差と基準値２との差が小さくなるに連れて減少させるように制御する手段、を備え、基準値１と基準値２との関係は、基準値１＜基準値２に設定されることを特徴とするブレーキ制御装置。
主ブレーキの作動中に前走車をロストした場合または主ブレーキの作動中に前走車の加速度が自車の発生可能な加速度よりも大きい場合のような追従走行制御が無効な事象の発生を判定するとその時は前記の制御に優先させて主ブレーキの要求減速度を一定の割合で経過時間に応じて徐々に０へ減少させるように制御する手段、を備えることを特徴とする請求項１に係るブレーキ制御装置。
主ブレーキの作動中に車間距離偏差＞基準値１になるとそのときの要求減速度を車間距離偏差と基準値２との差が小さくなるに連れて減少させるように制御する手段は、車間距離偏差＞基準値１になったときの要求減速度をもとに要求減速度’＝要求減速度×（車間距離偏差−基準値２）／（基準値１−基準値２）に制御する手段であることを特徴とする請求項１に係るブレーキ制御装置。