特許 6442293 車両の制動制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6442293

(24)【登録日】2018年11月30日

(45)【発行日】2018年12月19日

(54)【発明の名称】車両の制動制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60T 7/12 20060101AFI20181210BHJP

【ＦＩ】

   B60T7/12 F

【請求項の数】3

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2015-4417(P2015-4417)

(22)【出願日】2015年1月13日

(65)【公開番号】特開2016-130070(P2016-130070A)

(43)【公開日】2016年7月21日

【審査請求日】2017年10月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】100076233

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 進

(74)【代理人】

【識別番号】100101661

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 靖

(74)【代理人】

【識別番号】100135932

【弁理士】

【氏名又は名称】篠浦 治

(72)【発明者】

【氏名】松野 浩二

【審査官】 山田 康孝

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１８４５６１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｔ ７／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

自車両の位置を検出する自車両位置検出手段と、
走行路の形状を認識して走行路情報を取得する走行路情報取得手段と、
前方走行路のカーブにおける円弧曲線部の半径に基づいて上記カーブを通過する目標通過速度を算出する目標通過速度算出手段と、
上記円弧曲線部に移行する緩和曲線部を検出し、自車速を上記目標通過速度まで減速させる減速完了位置を上記緩和曲線部上に設定する減速完了位置設定手段と、
上記減速完了位置で上記自車速を上記目標通過速度とするのに必要な目標速度を算出して現在の車速と上記目標速度とを比較し、該比較結果と上記減速完了位置への到達状況に応じて上記目標通過速度への減速制御を実行する減速制御実行手段と、
を備え、
上記減速完了位置設定手段は、上記目標通過速度で、上記緩和曲線部の始点から予め設定しておいた時間走行した位置を上記減速完了位置として設定する
ことを特徴とする車両の制動制御装置。

【請求項2】

自車両の位置を検出する自車両位置検出手段と、
走行路の形状を認識して走行路情報を取得する走行路情報取得手段と、
前方走行路のカーブにおける円弧曲線部の半径に基づいて上記カーブを通過する目標通過速度を算出する目標通過速度算出手段と、
上記円弧曲線部に移行する緩和曲線部を検出し、自車速を上記目標通過速度まで減速させる減速完了位置を上記緩和曲線部上に設定する減速完了位置設定手段と、
上記減速完了位置で上記自車速を上記目標通過速度とするのに必要な目標速度を算出して現在の車速と上記目標速度とを比較し、該比較結果と上記減速完了位置への到達状況に応じて上記目標通過速度への減速制御を実行する減速制御実行手段と、
を備え、
上記減速完了位置設定手段は、上記目標通過速度で、上記緩和曲線部の始点から予め設定しておいた横加加速度の値の傾きで走行した位置を上記減速完了位置として設定する
ことを特徴とする車両の制動制御装置。

【請求項3】

上記減速制御実行手段は、現在の車速が上記目標速度を超えている際、上記減速完了位置に到達するまで上記目標通過速度になるように減速制御を継続することを特徴とする請求項１乃至請求項２の何れか一つに記載の車両の制動制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、カーブを通過する際にカーブの形状（緩和曲線部、円弧曲線部）を考慮して良好な制動を行う車両の制動制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、車両の走行においてカーブを通過する際は、カーブに進入するカーブ入口で減速操作を完了することが知られている。しかし、カーブ形状が、緩和曲線部を経て円弧曲線部に移行する形状の場合、カーブの緩和曲線部の入口で減速を完了してしまうと、減速の完了が早過ぎて、制動による車両の荷重移動を利用した操舵の良好なターンインを利用することができず、ドライブフィーリングが悪化するという問題がある。このようなカーブ形状を考慮した車両の速度制御装置として、例えば、特開２０１１−３１８４６号公報（以下、特許文献１）には、円弧曲線部の開始位置とカーブへの進入直線区間の終了位置を両端とする緩和曲線部内の各位置における屈曲度を演算し、演算した屈曲度に基づいて限界車速を演算して限界車速以下に減速制御する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−３１８４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述の特許文献１に開示される車両の速度制御装置の技術を採用することにより、カーブの緩和曲線部での通過速度（車両横加速度）が適切な範囲（所定値以下）に設定され、ドライバの操作遅れがリカバリされる運転支援機能が発揮される。しかしながら、上述の特許文献１で開示される技術は、あくまでも、ドライバの操作遅れをリカバリする運転支援の機能であるため、実際に車両が走行していくには、ブレーキ制御の作動が遅れ、ドライバに不安感を与えてしまう虞がある。

【0005】

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、カーブ形状を考慮し、カーブ通過の制動制御を適切に行い、カーブ通過に際してドライバに不安感を与えること無く、また、車両の減速に伴う前軸への荷重移動を積極的に使ったターンインを可能とし、ドライバへの違和感を低減することができる車両の制動制御装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明による第1の車両の制動制御装置の一態様は、自車両の位置を検出する自車両位置検出手段と、走行路の形状を認識して走行路情報を取得する走行路情報取得手段と、前方走行路のカーブにおける円弧曲線部の半径に基づいて上記カーブを通過する目標通過速度を算出する目標通過速度算出手段と、上記円弧曲線部に移行する緩和曲線部を検出し、自車速を上記目標通過速度まで減速させる減速完了位置を上記緩和曲線部上に設定する減速完了位置設定手段と、上記減速完了位置で上記自車速を上記目標通過速度とするのに必要な目標速度を算出して現在の車速と上記目標速度とを比較し、該比較結果と上記減速完了位置への到達状況に応じて上記目標通過速度への減速制御を実行する減速制御実行手段とを備え、上記減速完了位置設定手段は、上記目標通過速度で、上記緩和曲線部の始点から予め設定しておいた時間走行した位置を上記減速完了位置として設定する。
本発明による第2の車両の制動制御装置の一態様は、自車両の位置を検出する自車両位置検出手段と、走行路の形状を認識して走行路情報を取得する走行路情報取得手段と、前方走行路のカーブにおける円弧曲線部の半径に基づいて上記カーブを通過する目標通過速度を算出する目標通過速度算出手段と、上記円弧曲線部に移行する緩和曲線部を検出し、自車速を上記目標通過速度まで減速させる減速完了位置を上記緩和曲線部上に設定する減速完了位置設定手段と、上記減速完了位置で上記自車速を上記目標通過速度とするのに必要な目標速度を算出して現在の車速と上記目標速度とを比較し、該比較結果と上記減速完了位置への到達状況に応じて上記目標通過速度への減速制御を実行する減速制御実行手段とを備え、上記減速完了位置設定手段は、上記目標通過速度で、上記緩和曲線部の始点から予め設定しておいた横加加速度の値の傾きで走行した位置を上記減速完了位置として設定する。

【発明の効果】

【0007】

本発明による車両の制動制御装置によれば、カーブ形状を考慮し、カーブ通過の制動制御を適切に行い、カーブ通過に際してドライバに不安感を与えること無く、また、車両の減速に伴う前軸への荷重移動を積極的に使ったターンインを可能とし、ドライバへの違和感を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施の一形態による、制動制御装置を搭載した車両の概略構成を示す説明図である。

【図2】本発明の実施の一形態による、減速制御のフローチャートである。

【図3】本発明の実施の一形態による、自車両が通過する前方カーブの一例を示す説明図である。

【図4】本発明の実施の一形態による、制動制御のタイムチャートの一例を示し、図４（ａ）は横加速度の一例を示し、図４（ｂ）は横加加速度の一例を示し、図４（ｃ）は制動制御により発生する減速度の一例を示す。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

【0010】

図１において、符号１は車両を示し、車両前部に配置されたエンジン２による駆動力は、このエンジン２後方の自動変速装置（トルクコンバータ等も含んで図示）３からトランスミッション出力軸３ａを経てセンターディファレンシャル装置４に伝達される。

【0011】

上記駆動力は、このセンターディファレンシャル装置４から、リヤドライブ軸５、プロペラシャフト６、ドライブピニオン７を介して後輪終減速装置８に入力される一方、センターディファレンシャル装置４から、フロントドライブ軸９を介して前輪終減速装置１０に入力される。ここで、自動変速装置３、センターディファレンシャル装置４および前輪終減速装置１０等は、一体にケース１１内に設けられている。

【0012】

後輪終減速装置８に入力された駆動力は、後輪左ドライブ軸１２rlを経て左後輪１３rlに、後輪右ドライブ軸１２rrを経て右後輪１３rrに伝達される。一方、前輪終減速装置１０に入力された駆動力は、前輪左ドライブ軸１２flを経て左前輪１３flに、前輪右ドライブ軸１２frを経て右前輪１３frに伝達される。

【0013】

符号１５は車両のブレーキ駆動部を示し、このブレーキ駆動部１５には、ドライバにより操作されるブレーキペダル１６と接続されたマスターシリンダ１７が接続されており、ドライバがブレーキペダル１６を操作する（踏み込む）とマスターシリンダ１７により、ブレーキ駆動部１５を通じて、４輪１３fl，１３fr，１３rl，１３rrの各ホイールシリンダ（左前輪ホイールシリンダ１８fl，右前輪ホイールシリンダ１８fr，左後輪ホイールシリンダ１８rl，右後輪ホイールシリンダ１８rr）にブレーキ圧が導入され、これにより４輪にブレーキがかかって制動される。

【0014】

ブレーキ駆動部１５は、加圧源、減圧弁、増圧弁等を備えたハイドロリックユニットで、入力信号に応じて、各ホイールシリンダ１８fl，１８fr，１８rl，１８rrに対して、それぞれ独立にブレーキ圧を導入自在に構成されている。ブレーキ駆動部１５には、後述する制御部２０から制御信号（目標ブレーキ液圧）が入力される。

【0015】

制御部２０には、車速センサ２１から車速Ｖが入力され、ナビゲーションシステム２２から自車両の位置情報（緯度、経度）、及び、地図データの走行路を構成する各ノード点の位置（緯度、経度）、道路のタイプ（直線区間、円弧区間（円弧曲線部）、クロソイド曲線区間（緩和曲線部））及びカーブ半径（或いは曲率）のデータ等が入力される。

【0016】

ナビゲーションシステム２２は、周知のシステムであり、例えば、ＧＰＳ[Global Positioning System：全地球測位システム]衛星からの電波信号を受信して車両の位置情報（緯度、経度）を取得し、車速センサ２１から車速Ｖを取得し、また、地磁気センサあるいはジャイロセンサ等により、走行方向情報を取得する。そして、ナビゲーションシステム２２は、ナビゲーション機能を実現するための経路情報を生成するナビＥＣＵと、地図情報を記憶する地図データベースと、例えば液晶ディスプレイ等の表示部（以上、何れも図示せず）を備えて構成される。

【0017】

ナビＥＣＵは、利用者によって指定された目的地までの経路情報を地図画像に重ねて表示部に表示させるとともに、検出された車両の位置、速度、走行方向等の情報に基づき、車両の現在位置を表示部上の地図画像に重ねて表示する。また、地図データベースには、ノードデータ、施設データ等の道路地図を構成するのに必要な情報が記憶されている。ノードデータは、地図画像を構成する道路の位置及び形状に関するものであり、例えば道路の分岐点（交差点）を含む道路上の点（ノード点）の座標（緯度、経度）、当該ノード点が含まれる道路種別（例えば、高速道路、幹線道路、市道といった情報）、当該ノード点における道路のタイプ（直線区間、円弧区間（円弧曲線部）、クロソイド曲線区間（緩和曲線部））及びカーブ曲率（或いは、半径）のデータが含まれる。更に、施設データは、各ノード点の付近に存在する施設情報に関するデータを含み、ノードデータ（或いは、当該ノードが存在するリンクデータ）と関連づけて記憶されている。このように、ナビゲーションシステム２２は、自車両位置検出手段、走行路情報取得手段の機能を有して設けられている。

【0018】

そして、制御部２０は、入力される車速Ｖ、自車両１の位置情報（緯度、経度）、及び、地図データの走行路を構成する各ノード点の位置（緯度、経度）、道路のタイプ（直線区間、円弧区間（円弧曲線部）、クロソイド曲線区間（緩和曲線部））及びカーブ半径（或いは曲率）のデータ等の各情報に基づいて、前方走行路のカーブにおける円弧曲線部の半径Ｒ１に基づいてカーブを通過する目標通過速度Ｖ１を算出し、円弧曲線部に移行する緩和曲線部を検出し、自車速Ｖを目標通過速度Ｖ１まで減速させる減速完了位置を緩和曲線上に設定し、減速完了位置で自車速Ｖを目標通過速度Ｖ１とするのに必要な目標速度Ｖ２を算出して現在の車速Ｖと目標速度Ｖ２とを比較し、該比較結果と減速完了位置への到達状況に応じて目標通過速度Ｖ１への減速制御を実行する。このように、制御部２０は、目標通過速度算出手段、減速完了位置設定手段、減速制御実行手段としての機能を有している。

【0019】

次に、制御部２０で実行される減速制御を、図２のフローチャートで説明する。

【0020】

まず、ステップ（以下、「Ｓ」と略称）１０１で、ナビゲーションシステム２２の地図データを基に、前方の最小カーブ半径（換言すれば、円弧曲線部の半径）Ｒ１を読み取る（図３参照）。

【0021】

次いで、Ｓ１０２に進み、上述の円弧曲線部の半径Ｒ１を基に、減速完了時の目標速度Ｖ１を、例えば、以下の（１）式により算出する。

【0022】

Ｖ１＝（Ｒ１・（ｄ^２ｙ／ｄｔ^２）ｃ）^１／２ ・・・（１）
ここで、（ｄ^２ｙ／ｄｔ^２）ｃは、予め実験・計算等により設定しておいた横加速度である。

【0023】

次に、Ｓ１０３に進んで、ナビゲーションシステム２２の地図データ（ノードデータ）を基に、緩和曲線部の始点Ｐ０を読み込み、自車両１の現在位置から緩和曲線部の始点Ｐ０までの距離（直線区間距離）Ｌ０を読み込む（図３参照）。

【0024】

次いで、Ｓ１０４に進み、緩和曲線部の始点Ｐ０から減速完了位置Ｐ１までの距離Ｌ１（図３参照）を、例えば、以下の（２）式、或いは、（３）式により算出する。

【0025】

・距離Ｌ１を、緩和曲線部の始点Ｐ０から、予め実験、計算等により設定しておいた時間（Ｔ１／２）走行した距離とする場合は、
Ｌ１＝Ｖ１・（Ｔ１／２） ・・・（２）
・距離Ｌ１を、緩和曲線部の始点Ｐ０から、横加加速度（ｄ^３ｙ／ｄｔ^３）が十分大きくなり一定値に達した（（ｄ^３ｙ／ｄｔ^３）１に達した）距離とする場合は、
Ｌ１＝Ｖ１・（（ｄ^３ｙ／ｄｔ^３）１／Ｇｌ／２） ・・・（３）
ここで、（ｄ^３ｙ／ｄｔ^３）１は後述する横加加速度の算出値、Ｇ１は予め実験、計算等により設定しておいた横加加速度（ｄ^３ｙ／ｄｔ^３）の勾配値である。

【0026】

上述の横加加速度の算出値（ｄ^３ｙ／ｄｔ^３）１、及び、勾配値Ｇ１について、以下説明する。

【0027】

一般に、緩和曲線部に用いられるクロソイド曲線では、以下の基本式、すなわち（４）式が成立している。

【0028】

Ｒ１・Ｃｌ＝Ａ^２ ・・・（４）
ここで、図３に示すように、Ｃｌはクロソイド曲線の曲線長（走行距離）、Ａは定数である。本実施の形態では、Ｒ１及びＣｌはナビゲーションシステム２２の地図データから得られるので、従って、Ａ^２も求められる。

【0029】

一方、車速を一定（Ｖ１）とした場合の横加速度（ｄ^２ｙ／ｄｔ^２）は、以下のように表される。

【0030】

（ｄ^２ｙ／ｄｔ^２）＝Ｖ１^２／Ｒ１＝Ｖ１^２・（Ｃｌ／Ａ^２）
＝Ｖ１^２・（Ｖ１・ｔ）／Ａ^２
＝Ｖ１^２・（Ｖ１・ｔ）／（Ｒ１・Ｃｌ）
＝（Ｖ１^３／Ａ^２）・ｔ ・・・（５）
従って、（５）式をｔにより微分すると、以下の横加加速度（ｄ^３ｙ／ｄｔ^３）が算出される。

【0031】

（ｄ^３ｙ／ｄｔ^３）＝（Ｖ１^３／Ａ^２）
＝（Ｖ１^３／（Ｒ１・Ｃｌ））
＝（ｄ^３ｙ／ｄｔ^３）１ ・・・（６）
そして、距離Ｌ１後に、横加加速度（ｄ^３ｙ／ｄｔ^３）が（ｄ^３ｙ／ｄｔ^３）１まで高くなるとすると、勾配値Ｇ１を用いて、前述の（３）式が得られる。

【0032】

Ｓ１０４で、距離Ｌ１を設定した後はＳ１０５に進み、現在位置での目標車速Ｖ２を、例えば、以下の（７）式により、算出する。

【0033】

Ｖ２＝（Ｖ１^２＋２・（ｄ^２ｘ／ｄｔ^２）ｃ・Ｌ２）^１／２
＝（Ｒ１・（ｄ^２ｙ／ｄｔ^２）ｃ＋２・（ｄ^２ｘ／ｄｔ^２）ｃ・Ｌ２）^１／２
・・・（７）
ここで、（ｄ^２ｘ／ｄｔ^２）ｃは予め実験・計算等により設定しておいた減速度の制御目標値で、Ｌ２は現在位置から減速完了位置Ｐ１までの距離Ｌ１、すなわち、Ｌ２＝Ｌ０＋Ｌ１である（図３参照）。

【0034】

そして、Ｓ１０６に進むと、現在の車速Ｖと目標車速Ｖ２とを比較し、現在の車速Ｖが目標車速Ｖ２よりも低い場合（Ｖ＜Ｖ２の場合）には、そのままルーチンを抜け、現在の車速Ｖが目標車速Ｖ２を超えている場合（Ｖ≧Ｖ２の場合）には、Ｓ１０７に進む。

【0035】

Ｓ１０７に進むと、減速完了位置を通過したか否か判定し、減速完了位置を通過した場合には、Ｓ１０８に進み、減速制御を解除し、ブレーキ駆動部１５に対する制御信号（目標ブレーキ液圧）の出力を解除する。また、減速完了位置を通過していない場合には、Ｓ１０９に進んで減速制御を継続して、ブレーキ駆動部１５に対する制御信号（目標ブレーキ液圧）の出力を継続する。

【0036】

次に、本実施の制御の一例を、図３のカーブ説明図、及び、図４のタイムチャートで説明する。

【0037】

まず、自車両１が直線区間（現在位置〜位置Ｐ０：距離Ｌ０）から緩和曲線部（位置Ｐ０〜位置Ｐ２：距離Ｃｌ）を経て円弧曲線部（位置Ｐ２〜位置Ｐ３）を走行する場合、自車両１に発生するカーブ曲率及びハンドル角に比例した横加速度（ｄ^２ｙ／ｄｔ^２）は、図４（ａ）に示すように、直線区間（現在位置〜位置Ｐ０）、すなわち、距離Ｌ０までは略０である
その後、位置Ｐ０を超えて緩和曲線部に入ると、横加速度（ｄ^２ｙ／ｄｔ^２）は、次第に増加し、位置Ｐ２からは、円弧曲線部の曲率（位置Ｐ２〜位置Ｐ３）に対応する横加速度（ｄ^２ｙ／ｄｔ^２）の値となる。

【0038】

上述のような横加速度（ｄ^２ｙ／ｄｔ^２）の変化に対し、横加加速度（ｄ^３ｙ／ｄｔ^３）は、図４（ｂ）に示すように、緩和曲線部（位置Ｐ０〜位置Ｐ２）においては一定の所定の値となる。

【0039】

本実施の形態では、緩和曲線部の始点Ｐ０から、予め実験、計算等により設定しておいた時間（Ｔ１／２）走行した距離、或いは、横加加速度（ｄ^３ｙ／ｄｔ^３）が十分大きくなり一定値に達した（（ｄ^３ｙ／ｄｔ^３）１に達した）距離を減速制御を完了させる距離Ｌ１として設定する。尚、Ｌ２＝Ｌ０＋Ｌ１である。

【0040】

従って、図４（ｃ）に示すように、距離Ｌ１を通過して減速完了位置を通過した場合には、減速制御を解除し、ブレーキ駆動部１５に対する制御信号（目標ブレーキ液圧）の出力を解除する。また、距離Ｌ１を通過せず、減速完了位置を通過していない場合には、減速制御を継続して、ブレーキ駆動部１５に対する制御信号（目標ブレーキ液圧）の出力を継続する。すなわち、現在の車速Ｖが目標速度Ｖ２を超えている際、減速完了位置に到達するまで目標通過速度Ｖ１になるように減速制御を継続する。

【0041】

このように、本実施の形態によれば、前方走行路のカーブにおける円弧曲線部の半径Ｒ１に基づいてカーブを通過する目標通過速度Ｖ１を算出し、円弧曲線部に移行する緩和曲線部を検出し、自車速Ｖを目標通過速度Ｖ１まで減速させる減速完了位置を緩和曲線上に設定し、減速完了位置で自車速Ｖを目標通過速度Ｖ１とするのに必要な目標速度Ｖ２を算出して現在の車速Ｖと目標速度Ｖ２とを比較し、該比較結果と減速完了位置への到達状況に応じて目標通過速度Ｖ１への減速制御を実行する。このため、カーブを通過する目標速度Ｖ１への減速制御の完了がカーブ入口ではなく緩和曲線部において行われるので、車両の減速に伴う前軸への荷重移動を積極的に使ったターンインを可能とし、ドライバへの違和感を低減することが可能となっている。また、カーブを通過する速度も走行するカーブの円弧曲線部の形状に応じて適切なタイミングで設定されるので、ドライバがブレーキ制御の作動遅れや不安感を感じることもなく良好な制動制御を実現することが可能となる。

【符号の説明】

【0042】

１ 自車両
２ エンジン
３ 自動変速装置
１３rl、１３rr、１３fl、１３fr 車輪
１５ ブレーキ駆動部
１６ ブレーキペダル
１７ マスターシリンダ
１８rl、１８rr、１８fl、１８fr ホイールシリンダ
２０ 制御部（目標通過速度算出手段、減速完了位置設定手段、減速制御実行手段）
２１ 車速センサ
２２ ナビゲーションシステム（自車両位置検出手段、走行路情報取得手段）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】