JP2004291778A

JP2004291778A - 車両用制動制御装置

Info

Publication number: JP2004291778A
Application number: JP2003085864A
Authority: JP
Inventors: Yoshiro Irie; 喜朗入江
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-03-26
Filing date: 2003-03-26
Publication date: 2004-10-21

Abstract

【課題】アシスト制動力の自然な調整を可能とした車両用制動制御装置を提供する。
【解決手段】車両状態量（例えば、車速ｖ）と運転者のブレーキ操作量（例えば踏力ｆ）の変化速度に応じて、踏力ｆに対して減速度Ｇを設定する際に用いるゲインＣを可変とすることで、減速度特性を調整する。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両において、車輪に付与する制動力を制御する車両用制動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車輪に付与する制動力をコンピュータを用いて電子制御する電子制御ブレーキが知られている。こうした電子制御ブレーキにおいては、実際に付与する制動力を運転者のブレーキペダル操作量と異ならせることが可能であり、ＡＢＳやＥＢＤ制御といった制御も可能となる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、レーザーレーダによって車両前方の障害物を検出し、障害物との距離に応じて制動力を異ならせる技術が記載されている。また、特許文献２には、制動操作状態に応じて踏力に対するブレーキ圧の変化率である制御ゲインを異ならせることによって、急ブレーキ時には制動力のアシスト量を増大せしめる一方、緩ブレーキ時には制動力のアシスト量を抑制することで適切な制御を行う。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２９７４５２号公報（段落００２８〜００３４、図３）
【特許文献２】
特開平１１−５９４０５号公報（段落００２１〜００２４、図３）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、障害物に対する距離が近い場合に倍力を増大させる技術では、制動中にこの倍力増大の切り替えが起こると、制動力変化が不自然なものとなり、運転者が違和感を感ずる可能性がある。また、制動操作状態に応じて踏力に対するブレーキ圧の変化率を変化させる技術では、制動中に制動操作状態が変化すると、ブレーキ圧の上昇の仕方が不連続となり、ブレーキ操作（踏力）とブレーキ圧との対応が不自然なものとなり、運転者が違和感を感ずる可能性がある。
【０００６】
そこで本発明は、アシスト制動力の自然な調整を可能とした車両用制動制御装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る車両用制動制御装置は、制動装置において制動力を付与するホイールシリンダとブレーキ操作力に応じた液圧を生成するマスターシリンダとを接続する液圧ラインに接続されて各ホイールシリンダへ付与される液圧を調整する液圧調整部と、液圧調整部の作動を制御する制御部と、を備える車両用制動制御装置において、車両状態量を検出する車両状態量センサと、ブレーキ操作量を検出するブレーキ操作量センサをさらに備え、液圧調整部は液圧を流量調整弁を備えており、制御部は、検出した車両状態量とブレーキ操作速度に応じてこの流量調整弁を操作することにより、ブレーキ操作量に対する目標減速度を可変とする制御を行うものである。
【０００８】
本発明によれば、車両状態量とブレーキ操作速度に応じてブレーキ操作量に対する目標減速度を可変とする。これにより、車両状態量（例えば、制動開始時の車速や先行車との車間距離）と運転者のブレーキ操作速度に応じて用意されている複数のブレーキ操作量−目標減速度の対応表または対応式から最適な特性を有するブレーキ操作量−目標減速度の対応表または対応式を選択して制御を行うことにより、最適なブレーキ特性を選択することができ、切り替えに際して運転者が違和感を感じることがない。
【０００９】
目標減速度をＧ、ブレーキ操作量をｆ、Ｃをゲイン、ｋを定数とするとき、目標減速度Ｇは、Ｇ＝Ｃ×ｆ^ｋにより与えられ、ゲインＣを可変とすることで、ブレーキ操作量ｆに対する目標減速度Ｇを可変とすることが好ましい。これにより、制御が容易となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。
【００１１】
図１は、本発明に係る制動制御装置の油圧系統図であり、図２は、その制御ブロック図である。
【００１２】
図１に示されるように、この制動制御装置は、電子制御により各輪に付与する制動力を制御する電子制御ブレーキシステム１であって、運転者によるブレーキペダル１２の踏み込み操作に応答して作動油を圧送するマスタシリンダ１４を有している。このブレーキペダル１２には、ブレーキペダルの踏み込み量、すなわちペダルストロークを検出するペダルストロークセンサ１３が取り付けられている。
【００１３】
マスタシリンダ１４からは油圧供給導管１５、１７が延びており、このうち油圧供給導管１５には、ストロークシミュレータ１８が通常開弁されているシミュレータカット弁１６をはさんで接続されている。このストロークシミュレータ１８は、運転者のブレーキペダル１２の操作踏力に応じたペダルストロークを発生させるものである。油圧供給導管１５、１７の延長上には通常閉弁されているマスタカット弁２０、２２が配置されており、これらマスタカット弁２０、２２より上流側には、油圧供給導管１５、１７内の液圧を検出するマスタ圧センサ２４、２６がそれぞれ配置されている。
【００１４】
リザーバ２８には油圧排出導管３２の一端が接続されており、油圧排出導管３２から分岐する油圧供給導管３０の途中にはモータ３４により駆動されるポンプ３６が配置されるとともに、ポンプ３６の駆動により昇圧された油圧を貯えるアキュムレータ３８が接続されている。さらに油圧供給導管３０の途中にはアキュムレータ３８の内圧を検出するためのアキュムレータ圧センサ４０が配置される。また、油圧供給導管３０と油圧排出導管３２との間には、油圧供給導管３０内の圧力が高くなった場合に作動油をリザーバ２８に戻すためのリリーフバルブ４４が設けられている。このリリーフバルブ４４が本発明に係る流量調整弁であり、ここでは、比例式流量調整弁（リニア弁）が用いられている。
【００１５】
油圧供給導管３０の他端は、４つに分岐され、各車輪（以下、左右前輪をそれぞれ符号ＦＬ、ＦＲで、左右後輪をそれぞれ符号ＲＬ、ＲＲで表し、これに対応する構成要素にはこれらの符号をそれぞれ付す。なお、符号ＦＬ〜ＲＲを付した場合には、４輪全てに対応する構成要素全てを含むものとする。）に配置される制動装置（図示は省略する）を駆動するホイルシリンダ４８ＦＬ〜ＲＲへ接続される。以下、これらの接続路を油圧供給導管４６ＦＬ〜ＲＲと称する。同様に油圧排出導管３２の他端も４つに分岐され、各車輪用のホイルシリンダ４８ＦＬ〜ＲＲへと接続されている油圧供給導管４６ＦＬ〜ＲＲの途中に接続されている。以下、油圧供給導管４６ＦＬ〜ＲＲに至るこれらの接続路を油圧排出導管５０ＦＬ〜ＲＲと称する。
【００１６】
各油圧供給導管４６ＦＬ〜ＲＲの途中の油圧排出導管５０ＦＬ〜ＲＲとの接続部より上流側（ポンプ３６側）には、それぞれ電磁弁（保持弁）５２ＦＬ〜ＲＲが配置され、接続部より下流側（ホイルシリンダ４８ＦＬ〜ＲＲ側）には、ホイルシリンダ４８ＦＬ〜ＲＲへ付与される液圧を検出するためのホイルシリンダ（Ｗ／Ｃ）圧センサ５６ＦＬ〜ＲＲが配置される。油圧排出導管５０ＦＬ〜ＲＲの途中、つまり、各油圧供給導管４６ＦＬ〜ＲＲとの接続部より下流側（リザーバ２８側）にはそれぞれ電磁弁（減圧弁）５４ＦＬ〜ＲＲが配置される。
【００１７】
油圧供給導管４６ＦＬ、４６ＦＲは、保持弁５２ＦＬ、５２ＦＲより下流側で、それぞれマスタカット弁２０、２２をはさんで油圧供給導管１５、１７に接続されている。これにより、マスタカット弁２０、２２をはさんでマスタシリンダ１４とホイルシリンダ４８ＦＬ、４８ＦＲが接続される。これら各電磁弁４４、５２ＦＬ〜ＲＲ，５４ＦＬ〜ＲＲ、モータ３４、アキュムレータ３８などからなる図中太線で囲まれた領域が本発明における液圧調整部に相当する。
【００１８】
本電子制御ブレーキシステム１の制御部であるブレーキＥＣＵ８は、ＣＰＵ、メモリ等からなり、格納されているブレーキ制御プログラムを実行することにより、制動装置の制御を行う。ブレーキＥＣＵ８には、マスタ圧センサ２４、２６の出力信号であるマスタシリンダ１４内の圧力を示す信号、アキュムレータ圧センサ４０の出力信号であるアキュムレータ３８内の圧力を示す信号、Ｗ／Ｃ圧センサ５６ＦＬ〜ＲＲの出力信号であるホイルシリンダ４８ＦＬ〜ＲＲに付与される液圧を示す信号、車速センサ６０の出力信号である車速を示す信号、ペダルストロークセンサ１３の出力信号であるブレーキペダル操作量を示す信号がそれぞれ入力される。また、車両前面に配置されるレーザレーダ７２の出力を基にして車間ＥＣＵ７０が判定した先行車との車間距離信号もブレーキＥＣＵ８に入力されている。さらに、ブレーキＥＣＵ８は、上述したシミュレータカット弁１６、マスタカット弁２０、２２、電磁弁４４、５２ＦＬ〜ＲＲ、５４ＦＬ〜ＲＲ、モータ３４の作動を制御する制御信号を出力する。
【００１９】
次に、本実施形態による制動力制御の詳細について説明する。図３は、この制動力制御の制御処理を示すフローチャートである。この制御は、ブレーキＥＣＵ１において、所定のタイミングで繰り返し実行される。
【００２０】
まず、車両状態量を検出する（ステップＳ１）。ここで、検出される車両状態量としては、車速センサ６０の出力である車速ｖ、ペダルストロークセンサ１３の出力である運転者のブレーキペダル１０の操作量、マスタ圧センサ２４、２６の出力であるマスタ圧（運転者のブレーキペダル１０の踏力ｆに対応）、アキュムレータ圧センサ４０の出力である現在のアキュムレータ４０の内圧、Ｗ／Ｃ圧センサ５６ＦＬ〜ＲＲの出力であるホイルシリンダ圧、車間ＥＣＵ７０がレーザレーダ７２の出力を基にして求めた先行車または車両前方の障害物までの距離情報がある。
【００２１】
ステップＳ２では、ブレーキペダル１０の操作状態から制動中か否かを判定する。この判定は、ペダルストロークセンサ１３の出力により行っても、マスタ圧から判定した踏力ｆの値により行っても、両者を組み合わせてもいずれでもよい。制動中でないと判定された場合にはその後の処理をスキップして終了する。制動中であると判定された場合には、踏力ｆの時間変化（踏込速度と称する。）ｄｆ／ｄｔと車両状態量（例えば、車速ｖや先行車を含む障害物との相対距離ΔＬ）からゲインＣを設定する（ステップＳ３）。図４はこのゲインの設定例を示している。ここでは、車速ｖ、踏込速度ｄｆ／ｄｔ、踏力ｆ以外の条件は同一とする。ゲインＣは、踏込速度が速いほど大きく設定され、さらに、高車速の場合ほど低車速の場合に比べてゲインＣは大きく設定される。ｄｆ／ｄｔが所定値Ａ未満の領域は、一般の市街地走行で多用されるゆっくりとした踏み込みを行う領域であり、ゲインＣは、一定の基準値１に設定される。ｄｆ／ｄｔがＡ以上の領域ではゲインＣが１より大きく設定されるが、このうち、ｄｆ／ｄｔがＡ以上Ｂ未満の領域は、運転者が車両をアクティブにコントロールしたい場合に用いられる領域であり、ブレーキの効きを上げることが望ましい。ここを高ゲイン領域と定義する。さらに、ｄｆ／ｄｔがＢ以上の領域は、緊急時の衝突回避のための制動等に用いられる領域であり、緊急領域と呼ばれる。この緊急領域では、高ゲイン領域よりもｄｆ／ｄｔに対するゲインＣを大きく設定することが好ましい。
【００２２】
ゲインＣの設定後は、このＣを用いて、目標減速度Ｇを設定する（ステップＳ４）。ここで、Ｇ＝Ｃ×ｆ^ｋで表される。図５は、この目標減速度Ｇの設定例を示すグラフである。ゲインが大きく設定されている場合、例えば、高ゲイン領域や緊急領域の場合には、踏力ｆ自体が小さくても、大きな減速度を付与することが可能となる。このため、例えば、緊急時にブレーキペダル１０を踏み込めなくとも十分な減速度を得ることができるため、適切な制動制御を行うことが可能となる。
【００２３】
目標減速度Ｇが決定したら、この目標減速度Ｇを得るのに必要な各ホイルシリンダへ付与すべき制動油圧（ホイルシリンダ圧）を算出する（ステップＳ５）。そして、ホイルシリンダ圧が求めた目標油圧となるよう各電磁弁４４、５２ＦＬ〜ＲＲ、５４ＦＬ〜ＲＲ、モータ３４を制御する。
【００２４】
具体的には、アキュムレータ圧センサ４０の出力から、アキュムレータ３８の内圧を調べ、付与すべき目標油圧に不足する場合には、モータ３４を駆動してポンプ３６を作動させて昇圧を行う。一方、内圧が付与すべき液圧に比べて高すぎる場合には、リリーフバルブ４４を開弁して液圧をリザーバ２８へと解放することで内圧を低下させる。
【００２５】
各ホイルシリンダ４８ＦＬ〜ＲＲに付与される液圧は、各電磁弁５２ＦＬ〜ＲＲ，５４ＦＬ〜ＲＲの作動状態を変更することで調整することができる。ホイルシリンダ４８ＦＬの場合を例にとると、ブレーキＥＣＵ８は、Ｗ／Ｃ圧センサ５６ＦＬで検出されたホイルシリンダ圧を目標液圧と比較し、加圧を要する場合には、減圧弁５４ＦＬを閉弁した状態で保持弁５２ＦＬを開く。これにより、アキュムレータ３８で増圧された作動油が、油圧供給導管３０、４６ＦＬを経由してホイルシリンダ４８ＦＬへと供給されるため、ホイルシリンダ４８ＦＬの液圧が増圧し、制動力が強められる。反対に、Ｗ／Ｃ圧センサ５６ＦＬで検出されたホイルシリンダ圧が目標液圧より高い場合には、ブレーキＥＣＵ８は、減圧を要すると判定し、保持弁５２ＦＬを閉弁して減圧弁５４ＦＬを開弁する。これにより、ホイルシリンダ４８ＦＬへ供給されていた作動油の一部は、油圧排出導管５０ＦＬ、減圧弁５４ＦＬ、油圧排出導管３２を経由してリザーバ２８へと戻されるため、ホイルシリンダ４８ＦＬに付与される液圧が減圧され、制動力が弱められる。Ｗ／Ｃ圧センサ５６ＦＬで検出されたホイルシリンダ圧が目標液圧に略一致している場合には、ブレーキＥＣＵ８は、ホイルシリンダ圧を維持する必要があると判定し、保持弁５２ＦＬ、減圧弁５４ＦＬをともに閉じる。この結果、保持弁５２ＦＬ、減圧弁５４ＦＬからホイルシリンダ４８ＦＬ側の油圧供給導管４６ＦＬからの作動油流出が停止させられるため、ホイルシリンダ４８ＦＬに付与される液圧は保持される。
【００２６】
このように、ブレーキペダル１０の操作量（踏力）に対して付与すべき目標減速度を求める際のゲインを変化させることで、踏力−目標減速度の関係、つまり、減速度特性を可変としている。そして、この減速度特性を車両状態とブレーキペダル１０の操作速度に応じて変更することで、緊急状態のように急減速が必要な場合には、少ない踏込量から高減速が得られるよう、また、通常状態のような緩減速ですむ場合には、減速度を比較的低く設定するようそれぞれ最適な特性を選択する。さらに、制動力のアシスト量ではなく、減速度を調整することで、緊急時には少ない踏込み量でも確実に急減速を得ることができるため、安全性が向上する。また、踏込み量と踏込み速度に応じて減速度を設定することで、運転者にとってブレーキペダル１０制御による減速度調整が理解しやすいため、より自然な感じで操作を行うことができ、違和感を感じることがなく、ドライバビリティーも向上する。
【００２７】
ここでは、ブレーキペダルによってブレーキ操作量を設定する例を説明してきたが、ブレーキ操作量は、レバー等によって入力されてもよい。また、流量調整弁はリリーフバルブ４４に限られるものではなく、例えば、各電磁弁５２ＦＬ〜ＲＲ、５４ＦＬ〜ＲＲのうち保持弁または減圧弁の一方または双方を流量調整弁としてもよい。これらの流量調整弁は比例式であってもその他の形式であってもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ブレーキ操作量に対する目標減速度の対応特性を、ブレーキ操作速度と車両状態量に応じて可変とすることで、最適な対応特性を用いることができ、自然な感じの減速度付与（アシスト制動力付与）が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る制動制御装置の油圧系統図である。
【図２】図２は、図１の装置の制御ブロック図である。
【図３】図１の装置における制動力制御の制御処理を示すフローチャートである。
【図４】図３の制御で設定されるゲインの設定例を示すグラフである。
【図５】図３の制御における踏力−減速度の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１…電子制御ブレーキシステム、８…ブレーキＥＣＵ、１２…ブレーキペダル、１３…ペダルストロークセンサ、１４…マスタシリンダ、１５、１７…油圧供給導管、１６…シミュレータカット弁、１８…ストロークシミュレータ、２０、２２…マスタカット弁、２４、２６…マスタ圧センサ、２８…リザーバ、３０…油圧供給導管、３２…油圧排出導管、３４…モータ、３６…ポンプ、３８…アキュムレータ、４０…アキュムレータ圧センサ、４４…リリーフバルブ（電磁流量調整弁）、４６ＦＬ〜ＲＲ…油圧供給導管、４８ＦＬ〜ＲＲ…ホイルシリンダ、５０ＦＬ〜ＲＲ…油圧排出導管、５２ＦＬ〜ＲＲ…電磁弁（保持弁）、５４ＦＬ〜ＲＲ…電磁弁（減圧弁）、５６ＦＬ〜ＲＲ…ホイルシリンダ（Ｗ／Ｃ）圧センサ、６０…車速センサ、７０…車速ＥＣＵ、７２…レーザレーダ。

Claims

制動装置において制動力を付与するホイールシリンダとブレーキ操作力に応じた液圧を生成するマスターシリンダとを接続する液圧ラインに接続されて各ホイールシリンダへ付与される液圧を調整する液圧調整部と、前記液圧調整部の作動を制御する制御部と、を備える車両用制動制御装置において、
車両状態量を検出する車両状態量センサと、ブレーキ操作量を検出するブレーキ操作量センサをさらに備え、前記液圧調整部は流量調整弁を備えており、前記制御部は、検出した車両状態量とブレーキ操作速度に応じて前記流量調整弁を操作することにより、ブレーキ操作量に対する目標減速度を可変とする制御を行う車両用制動制御装置。
目標減速度をＧ、ブレーキ操作量をｆ、Ｃをゲイン、ｋを定数とするとき、目標減速度Ｇは、Ｇ＝Ｃ×ｆ^ｋにより与えられ、ゲインＣを可変とすることで、ブレーキ操作量ｆに対する目標減速度Ｇを可変とする請求項１記載の車両要制動制御装置。