JP2006290075A - 車両の制動力制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 再発進時にスタック状態へ陥りにくい状態で車両を停止させてスタック発生を予防することを可能とした車両の制動力制御装置を提供する。
【解決手段】 走行中の走行抵抗を、例えば、車輪に付与される駆動力と制動力から推定した車輪速と実際の車輪速との乖離状態から判定し、走行抵抗が大きな道路を走行中、強い制動力を付与している場合には、車両停止直前に、制動力を一旦減少させ、その後元に戻す制御を行うことにより、車輪を路面上で転動させてから停車させる。このため、タイヤが道路に潜り込んでしまうのを防止し、再発進時にスタック状態へ陥るのを抑制する。
【選択図】 図4
【解決手段】 走行中の走行抵抗を、例えば、車輪に付与される駆動力と制動力から推定した車輪速と実際の車輪速との乖離状態から判定し、走行抵抗が大きな道路を走行中、強い制動力を付与している場合には、車両停止直前に、制動力を一旦減少させ、その後元に戻す制御を行うことにより、車輪を路面上で転動させてから停車させる。このため、タイヤが道路に潜り込んでしまうのを防止し、再発進時にスタック状態へ陥るのを抑制する。
【選択図】 図4
Description
本発明は、車両の制動力制御装置に関し、特に、ABS(Antilock Brake System)等の車輪に付与する制動力を調整可能な制動力制御装置に関する。
車輪に付与する制動力を調整することで、車輪のスリップやロックを抑制して、加速時や減速時の車両挙動を安定させる技術が知られている。また、スタック状態からの脱出時におけるスリップ制御として特許文献1に開示されている技術がある。この技術では、スタックからの脱出時には、ブレーキ制御の目標値を小さくし、徐々に増大させることで急加速を防止しつつ、スリップ制御を継続することにより、再スタックの発生を効果的に抑制することができる、と記載されている。
特開平5−656号公報
上記技術は、基本的にスタック状態からの脱出に関するものであり、スタック発生を予防するものではない。走行中に駆動輪の一方のみがスタック状態に突入した場合には、上記技術により、スタック状態から脱出することが可能である。しかしながら、砂地等の柔らかい路面状況で、車輪が砂地に埋まるような状態で停車した場合、再発進時にスタック状態に陥りやすく、また、駆動力が脱出にではなく、砂を掻き出すのに使用され、スタック状態をさらに悪化させてしまい、脱出が困難となることがある。
そこで本発明は、再発進時にスタック状態へ陥りにくい状態で車両を停止させてスタック発生を予防することを可能とした車両の制動力制御装置を提供することを課題とする。
上記課題を解決するため、本発明にかかる車両の制動力制御装置は、車輪のロック状態を検出する手段と、ロック時に該車輪に付与する制動力を減じる制御手段とを備える車両の制動力制御装置であって、走行中の走行抵抗を検出する手段をさらに備え、制御手段は、走行抵抗が大きく、強制動状態で、かつ、車両停止直前の場合には車輪に付与する制動力を一旦低減した後に所定の制動力に戻す制御を行うことを特徴とする。
走行抵抗が大きな路面とは、砂地や小砂利道のように、新雪路のように比較的路面が柔らかく、タイヤが埋まりやすい路面である。このような路面を走行中に強制動をかけると、タイヤが埋まり込む状況が発生しやすい。この場合に、車両停止直前に車輪に付与する制動力を一旦低減することで、タイヤを回転させて強制的に路面上を転がすことにより、車輪の路面への潜り込みを抑制し、タイヤが埋まり込まないようにする。
本発明によれば、停車時にタイヤが路面に潜り込んで埋まり込むのを効果的に抑制することができるので、再発進時にスタック状態へ陥るのを予防することができる。このため、柔らかい路面状況においても再発進が容易になる。
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。
図1は、本発明にかかる車両用の制動力制御装置を含む制動系の液圧系統図であり、図2は、この制動系の電子制御系統を示すブロック構成図である。この制動系は、電子制御によって各車輪の制動力配分を調整するEBD(Electronic Brake force Distribution)制御や車輪のロックを防止するABS(Anti-lock Brake System)制御を可能とした電子制御ブレーキシステムである。このブレーキシステムは、EBD、ABS制御を実行せず、運転者の操作力に応じた制動力を各輪に付与する通常のブレーキ制御を行うことも可能であり、EBD制御やABS制御のいずれか若しくはその両方を行わない構成としてもよい。
図1に示されるように、この電子制御ブレーキシステム1は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。
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(マスタシリンダ14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。以下、ストロークセンサ13とマスタ圧センサ24、26をあわせて操作検出部2と称する。
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。以下、これらのモータ34、ポンプ36、アキュムレータ38、アキュムレータ圧センサ40、リリーフバルブ44をあわせて加圧源4と称する。
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。また、各車輪には、車輪の回転数を検出する車輪速センサ60FL〜RRが取り付けられている。
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、それぞれ電磁流量制御弁(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)にはそれぞれ電磁流量制御弁(減圧弁)54FL〜RRが配置される。以下、これらの保持弁52FL〜RR、減圧弁54FL〜RR、W/C圧センサ56FL〜RR部分を液圧制御部6と称する。
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。
本電子制御ブレーキシステム1の制御部(制御手段)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、車輪速センサ60FL〜RRの出力信号である車輪速を示す信号、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。さらに、図示を省略しているが、エンジン制御ECUからエンジン回転数、変速比等の駆動系の運転状態を示す信号も入力されている。また、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、電磁流量制御弁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。
この電子制御ブレーキシステム1においては、前述のABS制御やEBD制御が実行される。通常はマスタカット弁20、22は閉弁されており、シミュレータカット弁16は開弁されている。運転者がブレーキペダル12を操作すると、マスタシリンダ14は操作量に応じた液圧を発生する。一方、作動油の一部が油圧供給導管15からシミュレータカット弁16を経由してストロークシミュレータ18へと流れ込むため、ブレーキペダル12の踏力に応じてブレーキペダル12の操作量が調整される。すなわち、操作踏力に応じたペダル操作量(ペダルストローク)が生成される。ペダルストロークは、ペダルストロークセンサ13で検出されるほか、マスタ圧センサ24、26によっても検出可能である。三者が一致しない場合には、センサの異常あるいはマスタシリンダ14、油圧供給導管15、17の異常と判定し得る。
ブレーキECU8は、検出したペダルストロークに応じて車両の目標減速度を設定し、各車輪に付与する制動力配分を決定し、そのために各ホイルシリンダ48FL〜RRへ付与すべき液圧配分を設定する。アキュムレータ38には、所定の液圧が蓄えられているが、アキュムレータ圧センサ40で検出した液圧が不足する場合には、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、液圧が高すぎる場合には、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。
各ホイルシリンダ48FL〜RRに付与される液圧は、各流量制御弁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、制動力が強すぎて車輪がロックしている場合(ABS制御)や、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。増圧、減圧後等の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。
この電子制御ブレーキシステム1で加圧源4や液圧制御部6の構成要素に異常が発生した場合、適切な制動力配分が行えず、制動力制御によって車両挙動をかえって不安定にするおそれがある。このような異常が検出された場合には、ブレーキECU8は、マスタカット弁20、22を開弁してシミュレータカット弁16を閉弁し、マスタシリンダ14で生成した液圧を油圧供給導管15、17を経由して直接ホイルシリンダ48FL〜RRへと導くことにより、手動による制動操作を行わせる。
この電子制御ブレーキシステムにおいては、車両を停車させる際に、タイヤが路面に潜り込むのを抑制し、再発進時におけるスタック発生を予防する制御を行う。以下、この制御について具体的に説明する。図3は、このスタック発生予防制御の処理を示すフローチャートである。この制御は、ブレーキECU8によって、車両の電源がオンにされている間、所定のタイミングで繰り返し実行される。
最初に、各種センサの出力値を読み込む(ステップS1)ことで、車両の状態量を把握する。読み込んだ状態量を基にして車輪ごとに予想車輪速度Vestを求める(ステップS2)。具体的には車輪に付与される駆動力と制動力から予想される車輪速Vestを求める。次に、こうして求めた予想車輪速Vestと車輪速センサ60FL〜RRからえられた実際の車輪速Vrealとを比較する(ステップS3)。予想車輪速Vestに比較して実際の車輪速Vrealが著しく小さい場合(その差が所定のしきい値ΔVthより大きい場合)には、路面の走行抵抗が大きいと考えられる。この場合は、新雪路や砂地路等を走行している場合と考えられるため、さらに、ステップS4へと移行して設定制動力Fbを調べる。設定されている制動力Fbがしきい値Fthを超えており、強い制動状態と判定した場合には、ステップS5へと移行し、現在の車速(車体速度)Vと停止直前を意味する車速しきい値Vth(たとえば、5km/h未満)とを比較する。車速Vがしきい値Vth未満の場合には、車両停止直前として、ステップS6へと移行し、所定の時間Δtの間、当該車輪に付与する制動力(実際には、対応するホイルシリンダ48へ供給する油圧)を目標制動力(通常のABS制御における目標制動力)から所定量もしくは所定比率減少させ、その後、制動力を目標制動力に戻す制御を実行する(図4参照)。Δtは、例えば、制動力低減により当該車輪が30度〜1回転程度、回転するのに必要な時間でよい。
ステップS3で予想車輪速Vestと実際の車輪速Vrealとの差が小さいと判定された場合、ステップS4で、設定制動力Fbがしきい値Fth未満であり、弱い制動状態と判定された場合、および、ステップS5で車速Vが車速しきい値Vth以上で、停車までには時間があると判定された場合には、いずれもその後の処理をスキップして処理を終了する。この場合には、通常のABS制御が実行される。
新雪路や砂地路等を走行している場合と考えられる走行抵抗が大きい路面を走行中に強い制動力をかけて停車すると、タイヤが道路に潜り込んでしまい、再発進時にスタック状態へと陥り、脱出が困難になる可能性がある。本発明においては、このような状況下では、停止寸前に制動油圧を抜いて、制動力を低減することにより、車輪を路面上で転動させることにより、タイヤが道路に潜り込むのを防止し、潜り込みのない状態で停車させることができる。このため、再発進時にスタック状態へ陥りにくくし、再発進が容易になる。この再発進時にトラクション制御を行う場合でも、発進直後にスタック状態に陥る可能性が低くなるため、制御性が向上する。
本発明は図1に示される油圧系統を有する制動系のみに適用されるものではなく、各車輪に付与する制動力を独立して制御可能な各種の制動系において好適に適用できる。例えば、インホイールモータなど回生制動を利用した制動系においても適用することができる。
また、強制動状態か否かは例えば、車両の前後加速度やホイールシリンダへの供給油圧を用いて判定してもよい。また、車両停止の判定は、各車輪速センサの出力値から車体則を判定するほか、車両の前後加速度変化やナビシステム等を用いて判定してもよい。
1…電子制御ブレーキシステム、2…操作検出部、4…加圧源、6…液圧制御部、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…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…マスタカット弁、24…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、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、54FL〜RR…電磁流量制御弁、56FL〜RR…ホイルシリンダ圧センサ、60FL〜RR…車輪速センサ。
Claims (1)
- 車輪のロック状態を検出する手段と、ロック時に該車輪に付与する制動力を減じる制御手段とを備える車両の制動力制御装置であって、
走行中の走行抵抗を検出する手段をさらに備え、
前記制御手段は、走行抵抗が大きく、強制動状態で、かつ、車両停止直前の場合には車輪に付与する制動力を一旦低減した後に所定の制動力に戻す制御を行うことを特徴とする車両の制動力制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005111142A JP2006290075A (ja) | 2005-04-07 | 2005-04-07 | 車両の制動力制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005111142A JP2006290075A (ja) | 2005-04-07 | 2005-04-07 | 車両の制動力制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2006290075A true JP2006290075A (ja) | 2006-10-26 |
Family
ID=37411138
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2005111142A Pending JP2006290075A (ja) | 2005-04-07 | 2005-04-07 | 車両の制動力制御装置 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2006290075A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20220289037A1 (en) * | 2021-03-14 | 2022-09-15 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Regenerative braking control system |
US11958383B2 (en) | 2021-03-14 | 2024-04-16 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Regenerative braking control system |
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2005
- 2005-04-07 JP JP2005111142A patent/JP2006290075A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US20220289037A1 (en) * | 2021-03-14 | 2022-09-15 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Regenerative braking control system |
US11958383B2 (en) | 2021-03-14 | 2024-04-16 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Regenerative braking control system |
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