JP2007326399A - 制動制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】制動制御装置を、先行車の走行状態に応じて液圧式ブレーキ70を制御し、車両を自動停止させる追従走行制御部91と、追従走行制御部91による車両の自動停止を、車両の停止前に検出する自動停車検出部41aと、自動停車検出部41aによる自動停止の検出に応じて、電動アクチュエータ20による機械式ブレーキ10の解除状態から制動状態への駆動を、車両の停止前に開始させる機械式ブレーキ制御部40とを備える構成とする。
【選択図】図3
Description
また、クルーズコントロール装置は、ステレオカメラやミリ波レーダ等によって先行車との車間距離、相対速度等を検出し、先行車に追従して加減速を行なうものや、さらに、先行車が停車した場合、液圧式ブレーキを制御して自車も自動的に停車させるものが知られている。このような制御は、「アダプティブクルーズコントロール(ACC)」と称されている。
本発明の課題は、先行車追従制御によって自動停車する際の液圧式ブレーキの負担を軽減した制動制御装置を提供することである。
請求項1の発明は、先行車の走行状態に応じて液圧式ブレーキを制御し、車両を自動停止させる追従走行制御部と、前記追従走行制御部による前記車両の前記自動停止を、前記車両の停止前に検出する自動停車検出部と、前記自動停車検出部による前記自動停止の検出に応じて、電動アクチュエータによる機械式ブレーキの解除状態から制動状態への駆動を、前記車両の停止前に開始させる機械式ブレーキ制御部とを備える制動制御装置である。
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載の制動制御装置において、前記追従走行制御部は、前記機械式ブレーキが制動力を発生した後であって前記車両が停止する前に前記液圧式ブレーキの液圧を低下させることを特徴とする制動制御装置である。
請求項4の発明は、請求項3に記載の制動制御装置において、前記機械式ブレーキは、前記車両の後輪を制動することを特徴とする制動制御装置である。
請求項5の発明は、請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の制動制御装置において、前記自動停車検出部は、前記車両の速度及び減速度に基づいて、前記車両の推定停車時間を演算し、前記機械式ブレーキ制御部は、前記推定停車時間に応じて前記電動アクチュエータによる前記機械式ブレーキの駆動開始時期を設定することを特徴とする制動制御装置である。
請求項6の発明は、請求項5に記載の制動制御装置において、前記車両が走行中の路面の傾斜を検出する傾斜検出部を備え、前記機械式ブレーキ制御部は、前記傾斜検出部が検出した傾斜に応じて前記機械式ブレーキの駆動開始時期を異ならせることを特徴とする制動制御装置である。
請求項7の発明は、請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の制動制御装置において、前記機械式ブレーキ制御部は、前記車両の速度が車速センサの検出下限速度以下となってからの時間に応じて、前記自動停車検出部の出力に関わらず前記機械式ブレーキの駆動を開始することを特徴とする制動制御装置である。
(1)自動停車検出部による自動停止の検出に応じて、電動アクチュエータによる機械式ブレーキの作動を車両の停止前に開始させることによって、機械式ブレーキの制動力を早期に発生させ、液圧式ブレーキの減圧、解除を行なうタイミングを早めることができるから、液圧式ブレーキの使用時間や使用頻度を低下させることができる。
(2)機械式ブレーキが車両の停止前に制動力を発生するタイミングで駆動を開始することによって、液圧式ブレーキの減圧をより早期に開始することができる。
(3)機械式ブレーキの制動力発生後、車両の停止前に液圧式ブレーキの液圧を低下させることによって、機械式ブレーキの制動力による車両減速度の増大を抑制して制動フィーリングを向上することができる。また、液圧式ブレーキの減圧をよりいっそう早めることができる。
(4)機械式ブレーキが車両の後輪のみを動的制動することによって、液圧式ブレーキのみによって前後輪を制動する場合と比較して車両のノーズダイブを抑制することができ、停止直後のピッチング方向の挙動を抑制して快適性を向上することができる。
(5)車両の速度及び減速度に基づく推定停車時間に応じて機械式ブレーキの駆動開始時期を設定することによって、機械式ブレーキの制動力発生時期を適切に制御することができる。
(6)傾斜検出部が検出した傾斜に応じて、機械式ブレーキの駆動開始時期を異ならせることによって、目標制動力が大きく駆動に時間がかかる傾斜路の場合であっても、機械式ブレーキの制動力の発生遅れを防止することができる。
(7)車両の速度が車速センサの検出下限速度以下となってからの時間に応じて、自動停車検出部の出力に関わらず機械式ブレーキの駆動を開始することによって、自動停車検出部の故障等に対する装置のフェイルセーフ性を確保することができる。
図1は、本実施例の制動制御装置を含む車両の構成を示すブロック図である。
この車両は、例えば、乗用車等の自動車であって、ブレーキフルードの液圧によって作動する液圧式ブレーキ、及び、電動アクチュエータによって駆動される電動パーキングブレーキ装置を備えるとともに、低速追従(渋滞追従)機能を含むアダプティブクルーズコントロール(ACC)機能を備えたものである。
また、パーキングブレーキ10は、ACCシステム90による車両の自動停車時に、車両が走行中に制動を行なう機能(動的制動機能)も備えている。この点については後に詳しく説明する。
このパーキングブレーキ10は、車両の図示しない左右後輪のホイールハブ部にそれぞれ設けられている。パーキングブレーキ10は、液圧式ブレーキ70において用いられるディスクブレーキのロータの内径側に配置された図示しないブレーキドラムと、制動時にこのブレーキドラムの内径側に加圧接触する図示しないブレーキシューとを備えたいわゆるドラムインディスクタイプの機械式ブレーキである。
アクチュエータユニット20は、例えば直流(DC)モータの回転力を減速ギア列によって減速してリードスクリュを回転させ、このリードスクリュにネジ結合されたイコライザによってパーキングブレーキケーブル21を牽引し又は弛緩させるものである。
ここで、アクチュエータユニット20は、パーキングブレーキケーブル21に負荷される牽引力を調整することによって、制動状態におけるパーキングブレーキ10の制動力を調整する機能を備えている。この牽引力の調整は、アクチュエータユニット20がパーキングブレーキケーブル21を牽引するストロークを変化させることによって行われ、このためアクチュエータユニット20は、このストロークを検出する図示しないストロークセンサが設けられている。
プラス端子31は、パーキングブレーキコントローラ40、エンジン電子制御ユニット63、車両操安性制御システム80、ACCシステム90等に配線(ハーネス)Hを介して接続されている(パーキングブレーキコントローラ40以外へのハーネスは図示を省略する。)。
マイナス端子32は、車両の車体(ボディ)に対して接地されている。
このパーキングブレーキコントローラ40は、VDCシステム80及びACCシステム90と協働して、本発明を適用した制動制御装置を構成するものである。
さらに、パーキングブレーキECU41は、ACC制御による車両の自動停車を、車両が停車する前に検出する自動停車検出部41aを備えている。この機能については、後に詳しく説明する。
スロットルバルブ61は、エンジン60の図示しないインテークマニホールドに接続されたスロットルボディ内に設けられ、エンジン60の吸入空気量を制限してエンジン60の出力調整を行なうものである。
スロットルアクチュエータ62は、スロットルバルブ61を駆動するモータを備え、スロットルボディに隣接して配置されている。
エンジンECU63は、エンジン60の運転を統括的に制御するCPUを備え、エンジン60の例えば吸入空気量、吸気温度、スロットルポジション、回転数、クランクポジション、水温、排ガス組成等の各種運転パラメータが入力され、これに応じて、燃料噴射信号、点火信号等の制御命令信号を出力するものである。また、エンジンECU63は、図示しないスロットルペダル及び後述するアダプティブクルーズコントロール電子制御ユニット91からの入力に応じて、スロットルアクチュエータ62を制御する。
ここで、ピストンに負荷されるブレーキフルードの液圧は、運転者のフットブレーキ操作に応じて図示しないマスタシリンダによって発生する。また、後述するVDCシステム80のハイドロリックコントロールユニット82も、VDC制御及びACC制御に応じて、各ホイールのピストンに負荷される液圧を発生する。
VDCシステム80は、VDC電子制御ユニット(VDCECU)81、ハイドロリックコントロールユニット(HCU)82、車速センサ83を備えている。
VDCECU81は、上述した各制御を行なうCPUを備え、HCU82に制御命令を出力するものである。
HCU82は、VDCECU81から入力される制御命令に応じて、各車輪の液圧式ブレーキ70のピストンに負荷されるブレーキフルード液圧をそれぞれ制御するものである。HCU82は、液圧を昇圧させるポンプ部、及び、この液圧を保持し、または減圧するバルブ部を備えている。さらに、HCU82は、各ホイールシリンダのブレーキフルード液圧を検出する液圧センサを備えている。
車速センサ83は、各車輪の回転に応じて車速パルス信号を出力するものであって、これらの車輪を支持するハブベアリング部に組み込まれている。車速センサ83は、車両の速度が、例えば2km/h以上の領域において、その車速パルス信号に基づいて車速が検出可能となっている。
ACCシステム90は、ACC電子制御ユニット(ACCECU)91、先行車検知部92を備えている。
ACCECU91は、先行車検知部92が検出する先行車との車間距離や相対速度等の情報に基づいて、車両の加速又は減速の必要を判断するCPUを備えている。また、ACCECU91は、先行車が停止した場合等に自車も自動的に停車させる自動停止を含む低速追従制御を行なう機能を備えている。
先行車検知部92は、先行車との車間距離及び相対速度を検出するものであって、例えばステレオカメラ、ミリ波レーダ等を備えている。
図2は、このときの制動制御装置の動作を示すフローチャートである。以下、ステップ毎に順を追って説明する。
<ステップS01:ACC走行中判断>
パーキングブレーキコントローラ40のパーキングブレーキECU41に設けられた自動停車検出部41aは、ACCECU91と通信し、車両がACC制御を用いた走行中か否かを判断する。そして、ACC制御を用いた走行中の場合はステップS02に進み、その他の場合は再びステップS01から処理を繰返す。(リターン)
<ステップS02:検出下限速度判断>
自動停車検出部41aは、VDCECU81と通信し、現在の車両の速度(車速)Vが、車速センサ83の検出下限速度Vmin以下であるか検出する。車速センサ83は、上述したようにその検出下限速度Vminが例えば2km/hであって、車速VがこのVmin以下となると、車速センサ83の出力は実質的にゼロとなる。
そして、車速Vが検出下限速度Vmin以下であるときはステップS04に進み、その他の場合はステップS03に進む。
自動停車検出部41aは、停止判定タイマーをリセット(タイマー値T=0)し、ステップS01に戻りそれ以降の処理を繰返す。(リターン)
ここで、停止判定タイマーは、車速Vが検出下限速度Vmin以下となってからの時間をカウントするものである。
<ステップS04:停止判定タイマー作動>
自動停車検出部41aは、停止判定タイマーがリセットされ、停止している場合は、これを作動させてタイマー値Tのカウントアップを開始させ、また、停止判定タイマーが作動中の場合は、その作動を継続させてタイマー値Tをカウントアップする。その後、ステップS05に進む。
自動停車検出部41aは、VDCECU81と通信し、液圧式ブレーキ70の各ホイールシリンダのピストンに対して、ブレーキフルード液圧が負荷されているか、実質的に負荷されていないかを判断する。そして、ブレーキフルード液圧が負荷されている場合(車速2km/h以下でかつ制動中の場合)は、車両が自動停車するものと判断してステップS07に進み、実質的に負荷されていない場合はステップS06に進む。
<ステップS06:タイマー値T判断>
自動停車検出部41aは、停止判定タイマーのタイマー値Tが所定の最大値であるTmax以上であるか否かを判断し、Tmax以上である場合はステップS09に進み、その他の場合はステップS01に戻りそれ以降の処理を繰返す。(リターン)
自動停車検出部41aは、車両が完全に停止するタイミングである推定停車時間を算出する。推定停車時間は、車速センサ83の検出下限速度Vminと、車両の減速度とに基づいて算出される。
図3は、車両がACC制御によって自動停車する際の車速センサ出力、ブレーキフルード液圧、パーキングブレーキ制動力の履歴の一例を示すグラフである。
推定停車時間は、例えば、図3に示すように、検出下限速度Vminから所定の減速度で車両が減速し、車速が0となるタイミングを直線近似によって求めたものである。ここで、演算に用いられる減速度は、ACCECU91がACC制御のために保持している制御目標減速G、パーキングブレーキコントローラ40のGセンサ43が出力する実際の減速G、車速センサ83が検出下限速度Vminに達する直前における検出速度の変化率等を、単独又は組み合わせて用いることができる。
そして、推定停車時間が算出された後、ステップS08に進む。
パーキングブレーキECU41は、上述した推定停車時間に基づいて、アクチュエータ20の駆動を開始する電動パーキングブレーキ駆動タイミングを設定し、このタイミングに到達後、ステップS09に進む。
この電動パーキングブレーキ駆動タイミングは、パーキングブレーキ10が解除状態においてアクチュエータ20の駆動を開始してから、パーキングブレーキ10が目標制動力を発生してアクチュエータ20の駆動が停止されるまでの駆動所要時間を考慮し、推定停車時間の到達と同時か、これよりも早めにアクチュエータ20の駆動が終了されるように設定される。この駆動所要時間は、装置の構成にもよるが、例えば数百msec程度である。
車両の走行中における路面の傾斜の検出は、例えば、車速センサ83の出力履歴である検出車速の変化率と、Gセンサ43が検出する車両の前後方向の加速度とを比較することによって行なうことができる。具体的には、車速の変化率に基づいて推定される減速GよりもGセンサ43が検出したGのほうが大きい場合は下り坂であると判断され、逆の場合は上り坂であると判断される。そして、各Gの乖離量は傾斜の程度に相関すると考えることができる。このような傾斜の検出は、例えば、パーキングブレーキECU41によって行なわれ、この場合、パーキングブレーキECU41は、傾斜検出部としても機能する。
そして、パーキングブレーキ10の目標制動力は、例えば、このようにして検出された路面の傾斜に応じて、車両を停止状態に維持するのに必要な制動力に、所定の安全率を乗じて設定される。
パーキングブレーキコントローラ40のパーキングブレーキECU41は、リレー42を制御してアクチュエータユニット20への通電を開始させる。これによって、パーキングブレーキ10の解除状態から制動状態への移行が開始され、図3に示すように制動力が発生し、パーキングブレーキケーブル21の牽引ストロークが増加するともに、制動力もほぼリニアに増加する。
ステップS10に進む。
VDCECU81は、HCU82を制御して、液圧式ブレーキ70に負荷されるブレーキフルード液圧の減圧を開始する。ここで、ブレーキフルードの減圧量は、減圧に伴う液圧式ブレーキ70の制動力低下量と、上述したパーキングブレーキ10の制動力増加量とがほぼ同じとなり、車両がほぼ一定の減速度を維持するように設定される。
ステップS11に進む。
パーキングブレーキコントローラ40のパーキングブレーキECU41は、アクチュエータユニット20のストロークセンサの出力に基づいて、パーキングブレーキ10が所定の目標制動力を発生する状態になったか否かを判断する。そして、パーキングブレーキ10が目標制動力を発生した場合はステップS12に進み、未だ目標制動力を発生していない場合は、アクチュエータユニット20によるパーキングブレーキ10の駆動を継続するとともに、再びこのステップS11を繰返す。
パーキングブレーキコントローラ40のパーキングブレーキECU41は、リレー42を制御してアクチュエータユニット20への通電を停止させる。ここで、この通電停止(駆動停止)のタイミングは、ステップS08において説明したように駆動開始のタイミングを設定したことによって、車両が停止するタイミングとほぼ同じか、又は、車両が停止する直前となる。
ステップS13に進む。
<ステップS13:液圧式ブレーキ解除>
VDCシステム80のHCU82は、ステップS10において開始したブレーキフルード液圧の減圧を終了し、液圧はほぼ0となる。これによって、液圧式ブレーキ70は、実質的に制動力を発生しない解除状態となる。
これによって、一連の処理は終了する。
比較例の制動制御装置は、ACC制御によって車両が自動停車するまでは液圧式ブレーキのみを作動させ、停車後に電動パーキングブレーキを作動させ、その制動力発生後に液圧式ブレーキのブレーキフルード液圧を減圧するものである。
図4は、比較例の制動制御装置を備えた車両が自動停車する際の車速センサ出力、ブレーキフルード液圧、パーキングブレーキ制動力の履歴の一例を示すグラフである。
また、比較例の制動制御装置は、車両の停止は前後輪を液圧式ブレーキで制動することによって行なうため、前輪の制動力が大きくなるから停止直前のノーズダイブが大きくなり、停止直後に圧縮されたフロントサスペンションの復元によって生ずるピッチング方向の挙動が大きくなって搭乗者に不快感を与える場合がある。
(1)自動停車検出部41aが車両のACC制御による自動停止を検出した場合に、アクチュエータユニット20によるパーキングブレーキ10の駆動を車両の停止前に開始させることによって、液圧式ブレーキ70の減圧開始時期及び液圧がほぼゼロとなる解除時期をそれぞれ早めることができるから、液圧式ブレーキ70の使用時間、使用頻度を低下させることができ、ブレーキフルード液圧を発生、保持するHCU82のポンプ、バルブ等の使用条件を緩和することができる。また、これによって、HCU82の消費電力を低減し、電気的発熱も防止することができる。
(2)車両の停止前にパーキングブレーキ10の制動力を発生させるとともに、この制動力増加に応じて液圧式ブレーキ70のブレーキフルード液圧を減圧しているから、パーキングブレーキ10の作動に伴う車両の減速度変化を抑制して制動フィーリングを向上することができる。また、液圧式ブレーキ70の減圧をより早めることができる。
(3)車両の停止直前に、前後輪を制動する液圧式ブレーキ70の制動力を低下させ、後輪のみを制動するパーキングブレーキ10による制動力の負担割合を増大させることによって、前輪を制動した際に発生しやすい車両のノーズダイブを抑制し、停止直後にフロントサスペンションが伸びることに起因するピッチング方向の挙動を抑制して快適性を向上することができる。
(4)車両の速度及び減速度に基づいて、車両が停止する推定停車時間を求め、この推定停車時間に応じてパーキングブレーキ10の駆動開始時期を設定しているから、その制動力発生時期を適切に制御することができる。
(5)路面の傾斜を検出し、この傾斜に応じてパーキングブレーキ10の駆動開始時期を異ならせることによって、目標制動力が大きく駆動所要時間が長い傾斜路の場合であっても、パーキングブレーキ10の制動力の発生遅れを防止することができる。
(6)車両の速度が車速センサ83の検出下限速度以下となってからの時間に応じて、パーキングブレーキ10の駆動を自動的に開始することによって、自動停車検出部41aの故障や自動停止の検出エラー等に対する装置のフェイルセーフ性を確保することができる。
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
(1)制動制御装置の構成は、実施例の構成に限らず適宜変更することができる。例えば、追従走行制御部、自動停車検出部、機械式ブレーキ制御部は、それぞれ独立して設けても、また、複数のものを一体化した構成としてもよい。例えば、自動停車検出部を、実施例のように機械式ブレーキ制御部に設けることに代えて、独立して設けたり、追従走行制御部と一体化してもよい。
(2)実施例は、車両の自動停止を、車速が検出下限速度以下となりかつブレーキフルード液圧が発生していることに基づいて検出していたが、他の方法によって自動停止を検出してもよい。例えば、追従走行制御部がその目標速度をゼロに設定したことに基づいて自動停止を検出し、機械式ブレーキの駆動を開始するようにしてもよい。
また、例えば、車速が検出下限速度以下に到達しなくても、そのときの車速と減速度により推定停車時間は算出できるため、S02を省略することもできる。
(3)電動パーキングブレーキ装置の構成は、実施例のものに限らず、適宜変更することができる。
例えば、実施例のパーキングブレーキは、フットブレーキ用のブレーキディスクの内径側に配置されたドラムを用いるものであるが、パーキングブレーキの形式は他の形式であってもよく、例えば、フットブレーキ用のディスクブレーキ又はドラムブレーキとその摩擦材を共用し、パーキングブレーキと一体化したものであってもよい。
また、実施例のパーキングブレーキは、ボディ側に固定された電動アクチュエータを用い、パーキングブレーキケーブルを介してパーキングブレーキを駆動するものであったが、本発明はこれに限らず、例えば電動アクチュエータをホイールハブ側に設けてパーキングブレーキと一体化したいわゆるビルトイン型の電動パーキングブレーキにも適用することができる。
(4)実施例は、車両が停止する直前に機械式ブレーキの駆動を終了しているが、本発明はこれに限らず、車両が停止前に駆動を開始し、駆動終了は車両の停止後であってもよい。
(5)実施例は、液圧式ブレーキと機械式ブレーキとの制動力の和がほぼ一定となるように液圧式ブレーキの減圧を制御したが、本発明はこれに限らず、例えば、制動フィーリングを向上するため、停止直前に制動力の和を小さくして減速Gを低下させるように制御してもよい。
20 アクチュエータユニット
21 アクチュエータケーブル
30 バッテリ
40 パーキングブレーキコントローラ
41 パーキングブレーキ電子制御ユニット
41a 自動停車検出部
42 リレー
43 Gセンサ
50 操作スイッチ
60 エンジン
62 スロットルアクチュエータ
63 エンジン電子制御ユニット
70 液圧式ブレーキ
80 車両操安性制御(VDC)システム
81 VDC電子制御ユニット
82 ハイドロリックコントロールユニット
83 車速センサ
90 アダプティブクルーズコントロール(ACC)システム
91 ACC電子制御ユニット
92 先行車検出部
Claims (7)
- 先行車の走行状態に応じて液圧式ブレーキを制御し、車両を自動停止させる追従走行制御部と、
前記追従走行制御部による前記車両の前記自動停止を、前記車両の停止前に検出する自動停車検出部と、
前記自動停車検出部による前記自動停止の検出に応じて、電動アクチュエータによる機械式ブレーキの解除状態から制動状態への駆動を、前記車両の停止前に開始させる機械式ブレーキ制御部と
を備える制動制御装置。 - 請求項1に記載の制動制御装置において、
前記機械式ブレーキ制御部は、前記機械式ブレーキが前記車両の停止前に制動力を発生するタイミングで前記電動アクチュエータによる駆動を開始させること
を特徴とする制動制御装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の制動制御装置において、
前記追従走行制御部は、前記機械式ブレーキが制動力を発生した後であって前記車両が停止する前に前記液圧式ブレーキの液圧を低下させること
を特徴とする制動制御装置。 - 請求項3に記載の制動制御装置において、
前記機械式ブレーキは、前記車両の後輪を制動すること
を特徴とする制動制御装置。 - 請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の制動制御装置において、
前記自動停車検出部は、前記車両の速度及び減速度に基づいて、前記車両の推定停車時間を演算し、
前記機械式ブレーキ制御部は、前記推定停車時間に応じて前記電動アクチュエータによる前記機械式ブレーキの駆動開始時期を設定すること
を特徴とする制動制御装置。 - 請求項5に記載の制動制御装置において、
前記車両が走行中の路面の傾斜を検出する傾斜検出部を備え、
前記機械式ブレーキ制御部は、前記傾斜検出部が検出した傾斜に応じて前記機械式ブレーキの駆動開始時期を異ならせること
を特徴とする制動制御装置。 - 請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の制動制御装置において、
前記機械式ブレーキ制御部は、前記車両の速度が車速センサの検出下限速度以下となってからの時間に応じて、前記自動停車検出部の出力に関わらず前記機械式ブレーキの駆動を開始すること
を特徴とする制動制御装置。
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