JP2011240801A - 制動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両が停止する直前に車両の減速度を低下して車両の揺り戻しを抑える制御において、上り坂で車両がずり下がってしまう可能性を低減することを目的とする。
【解決手段】車両が上り勾配道路において減速した場合ｔ２〜ｔ３に、車両の減速に伴いゼロに近づくブレーキ要求車軸トルク６５を算出して揺り戻しを低減する。またその後の開始タイミングｔ３において、ブレーキ要求車軸トルク６５の初期値Ｂ０、最終値Ｂ１、および補正期間ｔｄを決定し、当該開始タイミングｔ３から補正期間ｔｄの間、ブレーキ要求車軸トルクを初期値Ｂ０から最終値Ｂ１まで低下させる。また、車輪速センサ７の検出信号に基づいて検出した車両の検出車速が最後に検出限界最小車速Ｖｃ以上だった限界時刻ｔ３以前における検出車速の変化に基づいて、車両の実車速がゼロになる停止時刻ｔ４を推定し、上記開始タイミングｔ３から当該停止時刻ｔ４までの期間を補正期間ｔｄとする。
【選択図】図７

Description

本発明は、制動制御装置に関するものである。

従来、車両が停止するとき、前輪側が沈み込むノーズダイブおよびノーズダイブに伴う揺り戻しが発生し、乗員の乗り心地が悪くなる問題があり、この問題を解消するため、特許文献１、２では、車両が停止する直前に車両の減速度を低下する制御を行うようになっている。

特に特許文献２では、車速がゼロとなる近傍における減速度を抑制しつつも、車両を確実に停止させるため、車両の減速度を低下させた後にその減速度を所定時間保持し、その後に、車両の停止を確実にするために、制動力を増大させる制御を行うようになっている。

特開平１１―２５４９９５号公報 特開２００９―４０３０５号公報

しかし、このような技術を用いたとしても、上り坂で車両を停止させる際には、勾配によっては車両がずり下がってしまう可能性が高い。

本発明は上記点に鑑み、車両が停止する直前に車両の減速度を低下することで車両の揺り戻しを抑える制御において、上り坂で車両がずり下がってしまう可能性を低減することを目的とする。

上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、車輪速センサ（７）が備えられた車両に搭載され、前記車両のブレーキに要求する車軸トルク（以下、ブレーキ要求車軸トルクという）を算出し、算出した前記ブレーキ要求車軸トルクに応じたブレーキ圧を前記車両の制動装置（３、６）に発生させるための制御を行う制動制御装置であって、前記車両が上り勾配道路において減速した場合に、前記ブレーキ要求車軸トルクとして、前記車両の減速に伴いゼロに近づくブレーキ要求車軸トルクを算出し、その後のタイミング（以下、開始タイミングという）において、前記ブレーキ要求車軸トルクの初期値Ｂ０、前記初期値よりもゼロから離れた最終値Ｂ１、および補正期間ｔｄを決定し、当該開始タイミングから前記補正期間ｔｄの間、前記ブレーキ要求車軸トルクを前記初期値Ｂ０から前記最終値Ｂ１まで変化させ、前記最終値Ｂ１は、前記上り勾配道路において前記車両が停止可能なトルクであり、前記補正期間ｔｄについては、前記車輪速センサ（７）の検出信号に基づいて検出した前記車両の検出車速が最後に検出限界最小車速Ｖｃ以上だった限界時刻（ｔ３）以前における検出車速の変化に基づいて、前記車両の実車速がゼロになる停止時刻（ｔ４）を推定し、前記開始タイミングから前記停止時刻（ｔ４）までの期間を前記補正期間ｔｄとすることを特徴とする制動制御装置である。

このように、制動制御装置は、車両が上り勾配道路において減速した場合に、ブレーキ要求車軸トルクとして、車両の減速に伴いゼロに近づくブレーキ要求車軸トルクを算出することで、ノーズダイブおよび揺り戻しが発生する可能性を低減する。そしてその後の開始タイミングにおいて、ブレーキ要求車軸トルクの初期値Ｂ０、初期値Ｂ０よりもゼロかから離れた最終値Ｂ１、および補正期間ｔｄを決定し、当該開始タイミングから補正期間ｔｄの間、ブレーキ要求車軸トルクを初期値Ｂ０から前記最終値Ｂ１まで低下させる。

その際最終値Ｂ１の絶対値は、マージンに坂道補正項を加算した値であり、坂道補正項は、当該上り勾配道路において車両の後方にかかる重力に対抗する力を発生するトルクである。したがって、最終的には上り勾配道路において車両を停止させるのに十分なブレーキ圧を得ることができる。

また、補正期間ｔｄについては、車輪速センサ７の検出信号に基づいて検出した車両の検出車速が最後に検出限界最小車速Ｖｃ以上だった限界時刻（ｔ３）以前における検出車速の変化に基づいて、車両の実車速がゼロになる停止時刻（ｔ４）を推定し、上記開始タイミングから当該停止時刻（ｔ４）までの期間を補正期間ｔｄとする。検出車速は、車両の挙動を直接的に表す指標であると共に、道路の勾配の影響を受けた量であるので、この量を用いて停止時刻（ｔ４）を推定することで、上り勾配が急な場合は補正期間ｔｄを短くしてブレーキ要求車軸トルクを早く変化させる、上り勾配が緩い場合は補正期間ｔｄを長くしてブレーキ要求車軸トルクをゆっくり変化させるといった様に、上り勾配の緩急に応じたブレーキ要求車軸トルクの変化制御を行うことができる。したがって、上り坂で車両がずり下がってしまう可能性を低減することができる。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の制動制御装置において、前記開始タイミングは、上り勾配道路において前記車両の車速が前記車輪速センサ（７）の検出限界最小車速Ｖｃを下回ったタイミングであることを特徴とする。

車速が車輪速センサ（７）の検出限界最小車速Ｖｃを下回ったタイミングは、車両の減速に伴いゼロに近づくブレーキ要求車軸トルクが最もゼロに近づくタイミングである。換言すれば、ノーズダイブおよび揺り戻し低減のためのブレーキ要求車軸トルクの増加制御が終了するタイミングである。このタイミングを開始タイミングとすることで、ノーズダイブおよび揺り戻し防止効果を最大に発揮することができると共に、ずり下がり防止のための制御を行う時間を十分取ることができる。

また、より具体的には、請求項３に記載のように、車両に搭載される制動制御装置であって、前記車両が達成すべき目標加速度を決定する目標加速度設定部（１４４）と、前記目標加速度設定部（１４４）が決定した目標加速度に応じて、前記車両のパワートレインに要求する車軸トルク（以下、パワトレ要求車軸トルクという）および前記車両のブレーキに要求する車軸トルク（以下、ブレーキ要求車軸トルクという）を算出し、算出した前記パワトレ要求車軸トルクを、前記車両のパワートレインが前記パワトレ要求車軸トルクを発生させるよう制御するパワトレ車軸トルク実現部（１２４）に渡すと共に、算出した前記ブレーキ要求車軸トルクを、前記車両の制動装置（３、６）が前記ブレーキ要求車軸トルクに応じたブレーキ圧を発生させるよう制御するブレーキ車軸トルク実現部（１３４）に渡す制駆動協調制御部（１４５）と、を備え、前記目標加速度設定部（１４４）は、前記車両が上り勾配道路において車速境界値ＶＬ以下の車速に低下した場合に、前記車両の減速に伴いゼロに近づく負のソフト加速度を算出し、算出した前記ソフト加速度を前記目標加速度とすると共に、車速が車輪速センサ（７）の検出限界最小車速Ｖｃを下回って以降は、前記ソフト加速度を一定に保ち、前記制駆動協調制御部（１４５）は、前記車両が上り勾配道路において車速が車輪速センサ（７）の検出限界最小車速Ｖｃを下回ったタイミング（ｔ３）で、前記ブレーキ要求車軸トルクの負の初期値Ｂ０、負の最終値Ｂ１、補正期間ｔｄを決定し、前記タイミング（ｔ３）から前記補正期間ｔｄの間、前記ブレーキ要求車軸トルクを前記初期値Ｂ０から前記最終値Ｂ１まで低下させ、前記初期値Ｂ０は、前記目標加速度に応じて決まるブレーキ要求車軸トルクであり、前記最終値Ｂ１は、負のマージンに坂道補正項を減算した値であり、前記坂道補正項は、前記上り勾配道路において前記車両の後方にかかる重力に対抗する力を発生する負のトルクであり、前記制駆動協調制御部（１４５）は、前記車輪速センサ（７）の検出信号に基づいて検出した前記車両の検出車速が最後に検出限界最小車速Ｖｃ以上だった限界時刻（ｔ３）における当該検出車速と、当該検出車速に基づいて算出される前記車両の検出加速度ａと、に基づいて、前記車両の実車速がゼロになる停止時刻（ｔ４）を推定し、前記限界時刻（ｔ３）から前記停止時刻（ｔ４）までの期間を前記補正期間ｔｄとすることを特徴とする制動制御装置としても、本発明の特徴を把握できる。

なお、上記および特許請求の範囲における括弧内の符号は、特許請求の範囲に記載された用語と後述の実施形態に記載される当該用語を例示する具体物等との対応関係を示すものである。

本発明の実施形態に係る車両用制駆動協調システムの全体構成図である。 制御部１０の構成図である。 制駆動協調制御部１４５の機能構成図である。 目標加速度５１と規範加速度５２との関係を示すグラフである。 ソフト加速度算出のためのマップを示す図である。 トルク分配部 本実施形態の適用事例のタイミングチャートである。 ブレーキ要求車軸トルク補正処理のフローチャートである。 他の実施形態の適用事例のタイミングチャートである。

以下、本発明の一実施形態に係る車両用制駆動協調システムについて説明する。図１に、車両用制駆動協調システムの全体構成を示す。この車両用制駆動協調システムは、ガソリン式内燃機関としてのエンジン１、自動変速装置２、ブレーキアクチュエータ３、各車輪４、５付近に設けられたホイールシリンダ６および車輪速センサ７、ユーザインターフェース８、加速度センサ９、制御部１０等を有している。

エンジン１のクランク軸１ａには、周知の自動変速装置２が接続されており、クランク軸１aの回転力は、自動変速装置２によって変速された後、駆動輪４へと伝達される。エンジン１のエンジントルクおよび自動変速装置２のギア比は、制御部１０によって制御される。

駆動輪４や従動輪５には、油圧駆動式のブレーキアクチュエータ３によって制動力が付与可能とされている。ブレーキアクチュエータ３は、制御部１０の制御に従って、各車輪（各駆動輪４および各従動輪５）のホイールシリンダ６に供給される作動油の圧力（ホイールシリンダ圧）を調整する周知の装置である。具体的には、制御部１０から受ける要求ブレーキ圧Ｐｍｃを実現するようホイールシリンダ圧を調整する。

また、上記駆動輪４および従動輪５のそれぞれには、更に、その回転速度を検出する車輪速センサ７が設けられている。また、車両には、ユーザインターフェース８および加速度センサ９が搭載されている。

車輪速センサ７は、車輪４、５の回転速度に応じた検出信号を出力する装置である。例えば、車輪速センサ７は、搭載先の車輪４、５と同期して回転するように配置された歯車状の磁性体であるロータの外周面の近傍にセンサ本体が対向配置されて構成され、センサ本体に対するロータの回転によってセンサ本体に生じた誘電起電力を検出信号として出力するようになっていてもよい。この場合、検出信号の周波数はロータの回転速度、すなわち、車輪の回転速度に比例した値となる。

そして、この検出信号を各車輪速センサ７から受ける制御部１０（より具体的には後述するパワートレインＥＣＵ１２のパワトレ車軸トルク実現部、ブレーキＥＣＵ１３のブレーキ車軸トルク実現部、運転支援ＥＣＵ１４の目標加速度設定部１４４および制駆動協調制御部１４５）では、受けた検出信号に基づいて車速を算出する。例えば、各車輪４、５の速度の平均値を車速とする。このようにして算出された車速を、以下検出車速という。

このとき、制御部１０が検出信号に基づいて検出できる車速には、下限（例えば０．１６ｍ／ｓ）があり、車両の実際の速度（以下、実車速という）がこの下限を下回ると、検出車速はゼロになる。以下、車輪速センサ７の検出信号に基づいて検出できる車速の下限を、検出限界最小車速Ｖｃという。

ユーザインターフェース８は、ユーザが車両の自動走行の要求を出す自動走行指示スイッチ、ユーザがエンジン１に対するトルクの増大要求を指示するアクセル操作部材、ユーザが各ホイールシリンダ６による制動力を指示するブレーキ操作部材等を備えて構成されている。

加速度センサ９は、自機に加わる力（車両の加速に伴う慣性力）に基づき加速度を感知するセンサである。ただし、この加速度センサ９はその性質上、自機にかかる重力も感知する。加速度センサ９としては、例えば振り子式や歪ゲージ式のものなどがある。

制御部１０は、車両を制御対象として、その走行状態（制動および駆動）を制御する。詳しくは、制御部１０では、上記エンジン１の運転状態や自動変速装置２の操作状態を検出する各種センサの検出信号を受け、また、ユーザインターフェース８の出力信号、各車輪速センサ７、加速度センサ９の検出信号を取り込み、これに応じて車両の制駆動制御を行う。また制御部１０は、上記ユーザインターフェース８を介してユーザから自動走行の要求が入力されると、車両が目標加速度で走行するよう制御する。

図２に、制御部１０の構成を示す。制御部１０は、車載ＬＡＮ１１（ＣＡＮ、ＬＩＮ等）、および、車載ＬＡＮ１１を介して互いに通信可能なパワートレインＥＣＵ１２、ブレーキＥＣＵ１３、運転支援ＥＣＵ１４等を有している。

パワートレインＥＣＵ１２は、車載ＬＡＮ１１を介して運転支援ＥＣＵ１４等と通信するための周知の送信バッファ１２１、受信バッファ１２２、通信制御部１２３を備え、また、パワトレ車軸トルク実現部１２４を有している。

パワトレ車軸トルク実現部１２４は、周知のマイクロコントローラによって実現可能であり、車載ＬＡＮ１１を介して運転支援ＥＣＵ１４からパワトレ要求車軸トルク（パワートレインに要求する車軸トルク）を受信し、受信したパワトレ要求車軸トルクに応じて、エンジン１に対するトルクの要求値（要求エンジントルクＴｅ）と、自動変速装置２に対するギア比の要求値（要求ギア比Ｇｒ）とを出力する。エンジン１のエンジントルクおよび自動変速装置２のギア比は、この要求エンジントルクＴｅと要求ギア比Ｇｒに従って決まるようになっている。このようにすることで、パワトレ車軸トルク実現部１２４は、車両のパワートレイン（エンジン１、自動変速装置２を含む動力伝達駆動系）が上記パワトレ要求車軸トルクと同じ車軸トルクを発生させるよう制御する。

ブレーキＥＣＵ１３は、車載ＬＡＮ１１を介して運転支援ＥＣＵ１４等と通信するための周知の送信バッファ１３１、受信バッファ１３２、通信制御部１３３を備え、また、ブレーキ車軸トルク実現部１３４を有している。

ブレーキ車軸トルク実現部１３４は、周知のマイクロコントローラによって実現可能であり、車載ＬＡＮ１１を介して運転支援ＥＣＵ１４からブレーキ要求車軸トルク（ブレーキに要求する車軸トルク）を受信し、受信したブレーキ要求車軸トルクに基づいて、ホイールシリンダ圧（ブレーキ圧）の要求値（要求ブレーキ圧Ｐｍｃ）をブレーキアクチュエータ３に出力する。ブレーキアクチュエータ３は、各ホイールシリンダ６のホイールシリンダ圧がブレーキ車軸トルク実現部１３４から受けた要求ブレーキ圧Ｐｍｃとなるよう作動する。このようにすることで、ブレーキ車軸トルク実現部１３４は、車両の制動装置（ブレーキアクチュエータ３、ホイールシリンダ６）が上記ブレーキ要求車軸トルクに応じたブレーキ圧を発生させるよう制御する。具体的には、ブレーキ要求車軸トルクが負の値で０より小さくなるほど（負の値でその絶対値が大きくなるほど）高いブレーキ圧を発生させる。

運転支援ＥＣＵ１４（制動制御装置の一例に相当する）は、車載ＬＡＮ１１を介してパワトレＥＣＵ１２およびブレーキＥＣＵ１３等と通信するための周知の送信バッファ１４１、受信バッファ１４２、通信制御部１４３を備え、また、目標加速度設定部１４４および制駆動協調制御部１４５を有している。

目標加速度設定部１４４および制駆動協調制御部１４５は、それぞれが１つのマイクロコンピュータとして実現されていてもよいし、まとめて１つのマイクロコンピュータとして実現されていてもよい。

目標加速度設定部１４４は、所定の制御周期毎に車両が達成すべき加速度（すなわち、目標加速度）を決定し、決定した目標加速度を制駆動協調制御部１４５に出力する。目標加速度の決定方法としては、例えば以下のような方法を採用する。

上述のユーザインターフェース８の自動走行指示スイッチに対してユーザが車両の自動走行の要求を出している場合は、自動走行のための各種アプリケーションを実行することで、目標加速度を決定する。

自動走行のための各種アプリケーションとしては、例えば、クルーズ制御、車間制御、およびプリクラッシュ制御がある。クルーズ制御は、車両の走行速度を一定値に制御する制御である。車間制御は、前方の車両との車間距離を所定に保つ制御である。プリクラッシュ制御は、前方の車両との衝突の衝撃を緩和するために車両を減速させる制御である。

自動走行のためにこれら複数のアプリケーションを実行した場合は、さらに調停制御を行う。調停制御では、これらクルーズ制御、車間制御、およびプリクラッシュ制御が個々に決定した目標加速度に基づいて、１つの目標加速度を決定し、それを制駆動協調制御部１４５に出力する。

制駆動協調制御部１４５は、所定の制御周期毎に、目標加速度設定部１４４から受けた目標加速度に応じて、フィードフォワード制御とフィードバック制御の２自由度制御によって、上述のパワトレ要求車軸トルクおよびブレーキ要求車軸トルクを算出し、算出したパワトレ要求車軸トルクを車載ＬＡＮ１１を介してパワートレインＥＣＵ１２に送信し、算出したブレーキ要求車軸トルクを車載ＬＡＮ１１を介してブレーキＥＣＵ１３に送信する。

図３に、この制駆動協調制御部１４５の機能構成を示す。制駆動協調制御部１４５の機能は、目標車軸トルクＦＦ演算部４１、目標車軸トルクＦＢ演算部４２、およびトルク分配部４３に分かれている。これら目標車軸トルクＦＦ演算部４１、目標車軸トルクＦＢ演算部４２、およびトルク分配部４３は、互いに同時並列的に実行される３つのプログラムによって個々に実現されてもよいし、制駆動協調制御部１４５内の３つのＩＣによってそれぞれ実現されてもよい。

目標車軸トルクＦＦ演算部４１および目標車軸トルクＦＢ演算部４２は、それぞれ、目標加速度が実現するようにフィードフォワード演算およびフィードバック演算を行う部分であり、目標車軸トルクＦＦ演算部４１が目標車軸トルクのＦＦ（フィードフォワード）演算分を算出し、目標車軸トルクＦＢ演算部４２が目標車軸トルクのＦＢ（フィードバック）演算分を算出する。トルク分配部４３は、これら目標車軸トルクのＦＦ演算分とＦＢ演算分の和を目標車軸トルクとし、この目標車軸トルクをパワトレ要求車軸トルクおよびブレーキ要求車軸トルクに分配する。

まず目標車軸トルクＦＦ演算部４１について詳細に説明する。目標車軸トルクＦＦ演算部４１は、車両の走行抵抗を算出する走行抵抗演算部４１ａを含み、算出された走行抵抗に規範力（目標加速度にあらかじめ設定された車両の重量Ｍを乗算した値）を加えた力Ｆｆｆを算出し、算出した力Ｆｆｆに駆動輪４の半径ｒ（あらかじめ設定されている）を乗算した結果を、目標車軸トルクのＦＦ演算分とする。つまり、目標車軸トルクのＦＦ演算分は、走行抵抗に抗して車両が目標加速度を実現するために必用な車軸トルクに相当する。

走行抵抗演算部４１ａによって算出される走行抵抗は、例えば、空気抵抗、ころがり抵抗、重力による抵抗の３つに起因する車両後方への力である。空気抵抗は、車両が走行する際に空気によって走行方向と逆方向に加えられる力である。この空気抵抗は、例えば検出車速Ｖの２乗に空気密度ρ、係数Ｃｄ、車両の前面投影面積Ｓに基づいて算出する。また転がり抵抗は、路面と駆動輪４および従動輪５との間の摩擦によって生じる抵抗力である。この転がり抵抗は、転がり摩擦係数μ、車両重量Ｍ、重力加速度ｇ、および路面勾配θに基づいて算出する。また、重力による抵抗は、路面が傾いている場合に車両の走行方向後ろ向きに加わる重力を示す。これは、路面勾配θを用いてＭ・ｇ・ｓｉｎθと表現することのできる量である。なお、路面勾配θは、車輪速センサ７の検出信号から得られる検出車速Ｖと、加速度センサ９の検出信号とから算出される角度であり、路面が走行方向に平坦ならθ＝０となり、路面が走行方向に上り坂ならθ＞０となり、路面が走行方向に下り坂ならθ＜０となる。

なお、検出車速Ｖが検出限界最小車速Ｖｃを下回る時には、検出限界最小車速Ｖｃ以上で最後に算出されたθを、検出車速Ｖが検出限界最小車速Ｖｃを再び上回るか、車両が完全に停止したと判断されるまで保持するようにしてもよい。なお、車両が完全に停止したことは、加速度センサの検出値の変化や、検出限界最小車速Ｖｃを下回ってからの経過時間から判断することができる。

次に、目標車軸トルクＦＢ演算部４２について詳細に説明する。目標車軸トルクＦＢ演算部４２は、規範加速度演算部４２ａを有している。この規範加速度演算部４２ａは、目標加速度を周知の規範モデルにて変換することで、規範加速度を算出する。

目標車軸トルクＦＢ演算部４２は、この規範加速度演算部４２ａによって算出された規範加速度および車両の検出加速度に基づいたフィードバック演算で、目標車軸トルクのＦＢ演算分を算出する。

具体的には、まず各車輪速センサ７の検出信号に基づいて検出車速Ｖの時間微分（すなわち検出加速度）を算出し、さらにこの検出加速度に対してローパスフィルタ処理を施すことで、検出加速度のうち高周波成分（ノイズ成分）を除去する。このノイズが取り除かれた検出加速度を第１の入力とする。

また一方で、規範加速度演算部４２ａの算出した規範加速度にも上記と同じローパスフィルタ処理を施し、その結果を第２の入力とする。

さらに目標車軸トルクＦＢ演算部４２は、この第１の入力に対する第２の入力の差（偏差ｅｒｒ）を算出する。この差は、検出加速度に対する規範加速度の差についてのローパスフィルタ処理による遅延量だけ過去の値となっている。

さらに目標車軸トルクＦＢ演算部４２は、第１の入力を第２の入力にフィードバック制御する。具体的には、本実施形態では、周知のＰＩ制御を行う。具体的には、偏差ｅｒｒに基づき、積分値Ｉｅｒｒを算出する。すなわち、今回の偏差ｅｒｒに制駆動協調制御部１４５の制御周期ｔｄを乗算した値を前回の積分値Ｉｅｒｒ０に加算することで今回の積分値Ｉｅｒｒを算出する。続いて、目標車軸トルクのＦＢ演算分を算出する。すなわち、偏差ｅｒｒに比例ゲインＫｐを乗算した値と、積分値Ｉｅｒｒに積分ゲインＫｉを乗算した値との和として、目標車軸トルクのＦＢ演算分を算出する。すなわち、目標車軸トルクのＦＢ演算分は、検出加速度を規範加速度に一致させるために要求されるトルクとなっている。なお、目標車軸トルクのＦＢ演算分を算出した後は、偏差ｅｒｒを前回の偏差ｅｒｒ０として記憶するとともに、積分値Ｉｅｒｒを前回の積分値Ｉｅｒｒ０として記憶する。

次に、トルク分配部４３について詳細に説明する。トルク分配部４３は、目標車軸トルクＦＦ演算部４１によって算出された目標車軸トルクのＦＦ演算分と、目標車軸トルクＦＢ演算部４２によって算出された目標車軸トルクのＦＢ演算分との和を目標車軸トルクとする。

そして、この目標車軸トルクを、パワトレ要求車軸トルクおよびブレーキ要求車軸トルクに分割（分配）する。具体的には、まず目標車軸トルクが実現可能最小パワトレトルクＴｐｔｍｉｎ以上であるか否かを判断する。この処理は、目標車軸トルクをパワートレインのみによって生成可能か否かを判断するものである。ここで、実現可能最小パワトレトルクＴｐｔｍｉｎは、エンジン１および自動変速装置２によって実現可能な最小のトルクとなっている。

そして、目標車軸トルクが実現可能最小パワトレトルクＴｐｔｍｉｎ以上である場合には、目標車軸トルクをパワートレインのみによって実現できると判断し、パワトレ要求車軸トルクに目標車軸トルクを代入すると共に、ブレーキ要求車軸トルクをゼロとする。

これに対し、目標車軸トルクが実現可能最小パワトレトルクＴｐｔｍｉｎ以下である場合には、目標車軸トルクをパワートレインのみによって生成することができないと判断し、パワトレ要求車軸トルクに実現可能最小パワトレトルクＴｐｔｍｉｎを代入すると共に、ブレーキ要求車軸トルクを、目標車軸トルクから実現可能最小パワトレトルクＴｐｔｍｉｎを減算した値とする。

そして、このように算出したパワトレ要求車軸トルクおよびブレーキ要求車軸トルクを、通信制御部１４３を用いて、それぞれ、パワートレインＥＣＵ１２およびブレーキＥＣＵ１３に送信する。

以上のような制御部１０の作動に加え、本実施形態の運転支援ＥＣＵ１４は、以下のような作動も行う。

まず、目標加速度設定部１４４は、車両が停止する際のノーズダイブおよび揺り戻しショックを低減するために、ソフト停止制御を行う。ソフト停止制御では、ソフト加速度を算出し、必用に応じて、算出したソフト加速度を目標加速度として制駆動協調制御部１４５に出力する。

より詳しくは、目標加速度設定部１４４は、検出車速が車速境界値ＶＬ（正値）以下である場合に、ソフト加速度を算出し、算出したソフト加速度を目標加速度とする。ここで、車速境界値ＶＬは、検出された減速度が小さくなる（負の加速度で、その絶対値が小さくなる）ほど小さくなる値とする。これは、車両の停止までの時間を長時間化させることなく停止間際における減速度を確実に低減するための設定である。すなわち、減速度が小さい（負の加速度で、その絶対値が小さい）場合には車速がゼロとなるまでに要する時間も長くなる。このため、減速度が小さい場合にソフト加速度による制御に早期に切り替えたのでは、車両が実際に停止するまでに要する時間が長時間化するおそれがある。また、減速度が大きい場合には車速がゼロとなるまでに要する時間も短くなる。このため、減速度が大きい場合にソフト加速度による制御への切り替えが遅れると、大きい減速度のまま車両が停止して車両に生じるショックが大きくなるおそれがある。これに対し、検出減速度が小さい（負の加速度で、その絶対値が小さい）ほど小さい車速でソフト加速度の制御に移行するようにすることで、車速がゼロとなる近傍における減速度を確実に低減することができ、ひいては車両にショックが生じることを好適に抑制することができる。

ソフト加速度の算出は、目標加速度設定部１４４が有するソフト加速度設定部１４４ａ（図２参照）によって実行される。このソフト加速度設定部１４４ａは、現在の検出車速に対応するマップに基づいてソフト加速度を算出する。図５に、このマップの一例を示す。このマップでは、ソフト加速度は負の値（すなわち、減速を示す値）となっており、検出車速が小さいほどソフト加速度の絶対値（減速度）が小さくなるように設定されている。このマップにおいて、検出車速がゼロでもソフト加速度がゼロより小さくなっているのは、検出速度がゼロでも車両が完全に停止していない可能性があり、車両を確実に停止させるための対策である。検出速度がゼロの場合におけるソフト加速度の大きさは、車輪速センサの分解能によって変更する。

また、制駆動協調制御部１４５のトルク分配部４３は、車両が上り坂を走行しているときには、上述のソフト停止制御のために車両が坂をずり下がってしまう可能性を低減するため、上述のように算出したブレーキ要求車軸トルクを必用に応じて補正する。以下、この補正について詳しく説明する。

トルク分配部４３は、制御周期毎に図６の処理を１回実行し、まずステップ１１０で、上述の通りにパワトレ要求車軸トルクを算出し、続いてステップ１２０で上述の通りにブレーキ要求車軸トルクを算出し、続いてステップ１３０で、車両が上り勾配道路にいるか否かを、走行抵抗演算部４１ａで求めた路面勾配θに基づいて判定することができる。

そして、上り勾配道路にいないと判定した場合は、そのまま図６の処理を終了することで、ブレーキ要求車軸トルクの補正は行わない。しかし、上り勾配道路にいると判定した場合は、続いてステップ１４０で、実車速が車輪速センサの分解能の限界を下回っているか否か、すなわち、検出車速がゼロであるか否かを判定する。そして、下回っていれば続いてステップ１５０で、ブレーキ要求車軸トルクを補正し、下回っていなければ、補正せずに、図６の処理を終了する。

ここで、ソフト加速度設定部１４４ａにおけるソフト停止制御とトルク分配部４３における補正が実行される一事例における各種量のタイミングチャートを、図７に示す。この事例では、車両は上り坂で減速して停止するようになっている。

以下、この事例に沿って、制御部１０の制御および車両用制駆動協調システムの作動について説明する。まず、時刻ｔ０から時刻ｔ２まで、減速および停止のために目標加速度が負となっている等の理由で、目標車軸トルク６２が負の一定値を維持し、その結果、検出車速６１が減少している。この段階では、検出車速６１がまだ車速境界値ＶＬよりも大きく、したがって当然ゼロでもないので、ソフト加速度設定部１４４ａのソフト停止制御も実行されず、また、トルク分配部４３の図６の処理においても、ステップ１３０で肯定判定となるものの、続くステップ１４０で否定判定となるので、補正は実行されない。

また、時刻ｔ０から時刻ｔ２までの間にある時刻ｔ１の前後において、実現可能最小パワトレトルク６３が負から正に変化する。これは、時刻ｔ１の前後においてエンジン１および自動変速装置２が、エンジンブレーキとして機能している状態から、クリープ力を発生する状態に切り替わるからである。

また、図７の事例の場合、時刻ｔ０から時刻ｔ２までの間、実現可能最小パワトレトルク６３のみでは、目標車軸トルク６２を実現できない。したがって、トルク分配部４３は、パワトレ要求車軸トルク６４を実現可能最小パワトレトルク６３と同じ値に設定し、さらに、目標車軸トルク６２からパワトレ要求車軸トルク６４を減算した値を、ブレーキ要求車軸トルク６５に設定する。したがって、時刻ｔ１で実現可能最小パワトレトルク６３が増大すると、それを相殺するように、ブレーキ要求車軸トルク６５が減少する。

続いて時刻ｔ２において、検出車速６１が車速境界値ＶＬとなる。すると目標加速度設定部１４４のソフト加速度設定部１４４ａがソフト停止制御を開始する。これによって、目標加速度は、検出車速６１に基づいて図５のマップ中のソフト加速度となる。

ソフト加速度は負の値なので、時刻ｔ２以降も検出車速６１は減少し続け、それに伴い、目標加速度（＝ソフト加速度）はゼロに近づくよう増大し、その結果、トルク分配部４３が算出する目標車軸トルク６２およびブレーキ要求車軸トルク６５もそれに伴いゼロに近づくよう増大し、各ホイールシリンダ６に発生するホイールシリンダ圧が低下する。なお、時刻ｔ３になるまでは、検出車速６１が出限界車速Ｖｃより大きいので、トルク分配部４３の図６の処理においても、ステップ１３０で肯定判定となるものの、続くステップ１４０で否定判定となるので、補正は実行されない。

時刻ｔ３になると、検出車速６１が検出限界最小車速Ｖｃまで低下し、その直後の時点で実車速６６が検出限界最小車速Ｖｃを下回ると共に検出車速６１がゼロになる。この時点以降、検出車速６１はゼロの状態が続くので、ソフト加速度は一定に保たれる。それに応じて、時刻ｔ３において、ブレーキ要求車軸トルク６５の上昇（すなわち、ホイールシリンダ圧の抜け）が止まる。

この時刻ｔ３（開始タイミングの一例に相当する）以降、トルク分配部４３は、ステップ１４０で車輪速センサの分解能限界を下回っていると判定し、ステップ１５０でブレーキ要求車軸トルク６５の補正処理を実行する。図８に、ブレーキ要求車軸トルク６５の補正処理の詳細を示す。

トルク分配部４３はこの補正処理において、まずステップ１５２で、検出車速６１がゼロになってから最初の制御周期であるか否かを判定し、最初であれば続いてステップ１５５で、ブレーキ要求車軸トルク６５の初期値Ｂ０と最終値Ｂ１、および、補正期間ｔｄを決定する。初期値Ｂ０、最終値Ｂ１は、共に負であり、最終値Ｂ１が初期値Ｂ０よりも小さい。

ブレーキ要求車軸トルク６５の初期値Ｂ０は、前回の制御周期におけるステップ１２０で算出したブレーキ要求車軸トルク６５に近い値であればよいが、例えば、今回のステップ１２０で算出したブレーキ要求車軸トルク６５とする。最終値Ｂ１の絶対値は、一定の値Ｃ（マージンに相当する）に坂道補正項Ｓを加算した値とする。坂道補正項は、上り勾配道路において車両の後方にかかる重力に対抗する力を発生するトルクである。

また、補正期間ｔｄについては、検出限界最小車速Ｖｃと、検出車速が最後にＶｃ以上だった限界時刻ｔ３における検出加速度ａに基づいて、車両の実車速がゼロになる停止時刻を推定し、限界時刻ｔ３から当該停止時刻ｔ４までの期間を補正期間ｔｄとする。補正期間ｔｄは、例えば、ｔｄ＝｜Ｖｃ／ａ｜という式で簡易に算出してもよいし、時刻ｔ３からｔ４までのブレーキ要求車軸トルク６５の変化を加味してより正確に推定してもよい。ここで用いる検出加速度ａは、減速中であるので負の値であり、また、路面勾配θが大きいほど小さくなる（絶対値が大きくなる）傾向にある。つまり、補正期間ｔｄは、一般的に路面勾配θが大きいほど小さくなる。これは、上り坂が急なほど車両が速く止まる傾向にあるので、早くブレーキ圧を上昇させたいからである。

ステップ１５２で最初でないと判定した場合、および、ステップ１５５の後は、ステップ１５８で、今回の（補正後の）ブレーキ要求車軸トルク６５を算出する。具体的には、制御周期をＴｃとし、検出車速がゼロになってからステップ１５８を実行した回数をＮとすると、（Ｂ１−Ｂ０）・Ｎ・Ｔｃ／ｔｄという式で得られる値を、今回のブレーキ要求車軸トルク６５とする。つまり、時刻ｔ３でブレーキ要求車軸トルク６５が初期値Ｂ０となり、時刻ｔ４でブレーキ要求車軸トルク６５が最終値Ｂ１となるという条件で、線形補間によって今回のブレーキ要求車軸トルク６５を決定する。

このような処理により、時刻ｔ３からｔ４までの間、一点鎖線で表す車両の実車速６６はゼロまで低下し、その間、ブレーキ要求車軸トルク６５の絶対値が増大するので、車両停止時に十分なブレーキ圧を得ることができ、その結果、ずり下がりが発生する可能性が低減される。

なお、トルク分配部４３での補正と、フィードバック演算とが相殺しないように、フィードバック制御を停止するなどの切り替え処理を実施している。

以上説明した通り、運転支援ＥＣＵ１４は、車両が上り勾配道路において減速した場合に、ブレーキ要求車軸トルクとして、車両の減速に伴いゼロに近づく負のブレーキ要求車軸トルクを算出することで、ノーズダイブおよび揺り戻しが発生する可能性を低減する。そしてその後の開始タイミングにおいて、ブレーキ要求車軸トルクの負の初期値Ｂ０、ブレーキ要求車軸トルクの負の最終値Ｂ１、および補正期間ｔｄを決定し、当該開始タイミングｔ３から補正期間ｔｄの間、ブレーキ要求車軸トルクを初期値Ｂ０から最終値Ｂ１まで低下させる。

その際最終値Ｂ１は、負のマージンに坂道補正項を減算した値であり、坂道補正項は、当該上り勾配道路において車両の後方にかかる重力に対抗する力を発生する負のトルクである。したがって、最終的には上り勾配道路において車両を停止させるのに十分なブレーキ圧を得ることができる。

また、補正期間ｔｄについては、車輪速センサ７の検出信号に基づいて検出した車両の検出車速が最後に検出限界最小車速Ｖｃ以上だった限界時刻ｔ３以前における検出車速の変化に基づいて、車両の実車速がゼロになる停止時刻ｔ４を推定し、上記開始タイミングｔ３から当該停止時刻ｔ４までの期間を補正期間ｔｄとする。検出車速は、車両の挙動を直接的に表す指標であると共に、道路の勾配の影響を受けた量であるので、この量を用いて停止時刻ｔ４を推定することで、上り勾配が急な場合は補正期間ｔｄを短くしてブレーキ要求車軸トルクを早く変化させる、上り勾配が緩い場合は補正期間ｔｄを長くしてブレーキ要求車軸トルクをゆっくり変化させるといった様に、上り勾配の緩急に応じたブレーキ要求車軸トルクの変化制御を行うことができる。したがって、上り坂で車両がずり下がってしまう可能性を低減することができる。

また、補正期間ｔｄの算出において、停止時刻ｔ４を推定するために、車輪速センサ７の検出信号の代わりに加速度センサ９の検出信号を使うことも考えられるが、停止時刻ｔ４を推定するタイミングは、車両が停止する間際のタイミングなので、ノーズダイブが発生している可能性もあり、その場合、加速度センサ９の検出信号は車輪速センサ７と違ってノーズダイブの影響を大きく受けるので、推定の誤差が非常に大きくなってしまう。したがって、車輪速センサ７を用いるのが望ましい。

また、ステップ１５０のブレーキ要求車軸トルクの補正開始タイミングｔ３は、車両が上り勾配道路において車速が車輪速センサ７の検出限界最小車速Ｖｃを下回ったタイミングである。車速が車輪速センサ７の検出限界最小車速Ｖｃを下回ったタイミングは、車両の減速に伴いゼロに近づくブレーキ要求車軸トルクが最もゼロに近づくタイミングである。換言すれば、ノーズダイブおよび揺り戻し低減のためのブレーキ要求車軸トルクの増加制御が終了するタイミングである。このタイミングを開始タイミングとすることで、ノーズダイブおよび揺り戻し防止効果を最大に発揮することができると共に、ずり下がり防止のための制御を行う時間を十分取ることができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の範囲は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の各発明特定事項の機能を実現し得る以下のような種々の形態を包含する。

・上記実施形態では、車両は内燃機関としてのエンジン１のみを走行の駆動源とするオートマチックトランスミッション車両であったが、本発明は、エンジンおよび電気モータを走行の駆動源とするハイブリッド車両にも、電気モータのみを走行の駆動源とする電気自動車にも、適用することができる。

その場合、制御部１０の制御内容は、上記実施形態と比べて、以下の部分が異なる。ハイブリッド車や電気自動車の場合、クリープ力をゼロにすることができるので、車両の停止間際（低速走行時）にパワートレインが出力するトルクを０Ｎｍとすることができる。その場合、図９に示すように、停止間際の実現可能最小パワトレトルク７３およびパワトレ要求車軸トルク７４が０Ｎｍとなっていることがわかる。このように、クリープ力がゼロとなって正方向のトルクが失われている場合でも、時刻ｔ３〜ｔ４におけるブレーキ要求車軸トルクの変化は上記実施形態と同じである。したがって、ハイブリッド車や電気自動車に本発明を適用しても、ずり下がりの防止効果を得ることができる。

・また、上記実施形態では、制駆動協調制御部１４５は目標車軸トルクＦＦ演算部４１と目標車軸トルクＦＢ演算部４２とを有していたが、必ずしも目標車軸トルクＦＢ演算部４２を備えていなくともよい。

・また、目標加速度設定部１４４、制駆動協調制御部１４５は、パワートレインＥＣＵ１２内に設けられていてもよいし、ブレーキＥＣＵ１３内に設けられていてもよい。あるいは、パワトレ車軸トルク実現部１２４、ブレーキ車軸トルク実現部１３４、目標加速度設定部１４４、制駆動協調制御部１４５は、同じ１つのＥＣＵ内に設けられていてもよい。その場合、制駆動協調制御部１４５から、パワトレ車軸トルク実現部１２４、ブレーキ車軸トルク実現部１３４へのデータ（パワトレ要求車軸トルクおよびブレーキ要求車軸トルク）の受け渡しは、渡し側と受け側が同じＥＣＵ内に設けられている場合は、車載ＬＡＮ１１を介さず、メモリ（ＲＡＭ等）を用いたソフトウェア間のデータの受け渡しによって実現すればよい。

また、上記実施形態では、制動制御装置の一例として、目標加速度に基づいてブレーキ要求車軸トルクとパワトレ要求車軸トルクの両方を算出する運転支援ＥＣＵ１４を示した。しかし、本発明の制動制御装置は、ブレーキ要求車軸トルクとパワトレ要求車軸トルクのうちブレーキ要求車軸トルクのみを算出するような装置、すなわち、車両のブレーキ制御に特化した装置であってもよい。

・また、上記実施形態では、図６のステップ１５０におけるブレーキ要求車軸トルクの補正処理の開始タイミングは、検出車速がゼロとなったタイミング、すなわち、検出車速が検出限界最小車速Ｖｃを下回った時刻ｔ３となっている。しかし、ブレーキ要求車軸トルクの補正処理の開始タイミングは、この時刻ｔ３からずれていてもよい。

例えば、ブレーキ要求車軸トルクの補正処理の開始タイミングが時刻ｔ３の前にずれている場合、そうでない場合に比べて早めにブレーキ要求車軸トルクが低下し始めるので、ノーズダイブおよび揺り戻しが発生する可能性が少し高くなるが、車両のずり下がりが発生する可能性は少し低減される。なおこの場合、補正期間ｔｄについては、時刻ｔ３の前にずれた補正処理開始タイミングの時点における検出車速Ｖｓおよび検出加速度ａｓに基づいて、車両の実車速がゼロになる停止時刻を推定し、補正処理開始タイミングから当該停止時刻ｔ４までの期間を補正期間ｔｄとする。この補正期間ｔｄは、例えば、ｔｄ＝｜Ｖｓ／ａｓ｜という式で簡易に算出してもよいし、補正処理開始タイミングからｔ４までのブレーキ要求車軸トルク６５の変化を加味してより正確に推定してもよい。

つまり、補正期間ｔｄが限界時刻ｔ３以前における検出速度Ｖｃおよび検出加速度ａに基づいた推定停止時刻ｔ４までの期間となっていれば、従来に比べて、道路勾配が大きくなるほどずり下がりが発生しやすくなるという傾向は緩和されるか解消される。その意味では、ブレーキ要求車軸トルクの補正処理の開始タイミングは、ソフト停止制御の開始よりも遅れており、かつ、車両が完全に停止する（つまり実車速がゼロになる）前であれば、多少なりともノーズダイブおよび揺り戻しを抑える効果があり、かつ、道路勾配が大きくなるほどずり下がりが発生しやすくなるという傾向は緩和されるか解消される。
・また、上記実施形態では、最終値Ｂ１の絶対値は、所定のマージンに坂道補正項を加算した値であり、坂道補正項は、上り勾配道路において自車両の後方にかかる重力に対抗する力を発生するトルクとなっていた。しかし、必ずしもこのようになっておらずともよく、最終値Ｂ１は、上り勾配道路において自車両が停止可能なトルクであれば、どのようなものであってもよい。

１ エンジン
２ 自動変速装置
３ ブレーキアクチュエータ
６ ホイールシリンダ
７ 車輪速センサ
９ 加速度センサ
１０ 制御部
１２ パワートレインＥＣＵ
１３ ブレーキＥＣＵ
１４ 運転支援ＥＣＵ
４１ 目標車軸トルクＦＦ演算部
４１ａ 走行抵抗演算部
４２ 目標車軸トルクＦＢ演算部
４２ａ 規範加速度演算部
４３ トルク分配部
１４４ 目標加速度設定部
１４４ａ ソフト加速度設定部
１４５ 制駆動協調制御部

Claims (3)

1. 車輪速センサ（７）が備えられた車両に搭載され、前記車両のブレーキに要求する車軸トルクであるブレーキ要求車軸トルクを算出し、算出した前記ブレーキ要求車軸トルクに応じたブレーキ圧を前記車両の制動装置（３、６）に発生させるための制御を行う制動制御装置であって、
   前記車両が上り勾配道路において減速した場合に、前記ブレーキ要求車軸トルクとして、前記車両の減速に伴いゼロに近づくブレーキ要求車軸トルクを算出し、
   その後のタイミングである開始タイミングにおいて、前記ブレーキ要求車軸トルクの初期値Ｂ０、前記初期値よりもゼロから離れた最終値Ｂ１、および補正期間ｔｄを決定し、当該開始タイミングから前記補正期間ｔｄの間、前記ブレーキ要求車軸トルクを前記初期値Ｂ０から前記最終値Ｂ１まで変化させ、
   前記最終値Ｂ１は、前記上り勾配道路において前記車両が停止可能なトルクであり、
   前記補正期間ｔｄについては、前記車輪速センサ（７）の検出信号に基づいて検出した前記車両の検出車速が最後に検出限界最小車速Ｖｃ以上だった限界時刻（ｔ３）以前における検出車速の変化に基づいて、前記車両の実車速がゼロになる停止時刻（ｔ４）を推定し、前記開始タイミングから前記停止時刻（ｔ４）までの期間を前記補正期間ｔｄとすることを特徴とする制動制御装置。
2. 前記開始タイミングは、上り勾配道路において前記車両の車速が前記車輪速センサ（７）の検出限界最小車速Ｖｃを下回ったタイミングであることを特徴とする請求項１に記載の制動制御装置。
3. 車両に搭載される制動制御装置であって、
   前記車両が達成すべき目標加速度を決定する目標加速度設定部（１４４）と、
   前記目標加速度設定部（１４４）が決定した目標加速度に応じて、前記車両のパワートレインに要求する車軸トルクであるパワトレ要求車軸トルクおよび前記車両のブレーキに要求する車軸トルクであるブレーキ要求車軸トルクを算出し、算出した前記パワトレ要求車軸トルクを、前記車両のパワートレインが前記パワトレ要求車軸トルクを発生させるよう制御するパワトレ車軸トルク実現部（１２４）に渡すと共に、算出した前記ブレーキ要求車軸トルクを、前記車両の制動装置（３、６）が前記ブレーキ要求車軸トルクに応じたブレーキ圧を発生させるよう制御するブレーキ車軸トルク実現部（１３４）に渡す制駆動協調制御部（１４５）と、を備え、
   前記目標加速度設定部（１４４）は、前記車両が上り勾配道路において車速境界値ＶＬ以下の車速に低下した場合に、前記車両の減速に伴いゼロに近づく負のソフト加速度を算出し、算出した前記ソフト加速度を前記目標加速度とすると共に、車速が車輪速センサ（７）の検出限界最小車速Ｖｃを下回って以降は、前記ソフト加速度を一定に保ち、
   前記制駆動協調制御部（１４５）は、前記車両が上り勾配道路において車速が車輪速センサ（７）の検出限界最小車速Ｖｃを下回ったタイミング（ｔ３）で、前記ブレーキ要求車軸トルクの負の初期値Ｂ０、負の最終値Ｂ１、補正期間ｔｄを決定し、前記タイミング（ｔ３）から前記補正期間ｔｄの間、前記ブレーキ要求車軸トルクを前記初期値Ｂ０から前記最終値Ｂ１まで低下させ、
   前記初期値Ｂ０は、前記目標加速度に応じて決まるブレーキ要求車軸トルクであり、
   前記最終値Ｂ１は、負のマージンに坂道補正項を減算した値であり、前記坂道補正項は、前記上り勾配道路において前記車両の後方にかかる重力に対抗する力を発生する負のトルクであり、
   前記制駆動協調制御部（１４５）は、前記車輪速センサ（７）の検出信号に基づいて検出した前記車両の検出車速が最後に検出限界最小車速Ｖｃ以上だった限界時刻（ｔ３）における当該検出車速と、当該検出車速に基づいて算出される前記車両の検出加速度ａと、に基づいて、前記車両の実車速がゼロになる停止時刻（ｔ４）を推定し、前記限界時刻（ｔ３）から前記停止時刻（ｔ４）までの期間を前記補正期間ｔｄとすることを特徴とする制動制御装置。

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