JP3607981B2

JP3607981B2 - 車両用減速度制御装置

Info

Publication number: JP3607981B2
Application number: JP2000118292A
Authority: JP
Inventors: 国仁佐藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2000-04-19
Filing date: 2000-04-19
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2020-04-19
Also published as: JP2001301589A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に減速度を付加する車両用減速度制御装置に関し、特に、アクセル操作状態を検出してその操作状態に応じて車両に減速度を付加する車両用減速度制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から運転者がアクセルペダルの踏み込みを解除した際に制動力を作動させて車両に減速度を付加する減速度制御装置が提案されている。特開平９−９５２２２号公報で開示されている技術はそのうちの一つであり、アクセルペダルが減速域にある場合には、減速度制御装置を介して主ブレーキ系に制動力を付加するものである。
【０００３】
このような減速度制御装置を付加することにより、車両を緩やかに加減速する際に、ブレーキペダルを頻繁に操作する必要がなく、減速応答性を高め、イージードライブを実現できると記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
同公報には、路面勾配に応じて目標減速度を補正する技術が開示されている。しかしながら、勾配に応じてどのような補正を行うかについては開示がない。
【０００５】
そこで本発明は、路面勾配に応じて適切な減速度補正を行うことが可能な車両用減速度制御装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【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減速度制御装置は、(1)運転者のアクセル操作状態を検出するアクセル操作状態検出手段と、(2)車両に減速度を付加する減速度付加手段と、(3)アクセル操作状態検出手段の検出結果に応じて前記減速度付加手段を制御して付加する減速度を調整する制御部とを備える車両用減速度制御装置において、(4)路面勾配を検出する勾配検出手段と、(5)検出された路面勾配に応じて制御部が減速度付加手段を制御して付加すべき減速度の平坦路に対する補正量を設定する補正手段とをさらに備えており、この補正量は路面勾配が緩やかな所定の領域では平坦路と略同一に設定されており、路面勾配の変化量に対する補正量の変化量は、路面勾配が緩やかなこの所定の領域より路面勾配の絶対値が大きい領域では、路面勾配の絶対値が大きくなるほど大きくなるよう設定されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、路面勾配が０近傍の領域においては、路面勾配に応じた減速度補正の補正量が略同一となるので、減速度補正を行わないか軽度の補正を行うことになる。つまり、平坦路に近い緩い勾配においては略同一の減速度を発生させることで、運転者にとって自然な運転感覚が得られ、実際に発生した減速度（付加した減速度と重力による減速度との和）の差から微妙な勾配の差を認識することも可能となる。
【０００８】
路面勾配が大きくなるほど路面勾配の変化量に対する補正量の変化量を大きく設定することで路面勾配が大きい場合には重力によって発生する加減速度を低減する効果を大きくして、運転者のブレーキ操作の手間を軽減する。
【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、本発明に係る減速度制御装置（以下、実施形態と呼ぶ）を含む減速度制御系統の構成を示す図であり、図２は、この実施形態を搭載した車両の制動系の構成を示す図である。
【００１２】
まず、図２を参照して車両の制動系の構成から説明する。この車両は、前輪ＦＲおよびＦＬと後輪ＲＲおよびＲＬのそれぞれに車輪制動用のホイルシリンダ２５〜２８が設けられており、各ホイルシリンダ２５〜２８でブレーキを駆動することにより車両の制動を行う構成となっている。各車輪ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬにはそれぞれの車輪速度Ｖｗを検出する車輪速センサ５１〜５４が配置されている。
【００１３】
そして、この制動系を操作するためのブレーキペダル１０は、マスタシリンダ１１のピストン軸に接続されている。ブレーキペダル１０には、ブレーキペダルの操作状態を検出するブレーキストロークセンサ４０が接続されている。マスタシリンダ１１には、さらにブレーキペダル１０と反対側にストロークシミュレータ１５が接続され、ブレーキペダル１０の操作に対して適度な反発力を発生させる。
【００１４】
このマスタシリンダ１１から延びる２つの作動液ラインは、それぞれソレノイド弁１２、１３を介して右前輪ＦＲと左前輪ＦＬのそれぞれのホイルシリンダ２５、２６に接続されている。このマスタシリンダ１１からソレノイド弁１２（１３）に至る経路には、マスタ圧センサ３８（３９）が配置されている。
【００１５】
一方、リザーバタンク１６から延びる作動液ラインは、モータ１８により駆動されるポンプ１７に接続され、ポンプ１７から延びる作動液ラインは、各リニア弁２１ａ〜２４ａを介して各車輪のホイルシリンダ２５〜２８へと接続されている。ポンプ１７と各リニア弁２１ａ〜２４ａへの分岐部との間には圧力センサ３１とアキュムレータ１９とが配置されている。また、各ホイルシリンダ２５〜２８からリザーバタンク１６へと戻る作動液ラインには、減圧弁２１ｂ〜２４ｂがそれぞれ接続されている。各ホイルシリンダ２５〜２８には、ホイルシリンダ圧センサ３２〜３５がそれぞれ取り付けられている。
【００１６】
本発明に係る車両減速度制御装置の制御部を構成する減速度制御ユニット１００には、前述したブレーキペダル１０の開度を検出するブレーキストロークセンサ４０、後述するアクセルペダル４の開度θａを検出するアクセル開度センサ４２、前述した車輪速センサ５１〜５４、車体の前後方向の加速度Ｇｙを検出する前後Ｇセンサ４４のほか、エンジン回転数センサ４６、シフトセンサ４８、ホイルシリンダ圧センサ３２〜３５、圧力センサ３１、マスタ圧センサ３８、３９の各出力信号も供給されている。ここで、前後Ｇセンサ４４は、例えば振り子型センサやスプリングマスＧセンサであり、車体の前後方向の実加速度Ｇ_ｌを直接検知するものではなく、この実加速度Ｇ_ｌと車体前後方向に働く重力成分との和を加速度Ｇｙとして出力するものである。
【００１７】
さらに、減速度制御ユニット１００は、減速度制御の際に用いるテーブルや定数などを格納しておくメモリユニット１２０を有し、各ホイルシリンダ２５〜２８に接続されるリニア弁２１ａ〜２４ａと減圧弁２１ｂ〜２４ｂ並びにソレノイド弁１２、１３をそれぞれ制御する。
【００１８】
ここで、この制動系の制動時の基本動作について説明する。ここで、リザーブタンク１６から送られる作動液は、ポンプ１７の下流側配管内では、所定の圧力に昇圧保持されており、アキュムレータ１９はこの圧力を維持する役目を果たす。そして、圧力センサ３１で検出した作動液の液圧がこの所定圧力を下回っているときはポンプ１７をモータ１８で駆動することによりこの下流側配管内の作動液をこの所定圧力まで昇圧する。ブレーキペダル１０が踏み込まれると、マスタシリンダ１１のピストン軸が押されて、操作量に応じた液圧（マスタ圧）が発生する。正常時には、ソレノイド弁１２、１３は遮断状態にあり、マスタ圧が直接右前輪ＦＲのホイルシリンダ２５と左前輪ＦＬのホイルシリンダ２６に伝達されることはない。マスタシリンダ１１の操作量はマスタ圧センサ３８、３９によって検出され、その操作量に応じて減速度制御ユニット１００が各ホイールシリンダ２５〜２８へと付加すべき液圧（ホイルシリンダ圧）を演算する。そして、各リニア弁２１ａ〜２４ａ、減圧弁２１ｂ〜２４ｂの動作を制御することにより、各ホイルシリンダ２５〜２８へと伝達されるホイルシリンダ圧（ホイルシリンダ圧センサ３２〜３５で計測）を求めたホイルシリンダ圧となるよう調整する。このように、各ホイルシリンダ２５〜２８に伝達されるホイルシリンダ圧を独立に制御することで、各車輪に印加される制動力を独立して制御することが可能である。
【００１９】
制動系統の異常時には、各ソレノイド弁１２、１３を導通状態として、マスタシリンダ１１のマスタ圧をソレノイド弁１２、１３を介して右前輪ＦＲのホイルシリンダ２５、左前輪ＦＬのホイルシリンダ２６へとそれぞれ伝達して両前輪ＦＲ及びＦＬの制動を行う。
【００２０】
本実施形態においては、さらに、踏み込んだアクセルペダルが戻される際に、制動力を付加して減速度を発生させて特に自動変速機搭載車両等では不足しがちなエンジンブレーキ効果を補助する減速度制御を行う。以下、これをエンジンブレーキアシスト（ＥＢＡ）制御と呼ぶ。
【００２１】
本実施形態のＥＢＡ制御は、路面勾配に応じて付加する減速度を調整するものである。図３は、車両と路面勾配の関係を説明する図であり、図４はアクセルペダル４の状態を説明する図である。
【００２２】
図３は、車体１が角度θｒの路面勾配を有する登坂路を走行している状態を示している。ここで角度θｒは平坦路で０、登坂路では正、降坂路では負の値をとるものとする。以下、車体１に作用する力として前後方向の加速度をＧ_ｌ（ｔ）、重力をｇで表すものとし、ｇの車体前後方向と車体に垂直な方向の成分をそれぞれｇ_ｌ、ｇ_ｖで表すものとする。ここで、Ｇ_ｌ（ｔ）は車体１に前向きに作用するときを正とし、ｇ_ｌは車体１に後向きに作用するときを正で表すものとする。このとき、
ｇ_ｌ＝ｇｓｉｎθｒ（１）
ｇ_ｖ＝ｇｃｏｓθｒ（２）
が成立する。
【００２３】
図４は、アクセルペダル４の状態を説明する図である。アクセル開度θａは、アクセルペダルの全閉位置側からの開度を示しており、全閉位置側で０となる。そして、開度θａ０のときがアクセルペダル４の燃料遮断位置（フューエルカット位置）である。
【００２４】
図５はＥＢＡ制御を示すフローチャートであり、図６はこの制御フローにおいて用いられる補正係数Ｆ（θｒ（ｔ））の一例を示すグラフである。この制御は減速度制御ユニット１００によって行われるものであり、車両のエンジンを駆動させた時点から所定のタイミングで繰り返し実行される。ただし、ブレーキペダル１０が操作されている場合には、ブレーキペダル１０の操作状態に応じて制動トルクが付加されるので、本フローチャートの処理は行われず、スキップされる。
【００２５】
ステップＳ１においては、アクセルペダル４に取り付けられたアクセル開度センサ４２の出力信号として送られてきたアクセル開度θａと、車輪速センサ５１〜５４の出力信号として送られてきた各車輪ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬの車輪速Ｖｗｆｒ、Ｖｗｆｌ、Ｖｗｒｒ、Ｖｗｒｌが読み込まれる。そして、各車輪速Ｖｗｆｒ、Ｖｗｆｌ、Ｖｗｒｒ、Ｖｗｒｌの最大値を推定車速Ｖｒとして設定する。
【００２６】
ステップＳ２では、推定車速Ｖｒとアクセル開度θａを基にして付加すべき基準減速度ＥＢＡｏｒｉ（ｔ）を演算する。具体的には、アクセルペダル４がフューエルカット位置より全閉位置側に位置している、つまり０≦θａ＜θａ０の場合には、ＥＢＡｏｒｉ（ｔ）を次式により設定する。
【００２７】
ＥＢＡｏｒｉ（ｔ）＝ｆ（Ｖｒ）×（θａ０−θａ）（３）
続く、ステップＳ３では、前後Ｇセンサ４４の出力から車体１の前後方向加速度Ｇｙを読み込む。そしてステップＳ４では、このＧｙと推定車速Ｖｒの微分値ｄＶｒ／ｄｔを基にして車体に働く重力成分ｇ_ｌを求め、ここから現在の路面勾配θｒ（ｔ）を求める。具体的には、
ｇ_ｌ＝Ｇｙ−ｄＶｒ／ｄｔ（４）
が成立するから、（１）（４）式より
θｒ（ｔ）＝ｓｉｎ^−１（Ｇｙ−ｄＶｒ／ｄｔ）（５）
により路面勾配θｒ（ｔ）が求まる。
【００２８】
この路面勾配θｒ（ｔ）を基にして補正係数Ｆ（θｒ（ｔ））を設定して、ステップＳ２で求めた減速度ＥＢＡｏｒｉ（ｔ）に乗ずることにより目標減速度ＥＢＡ（ｔ）を得る。ここで、補正係数Ｆ（θｒ（ｔ））は図６に示されるように設定されている。すなわち、路面勾配θｒ（ｔ）がａ０〜ａ１の場合、つまり、勾配ａ０より緩やかな降坂路から勾配ａ１より緩やかな登坂路までは平坦路（勾配０）と同じ補正係数１が設定され、目標減速度がＥＢＡｏｒｉ（ｔ）に設定される。そして、それより勾配が正負とも大きくなった場合（θｒ（ｔ）≧ａ１またはθｒ（ｔ）≦ａ０の場合）は、勾配の絶対値が大きくなるほど補正係数の平坦路からの偏差が大きくなるよう補正係数Ｆ（θｒ（ｔ））は設定されている。そして、路面勾配がａ２以下のときの補正係数Ｆ（θｒ（ｔ））は１より大きいｂ１、路面勾配がａ３以上の場合の補正係数は１より小さい正の値ｂ２にそれぞれ設定され、（ｂ１−１）＞（１−ｂ２）を満たしている。
【００２９】
続く、ステップＳ６ではこうして演算した目標減速度ＥＢＡ（ｔ）による付加減速度が得られるよう各車輪に付加すべき制動トルクを求めたうえで、この制動トルクが得られるホイルシリンダ圧を演算して、各リニア弁２１ａ〜２４ａ及び減圧弁２１ｂ〜２４ｂを制御して各車輪のホイルシリンダ２５〜２８に作用する液圧を求めたホイルシリンダ圧に調整する。アクセルペダル４が戻されたときは、図示していないエンジン制御ユニットが燃料、空気の供給を削減して、エンジン回転数Ｎｅを減少せしめ、この抵抗により制動力が生ずるエンジンブレーキ効果が発生するが、付加する制動トルクがこれを補助する役目を果たす。この結果、車両には減速度が付加され、減速が行われる。中高速領域では、アクセルペダル４が燃料遮断位置より全閉位置側へと戻された時点で、エンジン制御ユニットがエンジンへの燃料供給を遮断することによりさらに大きな減速度が得られる。
【００３０】
ここで制動トルクにより付加する減速度を路面勾配θｒ（ｔ）に応じて補正係数Ｆ（θｒ（ｔ））により補正しているので、登坂路では付加減速度を小さくし、降坂路では付加減速度を大きく調整することができる。このため、車両の前後方向に働く重力成分の影響を抑制することが可能である。路面勾配が緩やかな領域では平坦路とほぼ同一の減速度付加を行っているため、重力成分の影響を抑制する効果はなくなるが、運転者は減速度発生の変化によって緩やかな路面勾配を認識することができ、適切に対処することができるので、ドライバビリティーは向上する。そして、降坂時には減速度の補正量を大きくし、登坂時には減速度の補正量を小さくすることで、路面勾配が比較的大きい降坂時にはエンジンブレーキ効果を確実に発生させることができ、一方、路面勾配が比較的大きい登坂時は、等速走行でも駆動トルクを増大させる必要があることが多く、その場合は駆動トルク増大操作であるアクセルペダルの踏み込み操作が行われる。そして、補正量を抑制することでこの駆動トルク増大への移行をスムースに行うことができる。したがって、登坂路、降坂路での減速加速をスムースに行うことができ、ドライバビリティーが向上する。
【００３１】
以上の説明では、制動系を直接制御して減速度を与える実施形態について説明してきたが、駆動系に作用して減速度を与える構成としてもよい。また、路面勾配の検出は上記の前後Ｇセンサを用いる方法、装置に限られるものではなく、実加速度とエンジン駆動力等から推定される推定加速度の偏差から演算する装置など各種の手法を用いた装置によることが可能である。
【００３２】
また、補正係数Ｆ（θｒ（ｔ））は、路面勾配が緩やかな領域（図５に示される路面勾配ａ０〜ａ１間）で正確に１にする必要はなく、少なくともＦ（０）＝１かつｄＦ（０）／ｄθｒ（ｔ）を満たしていればよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、路面勾配に応じて登坂路では平坦路より付加減速度を小さく、降坂路では平坦路より付加減速度を大きく設定する車両用減速度制御装置において、路面勾配が緩やかな領域では付加減速度を平坦路と同一に設定することにより運転者が勾配を減速度変化によって認識することができドライバビリティーが向上する。さらに降坂時には登坂時より減速度の補正量を大きくすることで減速加速をスムースにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る減速度制御装置の構成を示す図である。
【図２】本発明に係る減速度制御装置を搭載した車両の制動系の構成を示す図である。
【図３】登坂路上の車体に作用する力を説明する図である。
【図４】アクセルペダル開度を説明する図である。
【図５】図１の装置の減速度制御を説明するフローチャートである。
【図６】図５における関数Ｆ（θｒ（ｔ））を説明するグラフである。
【符号の説明】
１…車体、４…アクセルペダル、１０…ブレーキペダル、１１…マスタシリンダ、１６…リザーバタンク、１７…ポンプ、１９…アキュムレータ、２１ａ〜２４ａ…リニア弁、２１ｂ〜２４ｂ…減圧弁、２５〜２８…ホイルシリンダ、３１…ブレーキ圧センサ、３２〜３５…ホイルシリンダ圧センサ、４２…アクセル開度センサ、４４…前後Ｇセンサ、５１〜５４…車輪速センサ、１００…減速度制御ユニット、１２０…メモリユニット。

Claims

運転者のアクセル操作状態を検出するアクセル操作状態検出手段と、車両に減速度を付加する減速度付加手段と、前記アクセル操作状態検出手段の検出結果に応じて前記減速度付加手段を制御して付加する減速度を調整する制御部とを備える車両用減速度制御装置において、
路面勾配を検出する勾配検出手段と、検出された路面勾配に基づいて前記減速度付加手段で付加すべき減速度が登坂時には平坦路より小さく、降坂時には平坦路より大きくなるよう平坦路に対する減速度の補正量を設定する補正手段とをさらに備えており、前記補正量は路面勾配が緩やかな所定の領域では平坦路と略同一の値に設定されており、
前記路面勾配の変化量に対する前記補正量の変化量は、路面勾配が緩やかな前記所定の領域より路面勾配の絶対値が大きい領域では路面勾配の絶対値が大きくなるほど大きくなるよう設定されている車両用減速度制御装置。