JP3651289B2 - ブレーキ制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輌を制動させるブレーキ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車輌を制動させるブレーキ制御装置としては、特開平6-312655号公報に記載されたものなどが知られている。特開平6-312655号公報に記載の制御装置は、電子制御ユニット(ECU)によって、各種センサ出力から車輌状態を判断して制動の要否を判定し、制動が必要な場合は制動時の目標減速度を算出し、この目標減速度に従って車輌を自動制動させるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような制御装置においては、ECUによって車輌状態に応じた自動制動が行われるため、運転者が予期しないときに車輌が制動される場合があり得る。この場合、運転者には違和感を与えたり、自動制動が大きな制動力を発生させるものであるときなどは自動制動によって運転者による車輌挙動操作の余地がなくなってしまうようなことも考えられる。
【０００４】
従って、本発明の目的は、車輌を自動制動させる場合に、自動制動を行っても運転者に違和感を与えず、自動制動中も運転者が車輌挙動操作を確実に行うことのできるブレーキ制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、車輌走行状態を検出する走行状態検出手段と、走行状態検出手段によって検出された車輌走行状態に基づいて、車輌制動が必要であるか否か判断し、車輌制動が必要である場合に制動要求を生成する制動要求生成手段と、制動要求生成手段によって生成された制動要求が低応答制動要求である場合には車輌に発生する減速度を運転者による車輌挙動操作が可能な最大減速度以下及び最大減速度増加勾配以下に抑制し、高応答制動要求である場合には車輌に発生する減速度を運転者による車輌挙動操作が可能な最大減速度以下及び最大減速度増加勾配以下に抑制しないで車輌を制動させる制動制御手段とを備えたことを特徴とするブレーキ制御装置である。
【０００６】
本発明によれば、走行状態検出手段によって検出された車輌走行状態に基づいて、制動要求生成手段によって制動要求が生成されて制動制御手段によって車輌が制動されるときに、制動要求が低応答制動要求（先行車との車間距離保持を目的とする制動時）である場合には、車輌の減速度と減速度増加勾配とを運転者による車輌挙動操作が可能である程度の範囲内に制限する。このため、制動制御手段によって車輌を制動させても、運転者に違和感をほとんど与えることはなく、制動制御手段による車輌制動中であっても、運転者の意志による車輌挙動操作を行うことができる。
【０００７】
また、ここで、制動要求生成手段によって車輌制動が必要であると判断されたときに、車輌状態検出手段によって検出された車輌走行状態に応じて、制動要求生成手段が高応答制動要求（車両挙動を迅速に制御する制動時）を生成した場合には、制動制御手段は、車輌に発生する減速度を運転者による車輌挙動操作が可能な最大減速度以下及び最大減速度増加勾配以下に抑制しない。
【０００８】
このとき、制動制御手段によって行われる制動は、高応答が必要な高応答制動と、高応答が必要とされない低応答制動とに分類され、走行状態検出手段によって検出された車輌走行状態に基づいて制動要求が生成されるときに、低応答制動要求又は高応答制動要求が選択的に生成される。そして、低応答制動要求が生成された場合のみ、車輌の減速度と減速度増加勾配とを運転者による車輌挙動操作が可能である程度の範囲内に制限し、高応答制動要求が生成された場合は、車輌の減速度と減速度増加勾配とを運転者による車輌挙動操作が可能である程度の範囲内に制限することは行わない。
【０００９】
このようにすることによって、高応答が必要とされない低応答制動には、運転者の車輌挙動操作を優先し、運転者に違和感をほとんど与えることはなく、制動制御手段による車輌制動中であっても、運転者の意志による車輌挙動操作を行うことができる。一方、高応答が必要とされる高応答制動時には運転者による車輌挙動操作を補完する目的で制動を行い、より早期に理想的な制動状態を形成させることができる。この結果、低応答制動と高応答制動とを適宜使い分け、より高度な制動制御を行うことができる。
【００１０】
なお、低応答制動要求は、走行状態検出手段が、車輌走行状態として自車の走行速度並びに先行車との車間距離及び相対速度を検出し、制動要求生成手段が、走行状態検出手段によって検出された車輌走行状態に基づいて、先行車との車間距離保持を目的とした自動制動を行うために生成されるようにしてもよい。
【００１１】
このようにすれば、車輌走行状態として検出された自車の走行速度並びに先行車との車間距離及び相対速度に基づいて、先行車との車間距離保持を目的として低応答制動が実施される。このとき、運転者には違和感をほとんど与えず、制動制御手段による車輌制動中であっても運転者は自分の意志によって車輌挙動操作を行うことができ、快適な運転を行うことができる。また、先行車との車間距離も保持されるため安全上好ましく、自車が低応答制動を行うので、後続車に対しても自車の制動によって違和感を与えることはなく、自車が制動制御手段による車輌制動を行っても、後続車は充分に運転者の意志によって車輌挙動操作を行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明のブレーキ制御装置の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１３】
本実施形態のブレーキ制御装置が搭載された車輌は、先行車を検出して一定の車間距離を保持するために車輌を自動制動（ＡＣＣ:Adaptive Cruse Control）させることができるブレーキ機構を備えている。なお、このブレーキ機構を用いて、いわゆるＡＢＳ（Anti-lock Brake System）、トラクションコントロール（ＴＲＣ:TRaction Control）、車輌安定性制御（ＶＳＣ:Vehicle Stability Control）、緊急制動を補助するブレーキアシスト（ＢＡ:Brake Assist）時に、車輌を制動させることもできる。本実施形態においては、低応答制動として上述したＡＣＣ制御時の制動を行い、高応答制動として上述したＡＢＳ，ＴＲＣ，ＶＳＣ，ＢＡ制御時の制動を行う。
【００１４】
本実施形態のブレーキ制御装置が組み込まれたブレーキ機構のブロック構成図を図１に示す。このブレーキ機構は、制動時に必要となるブレーキ油圧を、運転者によるブレーキペダル操作によってマスタシリンダにおいて発生された油圧か、ポンプモータ２によってアキュミュレータ内に蓄圧された油圧の何れかが用いられる。運転者によるブレーキペダル操作は、ストップランプスイッチ３のオン−オフから検出され、運転者によるブレーキペダル操作の操作速度や操作踏力は、マスタシリンダ内の圧力を検出するマスタシリンダ圧力センサ４の圧力増加勾配や圧力自体から検出される。
【００１５】
マスタシリンダによって発生された油圧やアキュミュレータに蓄圧された油圧は、ブレーキオイルを媒体として、ブレーキ配管を介して各車輪のホイールシリンダに伝達される。このブレーキ配管上には、複数の制御弁６が配設されており、これらの制御弁６は、油圧の伝達経路を切り替えたり、油圧の伝達具合を調節する役割を負っている。上述したポンプモータ２は、車輌の各種制御を司るECU１に接続されており、このECU１からの命令に従って、バッテリの電力によって駆動され、リザーバタンク内に貯蔵されたブレーキオイルをアキュミュレータに対して送出する。アキュミュレータは、ポンプモータ２によって送出されたブレーキオイルを、その内部に高圧下で貯蔵する。
【００１６】
また、アキュミュレータからホイールシリンダへのブレーキ配管上には、圧力スイッチ５が配設されている。圧力スイッチ５はブレーキ配管上の油圧が所定の下限圧力（ここでは、約15MPa）以下となったときには低圧信号をECU１に送り、所定の上限圧力（ここでは、約16.1MPa）となったときには高圧信号をECU１に送る。ECU１は、低圧信号を受けたときにはポンプモータ２を駆動させてアキュミュレータ内の油圧を上昇させ、高圧信号を受けたときはポンプモータ２を停止させ、アキュミュレータ内の圧力を常に所定領域内に維持している。ECU１及び圧力スイッチ５によって、アキュミュレータ内の圧力は常に所定範囲内に維持される。
【００１７】
上述したポンプモータ２、ストップランプスイッチ３、マスタシリンダ圧力センサ４、圧力スイッチ５及び全ての制御弁６は、図１に示されるように、ECU１に接続されている。ECU１には、上述したものの他にも、車輌の走行状態を検出する各種センサが接続されている。ECU１に接続されている各種センサ類について以下に説明する。
【００１８】
車輌前方の物体を検出する物体検出手段であるレーザーレーダーセンサ７は、車輌前部に取り付けられており、レーザー光を前方に照射し、その反射光によって先行車などの物体の有無、物体との距離、物体との相対速度を検出する。なおレーザー光ではなくミリ波を用いたミリ波レーダーなどの他のセンサを用いることも可能であることは言うまでもない。
【００１９】
車輪速センサ８は、各車輪毎に取り付けられており、各車輪の回転速度を検出している。車輪速センサ８の検出結果に基づいて、ECU１は車輌の車速を算出する。ヨーレートセンサ９は、車輌のヨーレートを検出する。リニアＧセンサ１０は、車輌前後方向及び左右方向の加速度を検出する。ステアリング舵角センサ１１は、ステアリングホイールの舵角及び転舵角速度を検出する。シフトポジションスイッチ１２は、現在のシフトポジションを検出する。
【００２０】
上述した各種センサ類による検出結果から、ECU１によって車輌の走行状態及び運転状態が判断される。上述した各種センサ類が接続されたECU１は、マイクロコンピュータによって構成され、車輌の制動制御やその他の制御を司っている。ECU１は、エンジン１３やトランスミッション１４とも接続されており、これらの制御も行う。これらの各種センサ類は、車輌走行状態を検出する走行状態検出手段として機能し、ECU１は、各種センサ類の検出結果に基づいて制動要求を生成する制動要求生成手段として機能すると共に、制御弁６などと共に車輌を制動させる制動制御手段としても機能する。
【００２１】
上述した構成のブレーキ制御装置によって制動を行う場合について、簡単に説明する。図２に制動時のフローチャートを示す。
【００２２】
上述した各種センサの検出結果はECU１に逐次取り込まれており、ECU１は、取り込んだ各種情報に基づいて演算を行い、車輌走行状態を判定する（ステップ１００）。次に、ECU１により算出された走行状態に基づいて、上述したＡＣＣ，ＡＢＳ，ＴＲＣ，ＶＳＣ，ＢＡ制御の要否と、制御が必要な場合は何れの制御を行うかがECU１内に格納されたプログラムによって一定時間毎（例えば、数ミリ秒毎）に判定されている（ステップ１０１）。
【００２３】
ＡＣＣ制御が必要であると判定される場合は、ECU１によって低応答制動であるＡＣＣ制御時の制動を行うべく、低応答制動要求であるＡＣＣ制御要求が生成される。ＡＢＳ，ＴＲＣ，ＶＳＣ，ＢＡ制御が必要であると判定される場合は、ECU１によって高応答制動であるこれらの制御時における制動を行うべく、高応答制動要求である各制御要求が生成される。なお、ここで、ＡＢＳ，ＢＡ制御時には必ず、運転者によるブレーキペダル操作が行われている。
【００２４】
まず、ＡＣＣ制御による制動が必要、即ち、低応答制動を行う場合について説明する。例えば、設定した速度で定速走行を行うＡＣＣ制御の実行中に、レーザーレーダーセンサ７によって自車速度よりも低速走行を行っている先行車を検出した場合に、ＡＣＣ制御による制動が必要であると判定される。
【００２５】
ステップ１０１において、ＡＣＣ制御による制動が必要であると判定された場合は、ＡＣＣ制御による制動の実行条件が成立しているか否かが判定される（ステップ１０２）。ステップ１０２において、実行条件が成立していない場合は、制動は行われずに処理が終了する。実行条件が成立している場合は、ECU１によって、車輌走行状態としてレーザーレーダーセンサ７によって検出された先行車との車間距離及び相対速度と車輪速センサ８によって検出された車輪速から算出された自車の走行速度とから、制動時の目標減速度が演算される。演算された目標減速度に基づいて、ECU１から制御弁６に対して制御信号が送出され（ステップ１０３）、アキュミュレータに蓄圧された油圧をホイールシリンダに伝達させて車輌を制動させる。
【００２６】
制動中には、車輌の前後方向の減速度が、リニアＧセンサ１０によって検出されており、ＡＣＣ制御中の制動によって車輌に発生する減速度及び減速度増加勾配が、運転者による車輌挙動制御が可能な最大減速度及び最大減速度増加勾配以下となるように抑制される。ここでは、ECU１による制御弁６の制御によって車輌に発生する減速度及び減速度増加勾配が上述した最大減速度及び最大減速度増加勾配以下となるように抑制される。本実施形態においては、制動中の減速度が予め決定された波形（図３(a)参照）となるようなブレーキ油圧（図３(b)参照）が予め決定されており、このブレーキ油圧を目標油圧として、ECU１によって制御弁６が制御される。なお、ＡＣＣ制御時には、上述した制動制御以外にも、エンジン１３やトランスミッション１４に対する制御も並行して行われ得る。
【００２７】
図３(a)に示されるように、予め決定されている減速度波形の最大値Gmと増加勾配θgとは、上述した最大減速度及び最大減速度増加勾配以下とされている。なお、運転者による車輌挙動制御が可能な最大減速度及び最大減速度増加勾配は、それぞれ0.3G，0.2G/sec以下とされるのが好ましい。即ち、ＡＣＣ制御中の制動（低応答制動）時には、車輌に発生する減速度は0.3G以下とされ、その増加勾配は0.2G/sec以下とされるのが好ましい。
【００２８】
最大減速度が0.3Gを超えたり、最大減速度増加勾配が0.2G/secを超えると、車輌に発生する制動力が大きく、またその変化も大きくなり、運転者に与える違和感が大きくなるので、最大減速度及び最大減速度増加勾配は、それぞれ0.3G，0.2G/sec以下とされるのが好ましい。なお、最大減速度及び最大減速度増加勾配は、それぞれ0.3G，0.2G/sec以下とされるのが好ましいが、それぞれ0.2G，0.1G/sec以下とされるのが、運転者へ与える違和感がさらに軽減されるため特に好ましい。
【００２９】
一方、ステップ１０１において、ＡＢＳ，ＴＲＣ，ＶＳＣ，ＢＡ制御による制動、即ち、高応答制動が必要であると判定された場合は、これらの制御による制動の各実行条件が成立しているか否かが判定される（ステップ１０４）。ステップ１０４において、実行条件が成立していない場合は、制動は行われずに処理が終了する。実行条件が成立している場合は、ECU１によって、各種センサから車輌走行状態が検出され、検出された車輌状態量に基づいて制動時の目標減速度が演算される。演算された目標減速度に基づいて、ECU１から制御弁６に対して制御信号が送出され（ステップ１０５）、マスターシリンダで発生された油圧やアキュミュレータに蓄圧された油圧をホイールシリンダに伝達させて車輌を制動させる。
【００３０】
高応答制動時には、車輌に発生する減速度及び減速度増加勾配を、運転者による車輌挙動制御が可能な最大減速度及び最大減速度増加勾配以下となるように抑制することは行われない。即ち、制動中の減速度波形は図４(a)に例示されるように、その最大値Gmが大きく、かつ、その増加勾配θgも大きなものとなり得る。即ち、高応答制動中においては、減速度及び減速度増加勾配を制限しないため、大きな制動力によって車輌挙動を迅速に制御することも可能となる。この図４(a)に例示された減速度に対応するブレーキ油圧が、図４(b)に示されており、このブレーキ油圧がECU１によって制御弁６を制御することによって実現される。なお、ＡＢＳ，ＴＲＣ，ＶＳＣ，ＢＡ制御時には、上述した制動制御以外にも、エンジン１３やトランスミッション１４に対する制御も並行して行われ得る。
【００３１】
本実施形態のブレーキ制御装置によれば、走行状態検出手段であるレーザーレーダーセンサ７によって検出された車輌走行状態に基づいて、ECU１によって低応答制動要求が生成されて車輌を制動させるときに、車輌の減速度と減速度増加勾配とを、運転者による車輌挙動操作が可能である程度の範囲内に制限するので、低応答制動中に運転者に違和感をほとんど与えることはなく、運転者の意志による車輌挙動操作を行うことができる。
【００３２】
また、本実施形態においては、制動制御手段によって行われる制動が高応答制動と低応答制動とに分類され、制動要求生成手段によって制動要求が生成されるときに、車輌走行状態に応じて低応答制動要求と高応答制動要求とが選択される。そして、低応答制動要求が生成された場合のみ、車輌の減速度と減速度増加勾配とを運転者による車輌挙動操作が可能である程度の範囲内に制限し、高応答制動要求が生成された場合は、車輌の減速度と減速度増加勾配とを運転者による車輌挙動操作が可能である程度の範囲内に制限することは行わない。このため、低応答制動には、運転者の車輌挙動操作を優先し、運転者に違和感をほとんど与えることなく運転者の意志による車輌挙動操作を行うことができる。一方、高応答制動時には、運転者による車輌挙動操作を補完する目的で制動を行い、より早期に理想的な制動状態を形成させることができる。この結果、低応答制動と高応答制動とを適宜使い分け、より高度な制動制御を行うことができる。
【００３３】
本発明のブレーキ制御装置は、上述した実施形態のものに限定されない。例えば、上述した実施形態においては、ＡＣＣ制御中の制動時の減速度波形が予め決定された波形となるように制御されたが、制動中の車輌の減速度及び減速度増加勾配が最大減速度以下及び最大減速度増加勾配以下となるように逐次制御する方法が採られても良い。
【００３４】
【発明の効果】
本発明のブレーキ制御装置は、車輌走行状態を検出する走行状態検出手段と、走行状態検出手段によって検出された車輌走行状態に基づいて、車輌制動が必要であるか否か判断し、車輌制動が必要である場合に制動要求を生成する制動要求生成手段と、制動要求生成手段によって生成された制動要求が低応答制動要求である場合には車輌に発生する減速度を運転者による車輌挙動操作が可能な最大減速度以下及び最大減速度増加勾配以下に抑制し、高応答制動要求である場合には車輌に発生する減速度を運転者による車輌挙動操作が可能な最大減速度以下及び最大減速度増加勾配以下に抑制しないで車輌を制動させる制動制御手段とを備えているので、自動制動を行っても運転者に違和感を与えず、自動制動中も運転者が車輌挙動操作を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のブレーキ制御装置の実施形態を示す構成ブロック図である。
【図２】本発明のブレーキ制御装置の実施形態により制動を行う際のフローチャートである。
【図３】低応答制動時の(a)車輌減速度，(b)ブレーキ油圧を示すグラフである。
【図４】高応答制動時の(a)車輌減速度，(b)ブレーキ油圧を示すグラフである。
【符号の説明】
１…ECU、２…ポンプモータ、３…ストップランプスイッチ、４…マスタシリンダ圧力センサ、５…圧力スイッチ、６…制御弁、７…レーザーレーダーセンサ、８…車輪速センサ、９…ヨーレートセンサ、１０…リニアＧセンサ、１１…ステアリング舵角センサ、１２…シフトポジションスイッチ、１３…エンジン、１４…トランスミッション

Claims (1)

1. 車輌走行状態を検出する走行状態検出手段と、
   前記走行状態検出手段によって検出された車輌走行状態に基づいて、車輌制動が必要であるか否か判断し、先行車との車間距離保持を目的とする場合には低応答制動要求を生成し、制動力によって車両挙動を迅速に制御する場合には高応答制動要求を生成する制動要求生成手段と、
   前記制動要求生成手段によって生成された制動要求が低応答制動要求である場合には車輌に発生する減速度を運転者による車輌挙動操作が可能な最大減速度以下及び最大減速度増加勾配以下に抑制し、高応答制動要求である場合には車輌に発生する減速度を運転者による車輌挙動操作が可能な最大減速度以下及び最大減速度増加勾配以下に抑制しないで車輌を制動させる制動制御手段とを備えたことを特徴とするブレーキ制御装置。

Images