JP3838326B2

JP3838326B2 - 車両用減速度制御装置

Info

Publication number: JP3838326B2
Application number: JP2000131185A
Authority: JP
Inventors: 国仁佐藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2000-04-28
Filing date: 2000-04-28
Publication date: 2006-10-25
Anticipated expiration: 2020-04-28
Also published as: US6502028B2; US20010037171A1; JP2001310716A

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】
しかしながら、同公報にはシステム故障時の検出、対処について記載がなされていない。そこで本発明は、システムの異常を早期に検出することが可能で運転者に適切な対処を促す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。
【０００５】
【発明の実施の形態】
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）運転者のブレーキ操作状態を判定するブレーキ操作状態判定手段と、（２）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、（３）車両の速度を検出する車速検出手段と、（４）車両に減速度を付加する減速度付加手段と、（５）ブレーキ操作状態判定手段によりブレーキ操作状態でないと判定され、かつ、アクセル操作状態検出手段によりアクセル開度がフューエルカット位置より全閉側に位置していると判定された場合に、アクセル操作状態検出手段と車速検出手段の検出結果に応じて車両の目標減速度を設定して減速度付加手段を制御する制御部と、を備える車両用減速度制御装置において、（６）車体の実減速度を検出する減速度検出手段と、（７）目標減速度と検出した実減速度との偏差の絶対値が予め設定したしきい値を上回る場合、システムの異常と判定する異常判定手段と、をさらに備えていることを特徴とする。
【０００６】
あるいは、本発明に係る車両用減速度制御装置は、（１）と、（２）と、（３）と、（４ａ）車輪に制動トルクを付与することで車両に減速度を付加する減速度付加手段と、（５ａ）ブレーキ操作状態判定手段によりブレーキ操作状態でないと判定され、かつ、アクセル操作状態検出手段によりアクセル開度がフューエルカット位置より全閉側に位置していると判定された場合に、アクセル操作状態検出手段と車速検出手段の検出結果に応じて減速度付加手段で付与すべき目標制動トルクを設定して減速度付加手段を制御する制御部と、を備える車両用減速度制御装置において、（６ａ）実際に発生する実制動トルクを検出する制動トルク検出手段と、（７ａ）目標制動トルクと検出した実制動トルクとの偏差の絶対値が予め設定したしきい値を上回る場合、システムの異常と判定する異常判定手段と、をさらに備えているものでもよい。
【０００７】
または、本発明に係る車両用減速度制御装置は、（１）と、（２）と、（３）と、（４）と、（５ｂ）ブレーキ操作状態判定手段によりブレーキ操作状態でないと判定され、かつ、アクセル操作状態検出手段によりアクセル開度がフューエルカット位置より全閉側に位置していると判定された場合に、アクセル操作状態検出手段の検出結果に応じて車両の目標減速度を設定して減速度付加手段を制御する制御部と、を備える車両用減速度制御装置において、（６）と、（７）と、をさらに備えているものでもよい。
【０００８】
減速度付加手段に異常があると、実際に付与する減速度と制御部による制御目標が合致しなくなる。本発明によれば、実際に発生した制動トルクあるいは減速度を検出し、実際に発生するべき制動トルク、または減速度との偏差を調べることで、判定手段はシステム異常を判定することが可能であり、運転者に対して適切な対処を促すことが可能である。
【０００９】
制御部（５）（５ａ）（５ｂ）は、異常判定手段（７）（７ａ）でシステムの異常と判定された場合には、減速度付加手段（４）（４ａ）で付加している減速度を所定の時間勾配で低下せしめることが好ましい。これにより、異常と判定された場合に減速度を急変させることなく、減速度付加制御を解除し得る。
【００１０】
これらの減速度付加手段（４）（４ａ）は、運転者の制動操作に基づいて車輪に制動トルクを付与する制動装置を作動させることにより減速度を付加することが好ましい。この場合、減速度付加手段は制動系を兼ねているので、制動系の異常を早期に検出することができ、運転者に対して適切な対処を促すことが可能となる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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センサである。
【００１８】
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。また、表示系２００に対して、必要な情報を送信することにより、減速度制御系統の作動状態を表示することにより運転者への告知を行う。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。図３はアクセルペダル４の状態を説明する図であり、図４はEBA制御のフローチャートである。
【００２２】
図３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。
【００２３】
図４に示されるEBA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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
EBAori(t)＝f(Ｖr)×（θa0−θa）
続く、ステップＳ３では、このEBAori(t)に基づいて、各車輪に付与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。
【００２７】
ステップＳ４では、前後Ｇセンサ４４の出力から車体の実際の減速度Ｇyを読み込む。そしてステップＳ５では、この実際の減速度Ｇyと付加すべき減速度EBAori(t)との偏差が閾値Ｇthを超えていないかを判定する。この判定は誤判定を防止するため、Ｔ秒間にＮ回以上条件を満たした場合にのみ条件が満たされていると判定する。
【００２８】
偏差が閾値Ｇthを下回る場合には、減速度制御系に異状はないと判定し、その後の処理をスキップして終了する。一方、偏差が閾値Ｇthを上回る場合、要求以上の減速度が得られているか、要求した減速度が得られていない場合には、減速度制御系に異常が発生したと判定してステップＳ６へと移行し、表示系２００や他の制御系統に制動系に異常が発生したことを表すブレーキフェール信号を送信し、EBA制御を解除する。これにより、運転者に対して制動系の異常を知らせるともに、他のシステムに対して、制動系の異常を伝達することができる。このときのEBA制御解除は、運転者が違和感を感ずることがないよう、減速度を漸減させることにより、減速度の急変を防ぐことが好ましい。そして、この制御フロー終了後は、本フローチャートの処理はスキップされる。
【００２９】
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。ただし、制動系を直接制御する実施形態の場合、EBA制御を行った時点で制動系の異常も検出することができるので、制動系の異常を早めに検知して、運転者に適切な対応を促すことができるという利点がある。
【００３０】
また、実減速度の検出は、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、車速を検出してそれを時間微分することで求めてもよい。また、アクセル開度に対する実減速度をマップとしてメモリユニット１２０内に保持しておき、発生した実減速度とのずれから減速度制御系統の異常を判定してもよい。さらに、実際に作用している制動トルクを検出、あるいは推定し、目標制動トルクとの偏差を求めて、これを基にして減速度制御系統の異常を判定してもよい。
【００３１】
図５は、実制動トルクと目標制動トルクとの偏差により減速度制御系統の異常を判定する場合のEBA制御のフローチャートである。ステップＳ１、Ｓ２は図４に示されるEBA制御と同一である。その後のステップＳ１３では、ステップＳ２で求めた基準減速度EBAori(t)を達成するのに必要な目標制動トルクTtを演算する。
【００３２】
そして、ステップＳ１４では、この制動トルクTtが得られるよう各リニア弁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に作用するホイルシリンダ圧を調整する。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。
【００３３】
ステップＳ１５では、各車輪のホイルシリンダ２５〜２８に働くホイルシリンダ圧をホイルシリンダ圧センサ３２〜３５により検出する。そして、ステップＳ１６で実際に作用した実制動トルクTaを演算する。
【００３４】
そしてステップＳ１７では、この実制動トルクTaと目標制動トルクTtとの偏差が閾値Tthを超えていないかを判定する。この判定は誤判定を防止するため、Ｔ秒間にＮ回以上条件を満たした場合にのみ条件が満たされていると判定する。
【００３５】
偏差が閾値Tthを下回る場合には、減速度制御系に異状はないと判定し、その後の処理をスキップして終了する。一方、偏差が閾値Tthを上回る場合、目標を閾値Tth以上上回るか下回る実制動トルクが得られている場合には、減速度制御系に異常が発生したと判定してステップＳ６へと移行し、表示系２００や他の制御系統に制動系に異常が発生したことを表すブレーキフェール信号を送信し、EBA制御を解除する。この後の処理は図４に示されるEBA制御と同様である。
【００３６】
本制御においても、図４に示されるEBA制御と同様に運転者に対して制動系の異常を知らせるともに、他のシステムに対して、制動系の異常を伝達することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、減速度制御系統の異常を早期に検知することができ、運転者に対して適切な対処を促すことができるので、ドライバビリティーと安全性が向上する。特に、制動系を利用してアクセル操作に応じた減速度付加を行う車両においては、制動系の異常を早期に検知することが可能である。
【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】アクセルペダル開度を説明する図である。
【図４】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５】図１の装置の別の減速度制御を説明するフローチャートである。
【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…車輪速度センサ、１００…減速度制御ユニット、２００…表示系。

Claims

運転者のブレーキ操作状態を判定するブレーキ操作状態判定手段と、
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、
車両の速度を検出する車速検出手段と、
車両に減速度を付加する減速度付加手段と、
前記ブレーキ操作状態判定手段によりブレーキ操作状態でないと判定され、かつ、前記アクセル操作状態検出手段によりアクセル開度がフューエルカット位置より全閉側に位置していると判定された場合に、前記アクセル操作状態検出手段と前記車速検出手段の検出結果に応じて車両の目標減速度を設定して前記減速度付加手段を制御する制御部と、を備える車両用減速度制御装置において、
車体の実減速度を検出する減速度検出手段と、
前記目標減速度と検出した実減速度との偏差の絶対値が予め設定したしきい値を上回る場合、システムの異常と判定する異常判定手段と、
をさらに備えている車両用減速度制御装置。
運転者のブレーキ操作状態を判定するブレーキ操作状態判定手段と、
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、
車両の速度を検出する車速検出手段と、
車輪に制動トルクを付与することで車両に減速度を付加する減速度付加手段と、
前記ブレーキ操作状態判定手段によりブレーキ操作状態でないと判定され、かつ、前記アクセル操作状態検出手段によりアクセル開度がフューエルカット位置より全閉側に位置していると判定された場合に、前記アクセル操作状態検出手段と前記車速検出手段の検出結果に応じて前記減速度付加手段で付与すべき目標制動トルクを設定して前記減速度付加手段を制御する制御部と、を備える車両用減速度制御装置において、
実際に発生する実制動トルクを検出する制動トルク検出手段と、
前記目標制動トルクと検出した実制動トルクとの偏差の絶対値が予め設定したしきい値を上回る場合、システムの異常と判定する異常判定手段と、
をさらに備えている車両用減速度制御装置。
運転者のブレーキ操作状態を判定するブレーキ操作状態判定手段と、
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、
車両の速度を検出する車速検出手段と、
車両に減速度を付加する減速度付加手段と、
前記ブレーキ操作状態判定手段によりブレーキ操作状態でないと判定され、かつ、前記アクセル操作状態検出手段によりアクセル開度がフューエルカット位置より全閉側に位置していると判定された場合に、前記アクセル操作状態検出手段の検出結果に応じて車両の目標減速度を設定して前記減速度付加手段を制御する制御部と、を備える車両用減速度制御装置において、
車体の実減速度を検出する減速度検出手段と、
前記目標減速度と検出した実減速度との偏差の絶対値が予め設定したしきい値を上回る場合、システムの異常と判定する異常判定手段と、
をさらに備えている車両用減速度制御装置。
前記制御部は、前記異常判定手段でシステムの異常と判定された場合には、前記減速度付加手段で付加している減速度を所定の時間勾配で低下せしめる請求項１〜３のいずれかに記載の車両用減速度制御装置。
前記減速度付加手段は、運転者の制動操作に基づいて車輪に制動トルクを付与する制動装置を作動させることにより減速度を付加する請求項１〜４のいずれかに記載の車両用減速度制御装置。