JP3971490B2 - 車両用制動装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、共に電子制御可能な負圧ブースタおよび油圧ポンプを備え、負圧ブースタに接続されたマスタシリンダが発生するブレーキ油圧と、油圧ポンプが発生するブレーキ油圧とによってブレーキシリンダを作動させ得る車両用制動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
前走車との間に所定の車間距離を保って自動走行する車両は、車間距離が短くなったときに減速を行うための自動制動装置が必要である。かかる自動制動装置として、マスタシリンダに付設された負圧ブースタをリニアソレノイドで制御することにより、前記マスタシリンダに所定のブレーキ油圧を発生させてブレーキシリンダを作動させるものが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、負圧ブースタおよびマスタシリンダにより発生可能なブレーキ油圧は必ずしも充分ではなく、パニックブレーキ等の緊急時に必要な制動力が得られない可能性がある。また負圧ブースタやマスタシリンダに故障が発生した場合に備えて何らかのバックアップ機能を持たせることが必要である。
【0004】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、負圧ブースタおよびマスタシリンダによりブレーキ油圧を発生する制動装置に、緊急時におけるバックアップ機能を付加することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項1に記載された発明は、共に電子制御可能な負圧ブースタおよび油圧ポンプを備え、負圧ブースタに接続されたマスタシリンダが発生するブレーキ油圧と、油圧ポンプが発生するブレーキ油圧とによってブレーキシリンダを作動させ得る車両用制動装置であって、前走車を含む障害物との距離を検出する距離検出手段と、前記距離検出手段で検出された距離と設定された距離とを比較して目標減速度を算出する目標減速度算出手段と、前記目標減速度が所定値以下の場合には負圧ブースタを作動させ、前記目標減速度が所定値を越える場合には油圧ポンプを作動させる制御ユニットとを備えたことを特徴とする。
【0006】
上記構成によれば、前走車を含む障害物との距離と設定された距離とを比較して算出される目標減速度が所定値以下の場合には、電子制御される負圧ブースタに接続されたマスタシリンダが発生するブレーキ油圧で制動を行うことにより、制動力をきめ細かく制御することができる。また前記目標減速度が所定値を越え、負圧ブースタに接続されたマスタシリンダが発生するブレーキ油圧では必要な制動力が得られない緊急時には、電子制御される油圧ポンプにより加圧されたブレーキ油圧で制動を行うことにより、必要な制動力を確保することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【0008】
図1〜図5は本発明の一実施例を示すもので、図1は本発明による制動装置を備えた車両の全体構成図、図2は制御系のブロック図、図3は自動運転電子制御ユニットによる制動の作用を説明するフローチャートの第1分図、図4は自動運転電子制御ユニットによる制動の作用を説明するフローチャートの第2分図、図5はABS/B−TCS電子制御ユニットによる制動の作用を説明するフローチャートである。
【0009】
図1はモータMに接続された駆動輪たる前輪Wfと、従動輪たる後輪Wrとを備えた車両を示すもので、この車両はドライバーによる運転が可能であるのは勿論のこと、自動運転電子制御ユニットU1 による自動運転が可能である。駆動輪Wrに接続されたモータMは、ドライバーによるアクセルペダルの操作に基づいて駆動されるとともに、自動運転時には自動運転電子制御ユニットU1 に接続されたパワートレイン電子制御ユニットU2 により制御される。
【0010】
前輪Wfおよび後輪WrにはそれぞれブレーキシリンダBCが設けられており、このブレーキシリンダBCにブレーキ油圧を供給すべく、負圧タンクVTおよび負圧ポンプVPに接続された負圧ブースタVBを一体に備えたマスタシリンダMCが設けられる。負圧ブースタVBはドライバーが操作するブレーキペダルBPによって作動するだけでなく、自動運転時にはリニアソレノイドLSによって作動可能である。マスタシリンダMCとブレーキシリンダBCとの間には、油圧ポンプOPを備えた油圧制御ユニットHUが介装される。油圧制御ユニットHUと駆動輪WrのブレーキシリンダBCとの間には、更に比例減圧弁PCVが介装される。
【0011】
前記油圧制御ユニットHUは、制動時に車輪速センサS1 の出力に基づいて車輪がロック傾向になったことが検出されると、ブレーキ油圧の減圧・保持・増圧を繰り返すことにより前記ロック傾向を解消して制動力を確保する、所謂アンチロックブレーキ制御を実行するとともに、車両の発進時等に車輪速センサS1 の出力に基づいて駆動輪がスリップしたことが検出されると、そのスリップを抑制すべく駆動輪を制動する、所謂ブレーキトラクションコントロール制御を実行する。前記比例減圧弁PCVは、後輪Wrの制動力を前輪Wfの制動力よりも弱く設定して前後輪Wf,Wr間の制動力配分を適切に保持する。
【0012】
ブレーキ電子制御ユニットU3 は、負圧センサS2 で検出した負圧タンクVTの内圧に基づいて負圧ポンプVPの作動を制御する。アンチロックブレーキシステム用およびブレーキトラクションコントロールシステム用のABS/B−TCS電子制御ユニットU4 は、前記車輪速センサS1 で検出した車輪速に基づいて油圧制御ユニットHUの作動を制御するとともに、自動運転電子制御ユニットU1 からの緊急ブレーキ指令に基づいて油圧制御ユニットHUを作動させることにより緊急制動を行なわせる。自動運転電子制御ユニットU1 は、ブレーキ電子制御ユニットU3 およびABS/B−TCS電子制御ユニットU4 からのステータス信号と、マスタシリンダ圧センサS3 からのマスタシリンダ圧フィードバック信号と、レーザレーダ等の障害物センサ(図示せず)で検出した障害物のデータとに基づいて、負圧ブースタVBのリニアソレノイドLSの作動を制御し、マスタシリンダMCが発生する所定のブレーキ油圧をブレーキシリンダBCに供給する。
【0013】
次に、図2のブロック図および図3、図4のフローチャートに基づいて、自動運転電子制御ユニットU1 による制動の作用を説明する。
【0014】
先ず、ステップS1で、負圧センサS2 により検出した負圧タンクVTの内圧を、ブレーキ電子制御ユニットU3 から自動運転電子制御ユニットU1 に読み込む。その結果、ステップS2で負圧ポンプVP、負圧タンクVT、負圧センサS2 等のバキューム系に異常があれば、負圧ブースタVBでマスタシリンダMCを作動させてブレーキ油圧を発生させる通常の制動を行うことができないと判断し、ステップS3でABS/B−TCS電子制御ユニットU4 に四輪のブレーキ指令を出力する。前記ブレーキ指令を受けたABS/B−TCS電子制御ユニットU4 は、緊急制動を行うべく油圧制御ユニットHUの油圧ポンプOPが発生したブレーキ油圧を前輪Wfおよび後輪WrのブレーキシリンダBCに供給する。
【0015】
前記ステップS2でバキューム系に異常がなければ、ステップS4で、そのときの車速等に応じた設定車間距離を読み込むとともに、ステップS5でレーザレーダ等の障害物センサの出力に基づいて前走車との車間距離を算出する。続くステップS6で設定車間距離と検出車間距離とを比較することにより、前記設定車間距離を維持するために必要な目標減速度を算出する。そしてステップS7で目標減速度が0.6G(Gは重力加速度)を越えていれば、負圧ブースタVBおよびマスタシリンダMCで発生したブレーキ油圧では制動力が不足すると判断し、ステップS8でABS/B−TCS電子制御ユニットU4 に四輪のブレーキ指令を出力する。その結果、前記ステップS3と同様に、ABS/B−TCS電子制御ユニットU4 からの指令で油圧制御ユニットHUは油圧ポンプOPが発生したブレーキ油圧を前輪Wfおよび後輪WrのブレーキシリンダBCに供給し、前記0.6Gを越える減速度の緊急制動を実行する。
【0016】
前記ステップS7で目標減速度が0.6G以下であり、負圧ブースタVBおよびマスタシリンダMCで発生したブレーキ油圧で必要な制動力が賄える場合には、ステップS9に移行して前記目標減速度を得るためのブレーキ油圧である基準圧を算出する。一方、ステップS10で車体の実減速度を検出し、ステップS11で目標減速度と実減速度とを比較してPID制御により第1制御量を算出する。ステップS12で第1制御量をブレーキ油圧に変換した補正圧を算出し、ステップS13で基準圧と補正圧とを加算して目標圧を算出し、更にステップS14で目標圧を負圧ブースタVBのリニアソレノイドLSに供給する基準電流に変換する。
【0017】
続くステップS15でマスタシリンダMCが発生している現在圧を読み込み、ステップS16で目標圧と現在圧とを比較してPID制御により補正圧に相当する第2制御量を算出し、ステップS17で第2制御量をリニアソレノイドLSの補正圧相当電流に変換する。そしてステップS18で補正圧相当電流に前記基準電流を加算してリニアソレノイドLSの目標電流を算出し、ステップS19で目標電流を基準デューティーに変換する一方、ステップS20でリニアソレノイドLSの実電流を読み込む。
【0018】
続くステップS21でマスタシリンダMCが発生している現在圧、補正圧(ステップS16参照)およびリニアソレノイドLSの実電流を所定の基準値と比較して圧力制御系およびリニアソレノイド系の故障診断を行い、その結果、ステップS22で異常があればステップS23に移行し、前記ステップS3と同様に、ABS/B−TCS電子制御ユニットU4 からの指令で油圧ポンプOPが発生したブレーキ油圧を前輪Wfおよび後輪WrのブレーキシリンダBCに供給して緊急制動を行う。
【0019】
前記ステップS22で異常がない場合には、ステップS24に移行し、目標電流と実電流とを比較してPID制御により補正電流に相当する第3制御量を算出するとともに、ステップS25で補正電流に相当するデューティーを算出し、ステップS26で基準デューティーと補正電流相当デューティーとを加算して目標デューティーを算出する。そしてステップS27で、前記目標デューティーをリニアソレノイド駆動回路に出力してリニアソレノイドLSを制御することにより、負圧ブースタVBを作動させてマスタシリンダMCに所望のブレーキ油圧を発生させ、ブレーキシリンダBCを作動させることができる。これにより、自動運転中に適切な制動力を発生させ、前走車の車間距離を設定車間距離に等しく保つことができる。
【0020】
次に、図2のブロック図および図5のフローチャートに基づいて、ABS/B−TCS電子制御ユニットU4 による制動の作用を説明する。
【0021】
先ず、ステップS31で初期チェックを行った後に、ステップS32でABS/B−TCS電子制御ユニットU4 、車輪速センサS1 および油圧制御ユニットHUの故障診断を行い、その結果ステップS33で故障があれば、ステップS34で警告灯を点灯し、ステップS35でアンチロックブレーキシステムが作動不能であることを示すABSダウン信号を出力する。
【0022】
前記ステップS33で故障がなければステップS36に移行し、ステップS36で自動運転電子制御ユニットU1 から緊急ブレーキ指令があれば、ステップS37で、油圧ポンプOPが発生するブレーキ油圧で四輪を緊急制動する。前記ステップS36で緊急ブレーキ指令がなければ、ステップS38〜S41でABS制御を実行する。
【0023】
すなわち、ステップS38で車輪速センサS1 の出力に基づいてABS制御が必要であるか否かを判断し、ステップS39でABS制御が必要であれば、ステップS40で油圧制御ユニットHUを介してブレーキ油圧を制御することにより車輪のロックを抑制するとともに、ステップS41でABSが作動中であることを示すABSビジー信号を出力する。
【0024】
以上のように、通常時には負圧ブースタVBおよびマスタシリンダMCが発生するブレーキ油圧で制動を行うことにより制動力のきめ細かい制御を行うことができ、また0.6G以上の大きな制動力が必要な場合や、何らかの故障が発生した場合には、油圧ポンプOPを利用して大きな制動力を発生させ、緊急制動を可能にすることができる。しかも前記油圧ポンプOPは、アンチロックブレーキシステム用およびブレーキトラクションコントロールシステム用として予め備えられたものを利用するので、コストの上昇を最小限に抑えることができる。
【0025】
尚、図5のフローチャートではABS機能についてのみ説明したが、ABSをB−TCSと読み代えることにより、ABS機能と同様にB−TCS機能を発揮させることが可能である。
【0026】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【0027】
【発明の効果】
以上のように請求項1に記載された発明によれば、前走車を含む障害物との距離と設定された距離とを比較して算出される目標減速度が所定値以下の場合には、電子制御される負圧ブースタに接続されたマスタシリンダが発生するブレーキ油圧で制動を行うことにより、制動力をきめ細かく制御することができる。また前記目標減速度が所定値を越え、負圧ブースタに接続されたマスタシリンダが発生するブレーキ油圧では必要な制動力が得られない緊急時には、電子制御される油圧ポンプにより加圧されたブレーキ油圧で制動を行うことにより、必要な制動力を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による制動装置を備えた車両の全体構成図
【図2】 制御系のブロック図
【図3】 自動運転電子制御ユニットによる制動の作用を説明するフローチャートの第1分図
【図4】 自動運転電子制御ユニットによる制動の作用を説明するフローチャートの第2分図
【図5】 ABS/B−TCS電子制御ユニットによる制動の作用を説明するフローチャート
【符号の説明】
BC ブレーキシリンダ
MC マスタシリンダ
OP 油圧ポンプ
VB 負圧ブースタ
Claims (1)
- 共に電子制御可能な負圧ブースタ(VB)および油圧ポンプ(OP)を備え、負圧ブースタ(VB)に接続されたマスタシリンダ(MC)が発生するブレーキ油圧と、油圧ポンプ(OP)が発生するブレーキ油圧とによってブレーキシリンダ(BC)を作動させ得る車両用制動装置であって、
前走車を含む障害物との距離を検出する距離検出手段と、
前記距離検出手段で検出された距離と設定された距離とを比較して目標減速度を算出する目標減速度算出手段と、
前記目標減速度が所定値以下の場合には負圧ブースタ(VB)を作動させ、前記目標減速度が所定値を越える場合には油圧ポンプ(OP)を作動させる制御ユニットと、
を備えたことを特徴とする車両用制動装置。
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