JP4631752B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、坂路をずり落ちる車両の姿勢変化を抑制する車両制御装置に関する。

車両が停止したときに、ブレーキペダルから足を離してもブレーキ装置による制動状態を保持し、その制動状態の保持をアクセルペダルの操作があったときに解除するブレーキ制御装置が知られている（特許文献１）。

しかし、凍結した坂路や舗装されていない急坂路などで車両が停止したときに、このブレーキ制御装置により制動状態が保持されると、その後に車両が坂路をずり落ち始めた場合に車両の姿勢が不安定となることがあった。

すなわち、車両が坂路をずり落ち始めた場合にブレーキペダルから足を離しても、制動状態が保持されるので車輪は回転しない。そのため、坂路をずり落ちる車両の姿勢が不安定となって車両の向きが変わり始めると、ブレーキペダルから足を離してステアリング操作しても車両の姿勢が変化するのを止めることができず、車両の向きが坂路の傾斜方向と直角になって車両が横転したり、車両が坂路脇の人や建築物に接触するおそれがあった。

そこで、このような事態を回避するため、坂路をずり落ちる車両の姿勢変化をヨーレートセンサ等で検出し、姿勢変化が検出されたときに制動状態の保持を解除して車輪の回転を許容する車両制御装置が考えられる。

しかし、車両の姿勢変化が生じていないときに、車両の揺れや振動によって車両の姿勢変化を誤検出すると、車両の制動保持が誤って解除され、事故につながるおそれがある。そのため、車両の姿勢変化の検出感度を高く設定することができず、坂路をずり落ちる車両の姿勢変化を精度良く検出するのが難しい。
特開昭５９−１７９４３９号公報

この発明が解決しようとする課題は、制動状態を保持された車両が坂路をずり落ちながら姿勢変化し始めた場合にその車両の姿勢変化を抑制することが可能で、かつ誤動作しにくい車両制御装置を提供することである。

上記の課題を解決するために、車両が停止したときにブレーキ装置による制動状態を保持する制御を行なう制動保持制御手段と、前記制動保持制御手段による制動状態の保持が行なわれているときに、ドライバによるステアリング操作を検出するステアリング操作検出手段と、坂路をずり落ちる車両の姿勢変化を検出する姿勢変化検出手段と、その姿勢変化検出手段の検出感度を、前記ステアリング操作検出手段でステアリング操作が検出されたときに高くする検出感度切替え手段と、前記姿勢変化検出手段で車両の姿勢変化が検出されたときに、前記制動保持制御手段による制動状態の保持を解除する制動保持解除手段とを有する構成を車両制御装置に採用した。

この車両制御装置は、前記ステアリング操作検出手段が、ずり落ちながら姿勢変化する車両を変化前の姿勢に戻す方向のステアリング操作を検出し、前記検出感度切替え手段が、ずり落ちながら姿勢変化する車両を変化前の姿勢に戻す方向のステアリング操作が前記ステアリング操作検出手段で検出されたときに、前記姿勢変化検出手段の検出感度を高めるようにするとより好ましいものとなる。

この場合、前記ステアリング操作検出手段は、たとえば、車両の前後方向の加速度を検知する前後Ｇセンサの検知信号に基づいて坂路の傾斜方向が上り傾斜か下り傾斜かを判定する傾斜方向判定手段と、車両の角速度を検知するヨーレートセンサの検知信号に基づいて車両の姿勢変化が右方向か左方向かを判定する姿勢変化方向判定手段と、ステアリングホイールの舵角を検知する舵角センサの検知信号に基づいて判定したステアリングの操作方向が、ずり落ちながら姿勢変化する車両を変化前の姿勢に戻す操作方向に一致するか否かを、前記傾斜方向判定手段で判定した坂路の傾斜方向と前記姿勢変化方向判定手段で判定した姿勢変化の方向とに基づいて判定する姿勢復帰ステアリング操作判定手段とを有する構成を採用することができる。

また、上記の車両制御装置は、前記制動保持制御手段による制動状態の保持が行なわれているときに坂路の勾配の大きさを検知する勾配検知手段と、その勾配検知手段で検知された坂路の勾配の大きさに応じて前記姿勢変化検出手段の検出感度を低くする検出感度補正手段とをさらに設けるとより好ましいものとなる。

この発明の車両制御装置は、制動保持制御手段によって制動状態を保持された車両が、坂路をずり落ちながら姿勢変化し始めると、その姿勢変化を姿勢変化検出手段で検出して制動状態の保持を解除する。そのため、車輪が回転を始め、車輪の操舵により車両の姿勢変化を抑制することが可能となる。また、坂路をずり落ちる車両の姿勢が変化し始めるとドライバは反射的にステアリング操作を行なうことが多いが、この車両制御装置は、制動保持制御手段による制動状態の保持を行なっているときにドライバのステアリング操作を検出すると、姿勢変化検出手段の検出感度を高くするので、坂路をずり落ちる車両の姿勢変化を精度良く検出することができ、制動保持の誤解除が生じにくい。

また、ずり落ちながら姿勢変化する車両を変化前の姿勢に戻す方向のステアリング操作を前記ステアリング操作検出手段で検出したときに、前記検出感度切替え手段が前記姿勢変化検出手段の検出感度を高めるようにしたものは、坂路をずり落ちる車両の姿勢が変化するときのドライバの反射的なステアリング操作を選択的に検出するので、制動保持の誤解除がより生じにくい。

さらに、前記制動保持制御手段による制動状態の保持が行なわれているときに坂路の勾配の大きさを検知する勾配検知手段と、その勾配検知手段で検知された坂路の勾配の大きさに応じて前記姿勢変化検出手段の検出感度を低くする検出感度補正手段とをさらに設けたものは、ずり落ちる車両の姿勢変化を検出しやすい急坂路で制動状態の保持が行なわれたときに姿勢変化検出手段の検出感度が低くなるので、制動保持の誤解除がより生じにくい。

図１に、この発明の実施形態の車両制御装置によって制御する車両のブレーキ装置を示す。このブレーキ装置は、ブレーキペダル１の踏み込み力を液圧に変換するマスターシリンダ２を有し、マスターシリンダ２には、ブレーキ液を溜めるマスターリザーバ３が取り付けられている。マスターリザーバ３は、マスターシリンダ２へのブレーキ液の供給と、マスターシリンダ２からの余剰のブレーキ液の回収とを行なう。

マスターシリンダ２は圧力室２Ａ，２Ｂを内部に有し、一方の圧力室２Ａは、マスターシリンダ側管路４Ａ、マスターカットバルブ５Ａ、増圧管路６Ａ、増圧制御弁７ＲＬ、ホイールシリンダ側管路８ＲＬを順に介してホイールシリンダ９ＲＬに接続しており、ホイールシリンダ側管路８ＲＬは、減圧制御弁１０ＲＬを介して減圧管路１１Ａに接続している。同様に、増圧管路６Ａは、増圧制御弁７ＦＲ、ホイールシリンダ側管路８ＦＲを介してホイールシリンダ９ＦＲに接続しており、ホイールシリンダ側管路８ＦＲは、減圧制御弁１０ＦＲを介して減圧管路１１Ａに接続している。増圧制御弁７ＲＬ，７ＦＲは常時開の電磁弁であり、減圧制御弁１０ＲＬ，１０ＦＲは常時閉の電磁弁である。

ホイールシリンダ９ＲＬは、ホイールシリンダ側管路８ＲＬから供給される液圧で作動し、これにより、ホイールシリンダ９ＲＬは、左後輪と一体に回転するディスク１２ＲＬにパッド（図示せず）を押さえ付けて左後輪に制動力を加える。同様に、ホイールシリンダ９ＦＲも、ホイールシリンダ側管路８ＦＲから供給される液圧で作動し、右前輪と一体に回転するディスク１２ＦＲにパッド（図示せず）を押さえ付ける。

増圧管路６Ａと減圧管路１１Ａはポンプ１３Ａを介して接続されており、このポンプ１３Ａをモータ１４で駆動すると、減圧管路１１Ａから増圧管路６Ａにブレーキ液が送り出される。ポンプ１３Ａの吐出側には逆止弁１５Ａが設けられ、この逆止弁１５Ａが増圧管路６Ａから減圧管路１１Ａへのブレーキ液の逆流を防止している。

マスターカットバルブ５Ａの前後はバイパス管路１６Ａを介して接続され、バイパス管路１６Ａには、マスターシリンダ側管路４Ａから増圧管路６Ａへの流れのみを許容する逆止弁１７Ａが設けられている。そのため、マスターカットバルブ５Ａを閉じた状態でブレーキペダル１を踏み込むと、圧力室２Ａに生じた液圧が逆止弁１７Ａを通じて増圧管路６Ａに供給され、その液圧は、ブレーキペダル１から足を離した後も増圧管路６Ａ内に保持される。

また、減圧管路１１Ａとマスターシリンダ側管路４Ａは、補助リザーバ１８Ａを介して接続されている。

補助リザーバ１８Ａは、シリンダ１９Ａと、シリンダ１９Ａ内に摺動可能に挿入されたピストン２０Ａとを有する。また、シリンダ１９Ａには、シリンダ１９Ａとピストン２０Ａとで形成されるリザーバ室２１Ａの容積を縮小させる方向にピストン２０Ａを付勢するばね２２Ａが組み込まれている。

シリンダ１９Ａには、リザーバ室２１Ａをマスターシリンダ側管路４Ａに連通させる第１ポート２３Ａと、リザーバ室２１Ａを減圧管路１１Ａに連通させる第２ポート２４Ａとが形成されている。ピストン２０Ａには、第１ポート２３Ａに向けて延びるピストンロッド２５Ａが接続され、第１ポート２３Ａには、弁座２６Ａと、ピストンロッド２５Ａの先端で支持された弁体２７Ａが設けられている。

この補助リザーバ１８Ａは、ブレーキペダル１の操作によりマスターシリンダ側管路４Ａに液圧が供給されると、リザーバ室２１Ａの液圧が上昇し、ばね２２Ａを圧縮する方向にピストン２０Ａが移動する。そのため、ピストン２０Ａと一体にピストンロッド２５Ａが移動して弁体２７Ａが弁座２６Ａに着座し、マスターシリンダ側管路４Ａからリザーバ室２１Ａへのブレーキ液の流入が遮断される。

一方、ポンプ１３Ａを駆動させて減圧管路１１Ａから増圧管路６Ａにブレーキ液を送り出すと、リザーバ室２１Ａの液圧が低下し、ばね２２Ａを復元させる方向にピストン２０Ａが移動し、ピストンロッド２５Ａが弁体２７Ａを押し動かして弁座２６Ａから離反させる。そのため、マスターシリンダ側管路４Ａからリザーバ室２１Ａへのブレーキ液の流入が可能となり、マスターシリンダ側管路４Ａのブレーキ液がリザーバ室２１Ａを介して減圧管路１１Ａに供給される。

圧力室２Ａに接続された液圧系と同様の液圧系がマスターシリンダ２の他方の圧力室２Ｂにも接続されており、その液圧系を通じてホイールシリンダ９ＦＬ，９ＲＲに液圧を供給することができるようになっている。

また、図２に示すように、各車輪の回転速度を検知する車輪速センサ２８ＲＬ，２８ＦＲ，２８ＦＬ，２８ＲＲ、車両の前後方向の加速度を検知する前後Ｇセンサ２９、ドライバによるアクセル操作を検出するアクセルペダルセンサ３０、車両の角速度を検知するヨーレートセンサ３１、ステアリングホイールの舵角を検知する舵角センサ３２が車両に取り付けられており、これらのセンサの出力信号は、ブレーキ電子制御装置（以下「ブレーキＥＣＵ」という）３３に送られる。

このブレーキ装置は、増圧制御弁７ＲＬ，７ＦＲ，７ＦＬ，７ＲＲを開き、減圧制御弁１０ＲＬ，１０ＦＲ，１０ＦＬ，１０ＲＲを閉じた状態で通常の制動を行なうことができる。また、マスターカットバルブ５Ａ，５Ｂを閉じてホイールシリンダ９ＲＬ〜９ＲＲの液圧を保持することにより、各車輪の制動状態を保持することができる。また、ポンプ１３Ａ，１３Ｂを駆動してホイールシリンダ９ＲＬ〜９ＲＲに液圧を供給することにより、ブレーキペダル１の操作によらずに液圧を発生させて各車輪の制動状態を保持することができる。

このように構成されたブレーキ装置の制御を、図３、図４のフロー図に基づいて説明する。

まず、車輪速センサ２８ＲＬ〜２８ＲＲの検知信号に基づいて各車輪の車輪速がすべてゼロか否かを判定し（ステップＳ_１）、各車輪の車輪速がすべてゼロと判定したときは、前後Ｇセンサ２９で検知される路面の勾配が、予め設定した坂路検出しきい値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ_２）。路面の勾配が坂路検出しきい値よりも大きいと判定したときは、アクセル操作がされておらず（ステップＳ_３）、かつ、ヨーレートセンサ３１で検知される車両の角速度が予め設定した姿勢変化検出しきい値よりも小さいことを条件として（ステップＳ_４）、各車輪の制動状態を保持する（ステップＳ_５）。

制動状態が保持されたときは（ステップＳ_５）、舵角センサ３２の検知信号に基づいてドライバによるステアリング操作が行なわれているか否かを判定し（ステップＳ_６）、ステアリング操作が行なわれていないときは（ステップＳ_７）、姿勢変化検出しきい値を通常の大きさに設定する（ステップＳ_８）。一方、ステアリング操作が行なわれているときは（ステップＳ_７）、姿勢変化検出しきい値を通常よりも小さく設定する（ステップＳ_９）。

このように設定した姿勢変化検出しきい値よりも車両の角速度が大きくなったときは（ステップＳ_４）、坂路をずり落ちる車両の姿勢が変化していると考えられるので、制動状態の保持を解除する（ステップＳ_１０）。また、車輪の回転やアクセル操作が検出されたときや（ステップＳ_１，Ｓ_３）、坂路を抜けたときも（ステップＳ_２）、制動状態の保持を解除し（ステップＳ_１０）、このとき、姿勢変化検出しきい値を通常の大きさにする（ステップＳ_１１）。

ドライバによるステアリング操作の検出（ステップＳ_６）は、たとえば、図４に示すサブルーチンで行なうことができる。まず、制動状態の保持が開始されたときに舵角センサ３２で検知されたステアリングホイールの舵角を基準舵角として記憶し（ステップＳ_２１，Ｓ_２２）、つぎに、基準舵角と現在のステアリングホイールの舵角の差の絶対値が、予め設定したステアリング操作検出しきい値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ_２３）。舵角の差がステアリング操作検出しきい値よりも大きいときは、ステアリング操作があると判定し（ステップＳ_２４）、舵角の差がステアリング操作検出しきい値以下のときは、ステアリング操作がないと判定する（ステップＳ_２５）。

この車両制御装置を用いると、制動保持制御によって制動状態が保持されているときに車両の角速度が姿勢変化検出しきい値よりも大きくなると、制動保持制御による制動状態の保持が解除される。そのため、坂路で制動状態を保持された車両が、その坂路をずり落ちながら姿勢変化し始めると、制動状態の保持が解除されて車輪が回転を始め、車輪の操舵により車両の姿勢変化を抑制することが可能となる。

また、坂路をずり落ちる車両の姿勢が変化するときのドライバの反射的なステアリング操作を検出して姿勢変化検出しきい値を小さくするので、坂路をずり落ちる車両の姿勢変化を精度良く検出することができる。そのため、車両の揺れや振動による車両の姿勢変化の誤検出を生じにくく、制動保持の誤解除を生じにくい。

上記実施形態では、ステアリングの操作方向とは関係なくステアリング操作を検出し、そのステアリング操作を検出したときに車両の姿勢変化の検出感度を高くしているが、ずり落ちながら姿勢変化する車両を変化前の姿勢に戻す方向のステアリング操作（以下、「姿勢復帰方向のステアリング操作」という）を検出するようにし、そのステアリング操作を検出したときに車両の姿勢変化の検出感度を高くするようにするとより好ましい。この姿勢復帰方向のステアリング操作の検出は、たとえば、図５に示すサブルーチンで行なうことができる。

まず、制動状態の保持が開始されたときのステアリングホイールの舵角を基準舵角として記憶し（ステップＳ_３１，Ｓ_３２）、つぎに、基準舵角と現在のステアリングホイールの舵角の差の絶対値が、予め設定したステアリング操作検出しきい値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ_３３）。舵角の差がステアリング操作検出しきい値よりも大きいときは、前後Ｇセンサ２９の検知信号に基づいて坂路が上り勾配か否かを判定し（ステップＳ_３４）、上り勾配と判定したときは、ヨーレートセンサ３１の検知信号に基づいて車両の姿勢変化が右方向か否かを判定する（ステップＳ_３５）。

ここで、図６に示すように、上り勾配の坂路をずり落ちる車両の姿勢が右に変化するとき、図７に示すように、右方向にステアリング操作すると、車両を変化前の姿勢に戻すことができる。そのため、車両の姿勢変化が右方向と判定したときは（ステップＳ_３５）、舵角センサの検知信号に基づいてステアリングの操作方向が右方向か否かを判定し（ステップＳ_３６）、右方向と判定したときは（ステップＳ_３６）、姿勢復帰方向のステアリング操作があると判定する（ステップＳ_３７）。一方、ステアリングの操作方向が右方向でないと判定したときは（ステップＳ_３６）、姿勢復帰方向のステアリング操作がないと判定する（ステップＳ_３８）。

同様に、車両の姿勢変化が右方向でないと判定したときは（ステップＳ_３５）、ステアリングの操作方向が左方向のときに（ステップＳ_３９）、姿勢復帰方向のステアリング操作があると判定し（ステップＳ_３７）、一方、ステアリングの操作方向が左方向でないときは（ステップＳ_３９）、姿勢復帰方向のステアリング操作がないと判定する（ステップＳ_３８）。

また、坂路が上り勾配でないと判定したときも（ステップＳ_３４）、車両の姿勢変化の方向に基づいて（ステップＳ_４０）、ステアリングの操作方向が車両を変化前の姿勢に戻す方向に一致するか否かを判定し（ステップＳ_４１，Ｓ_４２）、一致するときは姿勢復帰方向のステアリング操作があると判定し（ステップＳ_３７）、一致しないときは姿勢復帰方向のステアリング操作がないと判定する（ステップＳ_３８）。また、基準舵角と現在のステアリングホイールの舵角の差がステアリング操作検出しきい値以下のときも（ステップＳ_３３）、姿勢復帰方向のステアリング操作がないと判定する（ステップＳ_３８）。

このようにして、姿勢復帰方向のステアリング操作の検出を行なうことができ、姿勢復帰方向のステアリング操作が検出されなかったときは（ステップＳ_７）、姿勢変化検出しきい値を通常の大きさに設定し（ステップＳ_８）、一方、姿勢復帰方向のステアリング操作が検出されたときは（ステップＳ_７）、姿勢変化検出しきい値を通常よりも小さく設定する（ステップＳ_９）。

このように、姿勢復帰方向のステアリング操作を検出したときに車両の姿勢変化の検出感度を高めるようにすると、坂路をずり落ちる車両の姿勢が変化するときのドライバの反射的なステアリング操作を選択的に検出するので、制動保持の誤解除がより生じにくい。

また、各車輪の制動状態の保持が行なわれているときに、図８に示すように、前後Ｇセンサ２９で検知される坂路の勾配の大きさに応じて姿勢変化検出しきい値を大きくするようにすると好ましい。このようにすると、ずり落ちる車両の姿勢変化を検出しやすい急坂路で制動状態の保持が行なわれたときに、姿勢変化検出手段の検出感度が低くなるので、制動保持の誤解除がより生じにくい。

上記実施形態では、坂路をずり落ちる車両の姿勢変化は、ヨーレートセンサ３１で検知される車両の角速度に基づいて検出しているが、他の方式で検出するようにしてもよい。たとえば、車両の横方向の加速度を検知する横Ｇセンサを車両に設け、その横Ｇセンサの検知信号の変化量が予め設定した基準値よりも大きくなったときに、車両が坂路をずり落ちながら姿勢変化していると判定してもよく、同様に、前後Ｇセンサの検知信号の変化量が予め設定した基準値よりも大きくなったときに、車両が坂路をずり落ちながら姿勢変化していると判定してもよい。また、車両の姿勢角を検知するジャイロセンサを車両に設け、そのジャイロセンサの検知信号の変化量が予め設定した基準値よりも大きくなったときに、車両が坂路をずり落ちながら姿勢変化していると判定してもよい。

この発明の実施形態の車両制御装置で制御する車両のブレーキ装置を示す配管系統図 同上の車両制御装置のブロック図 同上の車両制御装置の制御を示すフロー図 図３のステアリング操作検出のサブルーチンの一例を示すフロー図 図４のサブルーチンの変形例を示すフロー図 後方にずり落ちる車両の姿勢が右に変化し始めた状態を示す図 図６の状態から右方向にステアリング操作した状態を示す図 同上の車両制御装置における、坂路の勾配と姿勢変化検出しきい値の好ましい関係を示す図

符号の説明

２９ 前後Ｇセンサ
３１ ヨーレートセンサ
３２ 舵角センサ

Claims (4)

1. 車両が停止したときにブレーキ装置による制動状態を保持する制御を行なう制動保持制御手段（Ｓ_１，Ｓ_５）と、
   前記制動保持制御手段（Ｓ_１，Ｓ_５）による制動状態の保持が行なわれているときに、ドライバによるステアリング操作を検出するステアリング操作検出手段（Ｓ_６）と、
   坂路をずり落ちる車両の姿勢変化を検出する姿勢変化検出手段（Ｓ_４）と、
   その姿勢変化検出手段（Ｓ_４）の検出感度を、前記ステアリング操作検出手段（Ｓ_６）でステアリング操作が検出されたときに高くする検出感度切替え手段（Ｓ_７，Ｓ_８，Ｓ_９）と、
   前記姿勢変化検出手段（Ｓ_４）で車両の姿勢変化が検出されたときに、前記制動保持制御手段（Ｓ_１，Ｓ_５）による制動状態の保持を解除する制動保持解除手段（Ｓ_１０）と、
   を有する車両制御装置。
2. 前記ステアリング操作検出手段（Ｓ_６）は、ずり落ちながら姿勢変化する車両を変化前の姿勢に戻す方向のステアリング操作を検出し、
   前記検出感度切替え手段（Ｓ_７，Ｓ_８，Ｓ_９）は、ずり落ちながら姿勢変化する車両を変化前の姿勢に戻す方向のステアリング操作が前記ステアリング操作検出手段（Ｓ_６）で検出されたときに、前記姿勢変化検出手段の検出感度を高める請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記ステアリング操作検出手段（Ｓ_６）が、
   車両の前後方向の加速度を検知する前後Ｇセンサ（２９）の検知信号に基づいて坂路の傾斜方向が上り傾斜か下り傾斜かを判定する傾斜方向判定手段（Ｓ_３４）と、
   車両の角速度を検知するヨーレートセンサ（３１）の検知信号に基づいて車両の姿勢変化が右方向か左方向かを判定する姿勢変化方向判定手段（Ｓ_３５，Ｓ_４０）と、
   ステアリングホイールの舵角を検知する舵角センサ（３２）の検知信号に基づいて判定したステアリングの操作方向が、ずり落ちながら姿勢変化する車両を変化前の姿勢に戻す操作方向に一致するか否かを、前記傾斜方向判定手段（Ｓ_３４）で判定した坂路の傾斜方向と前記姿勢変化方向判定手段（Ｓ_３５，Ｓ_４０）で判定した姿勢変化の方向とに基づいて判定する姿勢復帰ステアリング操作判定手段（Ｓ_３６，Ｓ_３９，Ｓ_４１，Ｓ_４２，Ｓ_３７，Ｓ_３８）と、
   を有する請求項２に記載の車両制御装置。
4. 前記制動保持制御手段（Ｓ_１，Ｓ_５）による制動状態の保持が行なわれているときに坂路の勾配の大きさを検知する勾配検知手段と、
   その勾配検知手段で検知された坂路の勾配の大きさに応じて前記姿勢変化検出手段（Ｓ_４）の検出感度を低くする検出感度補正手段と、
   をさらに設けた請求項１から３のいずれかに記載の車両制御装置。

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