JP4816392B2

JP4816392B2 - 車両用制動制御装置

Info

Publication number: JP4816392B2
Application number: JP2006274255A
Authority: JP
Inventors: 雅弘富山
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-10-05
Filing date: 2006-10-05
Publication date: 2011-11-16
Anticipated expiration: 2026-10-05
Also published as: JP2008094112A

Description

本発明は、車両用制動制御装置に関する。

従来、各車輪の接地荷重に応じて各車輪に付与する制動力を変化させる車両用ブレーキ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された車両用ブレーキ装置では、４個の車輪の各回転を各々抑制する車輪回転抑制手段を備え、車両全体として必要な制動力を各車輪の接地荷重に応じた比率で配分することで、車両の制動距離の短縮化及び車両の走行安定性の向上を図っている。
特開平５−５０９１４号公報

ここで、近年にあっては、車両制動時において、ドライバーが感じる不快感を低減させることが求められている。また、車両制動時における後輪の接地荷重の減少を低減することが求められている。

本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、車両制動時における後輪の接地荷重の減少を低減し、ドライバーが感じる不快感を低減させることが可能な車両用制動制御装置を提供することを目的とする。

本発明による車両用制動制御装置は、車両の左右前輪に付与する制動力を制御する車両用制動制御装置において、車両の車速を検出する車速検出手段と、車両の減速度を検出する減速度検出手段と、車速検出手段によって検出された車速が車速設定値よりも小さいか否かを判定する車速判定手段と、減速度検出手段によって検出された減速度が減速度設定値よりも大きいか否かを判定する減速度判定手段と、車両が直進状態であるか否かを判定する直進状態判定手段と、直進状態判定手段によって、車両が直進状態と判定され、車速判定手段によって、車速が車速設定値よりも小さいと判定され、減速度判定手段によって、減速度が減速度設定値よりも大きいと判定された場合に、車両の一方の前輪に付与する制動力を、残りの車輪に付与する制動力よりも大きくなるように制御する制御部とを備えることを特徴としている。

このような車両用制動制御装置によれば、車両の直進状態における制動時において、車速が車速設定値よりも小さく、車両の減速度が減速度設定値より大きいことを条件として、一方の前輪に付与する制動力を残りの車輪に付与する制動力よりも大きくしているので、車両にヨーレイトを発生させることができる。これにより、車両の前後方向の力をヨーレイトとして消費することで、車両制動時における後輪の接地荷重の減少を低減し、ドライバーが感じる不快感を低減させることができる。

ここで、制御部は、車両の荷重移動方向における車両の重心と他方の前輪との距離であるモーメントアーム長が最大となるように一方の前輪に付与する制動力を制御することが好ましい。このように、ヨーレイトが発生した際のモーメントアーム長が最大となるように、制動力を付与することで、前後方向の力をヨーレイトとして効率良く消費することができる。従って、ドライバーが感じる不快感を一層低減させることができる。

また、車両が左側通行の道路を走行する場合、一方の前輪は右前輪であり、車両が右側通行の道路を走行する場合、一方の前輪は左前輪であることが好ましい。これにより、車両の後部側を対向車と反対側に振ることができるため、対向車の走行に影響を与えることが防止される。

本発明の車両用制動制御装置によれば、直進制動時において、車両の前後方向の力をヨーレイトとして消費することができるので、車両制動時における後輪の接地荷重の減少を低減し、ドライバーが感じる不快感を低減させることができる。

以下、本発明による車両用制動制御装置（以下、「制動制御装置」という。）の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図１は、本発明の実施形態に係る制動制御装置を備えたブレーキシステムを示す概略構成図である。

図１に示す本実施形態の車両用制動制御装置１は、液圧（ブレーキオイルの油圧）を制御することによって、各車輪２〜５に付与する制動力を制御するものである。この制動制御装置１を備えたブレーキシステム６は、ブレーキペダル７を備え、このブレーキペダル７は、２つの加圧室を有するマスタシリンダ８に接続されている。このマスタシリンダ８の一方の加圧室には、左右前輪２，３に制動力を付与するためのフロントホイールシリンダ９，１０が接続され、マスタシリンダ８の他方の加圧室には、左右後輪４，５に制動力を付与するためのリアホイールシリンダ１１，１２が接続されている。以下、フロントホイールシリンダ９，１０、リアホイールシリンダ１１，１２を区別する必要が無い場合には、ホイールシリンダ９〜１２とする。

マスタシリンダ８の一方の加圧室には、前輪用ストロークシュミレータ１３が接続され、他方の加圧室には、後輪用ストロークシュミレータ１４が接続されている。マスタシリンダ８とストロークシュミレータ１３，１４とは、通常時においてストロークシュミレータ用電磁方向切換弁１５，１６を介して連通されている。ストロークシュミレータ１３，１４は、マスタシリンダ８から排出されるブレーキオイルを収容してブレーキペダル７の踏込みを許容すると共に、踏込みストロークに応じた反力をブレーキペダル７に発生させるものである。

マスタシリンダ８とホイールシリンダ９〜１２との間には、リザーバ１７、ポンプ１８、アキュムレータ１９、液圧制御弁２０〜２３、電磁方向切換弁２４〜２７がブレーキ配管２８を介して接続されている。リザーバ１７はブレーキ配管２８内に充填されるブレーキオイルを貯蔵するものであり、リザーバ１７内のブレーキオイルは、ポンプ１８によって、アキュムレータ１９に蓄圧される。アキュムレータ１９は、各液圧制御弁２０〜２３と接続されている。

液圧制御弁２０〜２３は、ソレノイドの励磁電流が制御され、ホイールシリンダ９〜１２に供給する液圧を制御する。電磁方向切換弁２４〜２７は、液圧制御弁２０〜２３とホイールシリンダ９〜１２との間に設置され、通常時において、ホイールシリンダ９〜１２と液圧制御弁２０〜２３とを連通させている。

また、前輪２，３用の電磁方向切換弁２４，２５は、ストロークシュミレータ用電磁方向切換弁１５に接続され、後輪４，５用の電磁方向切換弁２６，２７は、プロポーショニングバルブ２９を介してストロークシュミレータ用電磁方向切換弁１６に接続されている。

次に、制動制御装置１について説明する。図２は、本発明の実施形態に係る制動制御装置を示すブロック図である。制動制御装置１は、図２に示すように、ブレーキ用電子制御ユニット３０（以下、「ブレーキ用ＥＣＵ」という。）を備え、このブレーキ用ＥＣＵ３０は、車輪速センサ（車速検出手段）３１〜３４、前後Ｇセンサ（減速度検出手段）３５、実舵角センサ３６と電気的に接続されている。

車輪速センサ３１〜３４は、各車輪２〜５に設けられ、車輪２〜５の回転速度を検出するものであり、検出された回転速度に関するデータをブレーキ用ＥＣＵ３０に出力する。前後Ｇセンサ３５は、車両１００（図３参照）に作用する前後方向の加速度を検出するものであり、検出された加速度に関するデータをブレーキ用ＥＣＵ３０に出力する。実舵角センサ３６は、転舵輪である前輪２，３の舵角を検出するものであり、例えばキングピンの回転角を検出し、検出された舵角（回転角）に関するデータをブレーキ用ＥＣＵ３０に出力する。

また、ブレーキ用ＥＣＵ３０には、ブレーキペダル７が操作されたこと検出するブレーキスイッチ３７、ブレーキペダル７の踏込み量を検出する踏込み量検出センサ３８、アキュムレータ１９の液圧を検出するアキュムレータ用液圧センサ３９、ホイールシリンダ９〜１２の液圧を検出するホイールシリンダ用液圧センサ４０〜４３と電気的に接続されている。

ブレーキスイッチ３７は、ブレーキペダル７が操作されたか否かに関する信号をブレーキ用ＥＣＵ３０に出力し、踏込み量検出センサ３８は、ブレーキペダル７の踏込み量に関するデータをブレーキ用ＥＣＵ３０に出力するものである。

また、ブレーキ用ＥＣＵ３０は、液圧制御弁２０〜２３、電磁方向切換弁２４〜２７、ストロークシュミレータ用電磁方向切換弁１５，１６と電気的に接続され、これらの液圧制御弁２０〜２３、電磁方向切換弁２４〜２７、ストロークシュミレータ用電磁方向切換弁１５，１６に駆動信号を送信して弁操作を行い、液圧を制御する。

ブレーキ用ＥＣＵ３０は、演算処理を行うＣＰＵ４１、記憶部となるＲＯＭ４２及びＲＡＭ４３、入力信号回路４４、出力信号回路４５、電源回路４６などを備えている。このブレーキ用ＥＣＵ３０では、「通常制動制御」、「フロントブレーキ片効き制御」を行うことができる。この「フロントブレーキ片効き制御」は、車両直進状態における急制動時に、大きな前後Ｇが発生することによりドライバーが感じる不快感を低減させるために実行される。

ブレーキ用ＥＣＵ３０のＲＯＭ４２には、ＣＰＵ４１を作動させるためのプログラムのほかに、「フロントブレーキ片効き制御」を実行するか否かの判定基準である車速設定値及び減速度設定値に関するデータ、各車輪２〜５に付与する制動力を決定するためのデータなどが記憶されている。

ブレーキ用ＥＣＵ３０のＣＰＵ４１では、ＲＯＭ４２に記憶されているプログラムを実行することで、車速を算出する車速演算部４７、減速度を算出する減速度演算部４８、車速が車速設定値よりも小さいか否かを判定する車速判定部（車速判定手段）４９、減速度が減速度設定値よりも大きいか否かを判定する減速度判定部（減速度判定手段）５０、車両１００が直進状態であるか否かを判定する直進状態判定部（直進状態判定手段）５１、各車輪２〜５に付与する制動力を制御する制御部５２が構成される。

車速演算部４７では、各車輪速センサ３１〜３４からのデータに基づいて車速を算出する。減速度演算部４８では、前後Ｇセンサ３５からのデータに基づいて車両１００の前後方向の減速度を算出する。

車速判定部４９では、車速演算部４７によって算出された車速が車速設定値より小さいか否かを判定する。減速度判定部５０では、減速度演算部４８によって算出された減速度が減速度設定値より大きいか否かを判定する。直進状態判定部５１では、実舵角センサ３６からのデータに基づいて車両１００が直進状態であるか否かを判定する。なお、車速設定値及び減速度設定値は、例えばドライバーへのモニタリング調査や実験等のデータから決定することができる。

制御部５２では、車速判定部４９による判定結果、減速度判定部５０による判定結果、直進状態判定部５１による判定結果に基づいて、「フロントブレーキ片効き制御」を実行するか否かを決定する。具体的には、直進状態判定部５１によって、車両１００が直進状態であると判定され、車速判定部４９によって、車速が車速設定値よりも小さいと判定され、減速度判定部５０によって、減速度が減速度設定値よりも大きいと判定された場合に、「フロントブレーキ片効き制御」の実行を決定する。「フロントブレーキ片効き制御」を実行しない場合には、制御部５２は、「通常制動制御」を実行する。

「通常制動制御」を実行する場合、制御部５２は、各センサからのデータに基づいて、制動距離が短くなるように各車輪２〜５に付与する制動力を決定し、各ホイールシリンダ９〜１２に供給される液圧を算出する。制御部５２は、算出された液圧となるように、液圧制御弁２０〜２３に駆動信号を出力する。

図３は、「フロントブレーキ片効き制御」を実行した際の車両に発生するヨーレイトを説明するための概略平面図である。制御部５２は、「フロントブレーキ片効き制御」を実行する場合、図３に示すように、一方の前輪（例えば右前輪３）に付与する制動力Ｆ１を、残りの車輪（例えば左前輪２、左右後輪４，５）に付与する制動力Ｆ２よりも大きくして、フロントブレーキを片効きさせ、車両１００にヨーレイトＹを発生させる。一方の前輪３に付与する制動力Ｆ１と残りの車輪２，４，５に付与する制動力Ｆ２との比率は、例えば６：４としてもよい。

図４は、ヨーレイトによって車両が旋回した状態を示すものであり、モーメントアーム長を説明するための概略平面図である。また、一方の前輪３に付与される制動力Ｆ１は、図４に示すように、車両１００の荷重移動方向Ｄにおける車両１００の重心Ｏと他方の前輪２との距離であるモーメントアーム長Ｌが最大となるように制御されることが好ましい。

なお、「フロントブレーキ片効き制御」において、制動力Ｆ１が付与される一方の前輪は、左右前輪２，３の何れでも構わないが、車両１００が左側通行の道路を走行する場合、一方の前輪を右前輪３とし、車両１００が右側通行の道路を走行する場合、一方の前輪を左前輪２とすることが好ましい。これにより、車両制動時において、車両１００の後部が対向車側と反対側に振られるため、対向車の走行に影響を与えることが回避される。

次に、本実施形態に係る制動制御装置１を備えたブレーキシステム６の基本動作について図面を参照して説明する。ブレーキスイッチ３７は、ブレーキペダル７による操作を検出すると、検出信号をブレーキ用ＥＣＵ３０に出力し、踏込み量検出センサ３８は、ブレーキペダル７による踏込み量に関するデータをブレーキ用ＥＣＵ３０に出力する。また、車輪速センサ３１〜３４、前後Ｇセンサ３５、実舵角センサ３６、アキュムレータ用液圧センサ３９、ホイールシリンダ用液圧センサ４０〜４３は、検出した各種データをブレーキ用ＥＣＵ３０に出力する。

次に、ブレーキ用ＥＣＵ３０で実行される制御処理について図５のフローチャートに沿って説明する。図５は、本発明の実施形態に係るブレーキ用ＥＣＵ３０で実行される制御処理の動作手順を示すフローチャートである。ブレーキ用ＥＣＵ３０では、まず、ブレーキスイッチ３７からの検出信号を入力し制動開始を検知する（Ｓ１）。次に、ブレーキ用ＥＣＵ３０では、車輪速センサ３１〜３４から車速に関するデータを入力し、前後Ｇセンサ３５から減速度に関するデータを入力し、実舵角センサ３６から舵角に関するデータを入力する（Ｓ２）。

続いて、ブレーキ用ＥＣＵ３０では、入力された車速に関するデータ、及び減速度に関するデータから車両１００の車速及び減速度を演算する（Ｓ３）。次に、ブレーキ用ＥＣＵ３０は、入力された舵角に関するデータに基づいて、車両１００が直進状態であるか否かの判定を行う（Ｓ４）。ステップＳ４で、車両１００が直進状態であると判定された場合には、ステップ５に進み、一方、車両１００が直進状態であると判定されなかった場合には、ステップＳ７に進む。

ステップＳ５では、ブレーキ用ＥＣＵ３０は、車速が車速設定値より小さいか否かの判定を行うと共に減速度が減速度設定値より大きいか否かの判定を行う。車速が車速設定値より小さく、且つ減速度が減速度設定値より大きいと判定された場合には、ステップＳ６に進み、一方、車速が車速設定値より小さく、且つ減速度が減速度設定値より大きいと判定されなかった場合には、ステップＳ７に進む。

ステップＳ６では、ブレーキ用ＥＣＵ３０は、「フロントブレーキ片効き制御」を実行する。具体的には、駆動信号を各液圧制御弁２０〜２３に出力し、一方の前輪３に付与する制動力Ｆ１を、残りの車輪に付与する制動力Ｆ２よりも大きくし、車両１００にヨーレイトＹを発生させる。

ステップＳ７では、ブレーキ用ＥＣＵ３０は、「通常制動制御」を実行する。ここでは、ブレーキ用ＥＣＵ３０は、各種センサからのデータに基づいて、各車輪２〜５に付与する制動力Ｆを算出する。そして、ブレーキ用ＥＣＵ３０は、算出された制動力Ｆとなるように、駆動信号を出力し各液圧制御弁２０〜２３を制御する。

このように、本実施形態においては、車両１００の直進制動時において、車速が車速設定値よりも小さく、車両の減速度が減速度設定値より大きいことを条件として、「ブレーキ片効き制御」を実行し、一方の前輪３に付与する制動力Ｆ１を残りの車輪２，４，５に付与する制動力Ｆ２よりも大きくして、車両１００にヨーレイトＹを発生させている。これにより、車両１００の前後方向の力をヨーレイトＹとして消費することで、車両制動時における後輪４，５の接地荷重の減少を低減し、ドライバーが感じる不快感を低減させることができる。

ここで、ブレーキ用ＥＣＵ３０は、「ブレーキ片効き制御」において、モーメントアーム長Ｌが最大となるように、各車輪２〜５に付与する制動力Ｆ１，Ｆ２を制御することで、車両１００の前後方向の力をヨーレイトＹとして効率良く消費することが可能となる。その結果、ドライバーが感じる不快感を一層低減させることができる。

以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態において、車輪速センサ３１〜３４からのデータに基づいて車速を演算し、前後Ｇセンサ３５からのデータに基づいて減速度を演算しているが、例えば、車速センサを始めとしたその他のセンサからのデータや、車両１００全体の制御を司るメインＥＣＵからのデータ等に基づいて、車速、減速度を算出してもよい。

また、上記実施形態において、実舵角センサ３６からのデータに基づいて、車両１００が直進状態であるか否かを判定しているが、例えば、舵角センサ、車高センサ等その他のセンサからのデータや、メインＥＣＵからのデータに基づいて、車両１００の直進状態を判定してもよい。

また、「フロントブレーキ片効き制御」における制動力Ｆ１，Ｆ２は、一定の値でもよく、車両１００の車速に応じて変化させても良い。

本発明の実施形態に係る制動制御装置を備えたブレーキシステムを示す概略構成図である。本発明の実施形態に係る制動制御装置を示すブロック図である。「フロントブレーキ片効き制御」を実行した際の車両に発生するヨーレイトを説明するための概略平面図である。ヨーレイトによって車両が旋回した状態を示すものであり、モーメントアーム長を説明するための概略平面図である。本発明の実施形態に係るＥＣＵで実行される制御処理の動作手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１…車両用制動制御装置、２…左前輪、３…右前輪、４…左後輪、５…右後輪、３０…ブレーキ用ＥＣＵ、３１〜３４…車輪速センサ（車速検出手段）、３５…前後Ｇセンサ（減速度検出手段）、４９…車速判定部（車速判定手段）、５０…減速度判定部（減速度判定手段）、５１…直進状態判定部（直線状態判定手段）、５２…制御部、１００…車両、Ｆ１，Ｆ２…制動力、Ｌ…モーメントアーム長、Ｏ…車両の重心。

Claims

車両の左右前輪に付与する制動力を制御する車両用制動制御装置において、
前記車両の車速を検出する車速検出手段と、
前記車両の減速度を検出する減速度検出手段と、
前記車速検出手段によって検出された前記車速が車速設定値よりも小さいか否かを判定する車速判定手段と、
前記減速度検出手段によって検出された前記減速度が減速度設定値よりも大きいか否かを判定する減速度判定手段と、
前記車両が直進状態であるか否かを判定する直進状態判定手段と、
前記直進状態判定手段によって、前記車両が直進状態と判定され、前記車速判定手段によって、前記車速が車速設定値よりも小さいと判定され、前記減速度判定手段によって、前記減速度が減速度設定値よりも大きいと判定された場合に、前記車両の一方の前輪に付与する制動力を、残りの車輪に付与する制動力よりも大きくなるように制御する制御部とを備えることを特徴とする車両用制動制御装置。
前記制御部は、前記車両の荷重移動方向における前記車両の重心と前記他方の前輪との距離であるモーメントアーム長が最大となるように前記一方の前輪に付与する制動力を制御することを特徴とする請求項１記載の車両用制動制御装置。
前記車両が左側通行の道路を走行する場合、前記一方の前輪は右前輪であり、
前記車両が右側通行の道路を走行する場合、前記一方の前輪は左前輪であることを特徴とする請求項１又は２記載の車両用制動制御装置。