JP5195344B2 - 制動装置及び制動方法 - Google Patents
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本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、自動ブレーキ作動中にブレーキペダルの操作が行われた際における、運転者に対するペダル違和感を低減することを課題としている。
これによって、自動ブレーキ作動中に制動操作子の操作が行われた際における、運転者に対する制動操作子の操作違和感を低減することが可能となる。
(構成)
図1は、制動装置の流体圧制御回路24その他を説明する構成図である。
ブレーキペダル22がマスタシリンダ10に連結する。マスタシリンダ10は、ブレーキ配管23を介して各ホイールシリンダ11FL〜11RRに接続する。上記マスタシリンダ10は、運転者のペダル踏力に応じて2系統の液圧を作るタンデム式となっている。本実施形態では、X配管方式を採用している。すなわち、マスタシリンダ10のプライマリ側を、左前輪、右後輪のホイールシリンダ11FL、11RRに接続し、マスタシリンダ10のセカンダリ側を、右前輪・左後輪のホイールシリンダ11FR、11RLに接続する。なお、本実施形態では、ブレーキ系統を前左輪、後右輪と前右輪と後左輪で分割するX配管方式を採用している。しかし、これに限定しない。前輪と後輪とで分割する前後配管方式で採用してもよい。
上記ブレーキ配管23の途中に流体圧制御回路24を介装する。この流体圧制御回路24は、アンチスキッド制御(ABS)、トラクション制御(TCS)、スタビリィティ制御(VDC)等で用いる制動用の流体圧制御回路である。すなわち、この流体圧制御回路24は、運転者のブレーキ操作に関わらず各ホイールシリンダ11FL〜11RRの液圧を増圧・保持・減圧できるように構成してある。
流体圧制御回路24は、プライマリ側に、制御弁、アキュムレータ14、ポンプ17&モータ19からなるアクチュエータ、及びダンパー室18を備える。上記制御弁として、ノーマルオープン型の第1ゲート制御弁12A、ノーマルオープン型のインレット制御弁13FL、13RR、ノーマルクローズ型のアウトレット制御弁15FL、15RR、ノーマルオープン型の第2ゲート制御弁16Aを備える。
インレット制御弁13FL、13RRは、第1ゲート制御弁12Aとホイールシリンダ11FL、11RRとの間の流路に介装し、その流路を閉鎖可能とする。
アキュムレータ14は、ホイールシリンダ11FL、11RRとマスタシリンダ10との間に介装する。アキュムレータ14は、例えば、シリンダのピストンに圧縮バネを対向させたバネ形のアキュムレータで構成する。アキュムレータ14の構成は、これに限定しない。各ホイールシリンダ11FL〜11RRから抜いた作動液を一時的に貯え、減圧を効率よく行うことができればよいので、ガス圧縮直圧形、ピストン形、金属ベローズ形、ダイアフラム形等、任意のタイプでよい。
第2ゲート制御弁16Aは、マスタシリンダ10及び第1ゲート制御弁12A間と、アキュムレータ14及びアウトレット制御弁15FL、15RR間とを連通する流路に介装し、その流路を開放可能とする。
ダンパー室18は、ポンプ17の吐出側の流路に配置する。ダンパー室は、吐出された作動液の脈動を抑制し、ペダル振動を弱めるために設ける。
また、セカンダリ側も、プライマリ側と同様に、制御弁と、アキュムレータ14と、ポンプ17&モータ19からなるアクチュエータと、ダンパー室18と、を備える。制御弁として、第1ゲート制御弁12Bと、インレット制御弁13FR、13RLと、アウトレット制御弁15FR、15RLと、第2ゲート制御弁16Bと、を備える。
「通常ブレーキ状態(通常モード)」
第1ゲート制御弁12A、インレット制御弁13FL、13RR、アウトレット制御弁15FL、15RR、及び第2ゲート制御弁16Aを、全て非励磁のノーマル位置とする。この場合には、マスタシリンダ10からの液圧が、そのままホイールシリンダ11FL、11RRに伝達する。
インレット制御弁13FL、13RR及びアウトレット制御弁15FL、15RRを非励磁のノーマル位置にしたまま、第1ゲート制御弁12Aを励磁して閉鎖する。また、第2ゲート制御弁16Aを励磁して開放する。更にポンプ17&モータ19を駆動する。これによって、ポンプ17は、マスタシリンダ10の液圧を第2ゲート制御弁16Aを介して吸入する。そして、吐出液圧を、インレット制御弁13FL、13RRを介してホイールシリンダ11FL、11RRに伝達する。これによって、ブレーキペダル22が非操作状態であっても、増圧する。
第1ゲート制御弁12A、アウトレット制御弁15FL、15RR、及び第2ゲート制御弁16Aが非励磁のノーマル位置にあるときに、インレット制御弁13FL、13RRを励磁して閉鎖する。又は、第1ゲート制御弁12Aを励磁して閉鎖する。これによって、ホイールシリンダ11FL、11RRからマスタシリンダ10及びアキュムレータ14への流路が遮断し、ホイールシリンダ11FL、11RRの液圧が保持状態となる。
第1ゲート制御弁12A及び第2ゲート制御弁16Aが非励磁のノーマル位置にあるときに、インレット制御弁13FL、13RRを励磁して閉鎖する。また、アウトレット制御弁15FL、15RRを励磁して開放する。これによって、ホイールシリンダ11FL、11RRの液圧がアキュムレータ14に流入して減圧する。アキュムレータ14に流入した液圧は、ポンプ17&モータ19によって吸入して、マスタシリンダ10に戻す。
ここで、上記流体圧制御回路24のうち、上記アクチュエータ及び各制御弁を制動力制御装置とも呼ぶ。
センサとして、車輪速センサ1、操舵角センサ2、横G・ヨーレイトセンサ3、マスタシリンダ圧力センサ4、及びブレーキスイッチセンサ5を備える。
車輪速センサ1は、各車輪の車輪速度Vwi(i=FL〜RR)を検出する。検出した信号は、走行制御コントローラ20に出力する。車輪速センサ1としては、例えば電磁誘導式の車輪速センサ1を採用すれば良い。
操舵角センサ2は、ステアリングホイールの操舵角θを検出する。検出した信号は、走行制御コントローラ20に出力する。操舵角センサ2としては、光学式・非接触型の操舵角センサ2を採用すれば良い。
マスタシリンダ圧力センサ4は、マスタシリンダ圧mc_Pを検出する。検出した信号は、走行制御コントローラ20に出力する。
ブレーキスイッチセンサ5は、運転者がブレーキペダル22を踏んだことを検出する。検出した信号は、走行制御コントローラ20に出力する。
また、物体認識手段6、白線認識手段7、道路環境認識手段8、及びITS制御コントローラ9を備える。
白線認識手段7は、自車両が走行する車線の白線を検出する。検出信号は、ITS制御コントローラ9に出力する。白線認識手段7は、例えばカメラで構成する。
道路環境認識手段8は、自車両が走行する道路環境を認識し、その情報をITS制御コントローラ9に出力する。道路環境認識手段8は、例えば、ナビゲーション・システムで構成する。
走行制御コントローラ20は、入力した信号に基づき、制動要求指令値、及び駆動要求指令値を算出する。制動要求指令値は制動力制御装置(制御弁及びポンプを駆動するモータ)に出力する。駆動要求指令は、エンジン出力制御装置21に出力する。すなわち、各センサからの検出信号に基づいて走行制御処理を実行し、エンジン出力制御装置と制動力制御装置とを駆動制御して車両の走行状態に応じた自動減速を行う。
まず、ステップS10にて、各種センサからのデータ(各車輪速Vwi(i=FL〜RR)、操舵角θ、横G・ヨーレイトYg、φ、マスタシリンダ圧mc_P、ブレーキスイッチBS)を読み込む。
次に、ステップS20にて、ITS制御コントローラ9からの情報を読み込む。ITS制御コントローラ9から取得する情報は、ITS制動要求指令値mc_ITS、ITS制御要求フラグITS−FLGである。ITS制御要求フラグITS−FLGは、自動制御が作動中はONとなり、自動制動が非作動の場合にはOFFとなっている。
(i)ITS制動要求指令値mc_ITS ≧ マスタシリンダ圧mc_Pの場合
目標液圧Pm=ITS制動要求指令値mc_ITSとする。
(ii)上記以外(ITS制動要求指令値mc_ITS < マスタシリンダ圧mc_P)の場合
目標液圧Pm=マスタシリンダ圧mc_Pとする。
次に、ステップS40では、ITS制御要求フラグITS−FLGがONか否かを判定する。ITS制御要求フラグITS−FLGがONの場合には、自動制動が作動中としてステップS50に移行する。
ステップS45では、各制御弁を上記「通常ブレーキ状態」に設定して、復帰する。
一方、ステップS50では、運転者がブレーキペダル22を操作したか否かを判定する。すなわち、ブレーキスイッチがONか否かを判定する。ブレーキスイッチがONと判定した場合には、第1ゲート制御弁を開状態に変更するように設定して、ステップS70に移行する。このとき、ブレーキスイッチがONを検出した場合には、第1ゲート制御弁を開に復帰させるために、当該第1ゲート制御弁への励磁電流を徐々に小さくする。すなわち各制御サイクル毎に励磁電流を所定電流ずつ小さくして、非励磁状態に復帰する。
ステップS60では、ITS制動要求指令値mc_ITSに応じて、ポンプ17&モータ19や各制御弁を制御する。例えば、ITS制動要求指令値mc_ITSの変化に基づき、増圧モード、保持モード、及び減圧モードのいずれかを判定して、各制御弁を対応するモード位置にする。すなわち、ITS制動要求指令値mc_ITSの変化が増加方向であれば、増圧モードを選択する。ITS制動要求指令値mc_ITSの変化が減少方向であれば、減圧モードを選択する。ITS制動要求指令値mc_ITSの変化がほぼゼロであれば保持モードを選択する。
一方、ステップS70では、目標液圧PmがITS制動要求指令値mc_ITSであるか否かを判定する。目標液圧PmがITS制動要求指令値mc_ITSで無い、つまりマスタシリンダ圧mc_Pの場合には、ステップS75に移行する。一方、目標液圧PmがITS制動要求指令値mc_ITSである場合には、ステップS80に移行する。
一方、ステップS80では、図4に基づき、ブレーキペダル22の踏込み速度dmc_Pに応じた回転数補正値を演算する。このときブレーキペダル22の踏込み速度(dmc_P)が大きいほど、油圧ブレーキアクチュエータのモータ回転数補正値ΔNmをより高くする。
ステップS100では、図5に示すように、ITS制御要求変化量(Δmc_ITS)の変化量(増加方向)に応じた第2モータ回転数補正値δNmを演算する。すなわち、ITS制御要求変化量(Δmc_ITS)が増加方向に大きいほど、第2モータ回転数補正値δNmを大きくする。
ΔNm ← ΔNm −δNm
ステップS130では、モータ回転数を上記演算したモータ回転数補正値ΔNmで補正する。その後ステップS140に移行する。
すなわち、ITS制動要求指令値mc_ITSの変化に応じたモータ回転数Nmを演算する。そのモータ回転数Nmに対し、下式のように、モータ回転数補正値ΔNmを加算して、最終的なモータ回転数を求める。
Nm ← Nm +ΔNm
このとき、モータ回転数は、モータ回転数補正値ΔNmで補正後の値となっている。
その後復帰する。
自動ブレーキが作動している時には、既にホイールシリンダ側に作動液が充満した状態となっている。このため、運転者のブレーキペダル22を踏込むと、ブレーキペダル22が硬くなったり、ブレーキペダル22を踏込みづらくなったりして、ペダル違和感が発生する。
これに対し、本実施形態では、運転者がブレーキペダル22を操作すると、アクチュエータのモータ19が停止している場合には駆動、駆動している場合にはモータ回転数を増速させる。これによって、マスタシリンダ10から作動液がホイールシリンダ側へ吸い込まれる。この結果、ブレーキペダル22の硬さは緩和して、ブレーキペダル22を踏む込み易くなる。
一方、踏込み速度が小さい場合、踏込み速度が大きい場合に比べてモータ回転数を低くする。この結果、急激なホイールシリンダ側への作動液増加による減速感を抑える。
すなわち、ITS制動要求指令値mc_ITSが増加方向の場合は、増圧モードとなる。この場合、モータ19&ポンプ17を作動させて、マスタシリンダ10側から作動液を吸込み、ホイールシリンダ側へ作動液を圧送させている。その状態で、運転者がブレーキペダル22を踏込んだ場合、ブレーキペダル22の移動方向は吸い込まれる方向となり、ブレーキペダル22の硬さは感じにくい。よって、ITS制動要求指令値mc_ITSの変化速度が増加方向に大きい場合は、第2モータ回転補正値δNmによって、モータ回転数補正値ΔNmを低い方向に補正することで、ブレーキペダル22の硬さと減速度変化を抑制することが可能となる。
この例では、ITS制動要求指令値mc_ITSが一定の状態でブレーキペダル22を操作した場合の例である。ブレーキペダル22を操作することで、モータ19の回転数が増速して、液圧が増加している。
ここで、本実施形態では、ITS制動要求指令値mc_ITSとマスタシリンダ圧mc_Pとのセレクトハイを行い、大きい方を目標液圧(マスター相当分)Pmとしている。このため、マスタシリンダ圧mc_PがITS制動要求指令値mc_ITS以上となった時点で、目標液圧(マスター相当分)Pmとしてマスタシリンダ圧mc_Pを採用する。また、ブレーキペダル22を戻して、マスタシリンダ圧mc_Pが低下する場合には、マスタシリンダ圧mc_PがITS制動要求指令値mc_ITS以下となった時点で、目標液圧(マスター相当分)PmとしてITS制動要求指令値mc_ITSを採用する。
ここで、ブレーキペダル22が制動操作子を構成する。上記ITS制御コントローラ9が自動ブレーキ手段を構成する。ステップS80〜S130が制動操作補正手段を構成する。走行制御コントローラ20が液圧制御手段を構成する。ステップS30が制御量選択手段を構成する。マスタシリンダ圧センサは目標制動量演算手段を構成する。
(1)自動ブレーキ手段は、制動操作子の操作とは別の所定の作動条件を満足すると作動して制動要求指令値を演算する。目標制動量演算手段は、制動操作子の操作量に基づく目標制動量を演算する。制御量選択手段は、上記制動要求指令値及び目標制動量のうち、大きい方を目標液圧として選択する。液圧制御手段は、上記ホイールシリンダの液圧を上記制御量選択手段が選択した目標液圧となるように上記ポンプ及び制御弁を制御する。また、制動操作補正手段が、上記自動ブレーキ手段が作動中に、上記制動操作子の制動方向への操作を検出すると、上記マスタシリンダからの上記ポンプによる単位時間当たりの作動液吸込み量を増大方向に補正すると共に、自動ブレーキ手段の制動要求指令値が増加中と判定すると、上記単位時間当たりの作動液吸込み量の増大補正量を低減する方向に補正する。
増大方向に補正するとは、ポンプ17が駆動していない場合には当該ポンプ17を駆動することで、単位時間当たりの作動液吸込み量を増大することも含む。
運転者が制動操作子を制動方向に操作する際に、マスタシリンダ10から作動液を吸込む、若しくは吸込む量を増大する。この結果、制動操作子の硬さが緩和して、当該制動操作子を操作し易くなる。
また、自動ブレーキ手段の制動要求指令値mc_ITSが増加方向の場合は、増圧モードとなる。この場合、ポンプ17を作動させて、マスタシリンダ10側から作動液を吸込み、ホイールシリンダ側へ作動液を圧送させている。その状態で、運転者が制動操作子を制動方向に操作した場合、増圧モードの制御によって制動操作子の硬さは緩和している。
この結果、制動操作子の硬さを緩和しつつ、減速度変化を抑制することが可能となる。
また、制動操作子の操作量に応じた目標制動量が上記制動要求指令値よりも大きい場合には、目標制動量に応じた液圧となるように上記ポンプ17及び制御弁を制御する。すなわち、制動操作子の操作量に応じた目標制動量と制動要求指令値のセレクトハイを行う。
これによって、運転者のマニュアルブレーキを操作しても、自動ブレーキ手段を中止することによる減速度変化が発生させることを防止する。この結果、滑らかに、運転者が操作するマニュアルブレーキによる制動力へ移行することが可能となる。
これによって、運転者の制動操作子の制動方向への操作速度(踏込み速度)が大きいほど、マスタシリンダ10からホイールシリンダ側への作動液の吸込み量が増加する。この結果、制動方向への操作速度に応じて、運転者が操作する制動操作子の硬さを緩和する。
一方、制動方向への操作速度(踏込み速度)が小さい場合、マスタシリンダ10からホイールシリンダ側への作動液の吸込み量の増大補正量が小さい。この結果、急激なホイールシリンダ側への作動液増加による減速感を抑える。
(3)制動操作補正手段は、上記モータ19の回転速度を早くすることで単位時間当たりの作動液吸込み量を増大補正する。
これによって、確実に単位時間当たりの作動液吸込み量を増大補正することが可能となる。
(1)上記実施形態では、運転者のブレーキペダル22の踏込み速度(dmc_P)に応じて連続的にモータ回転数補正値ΔNmを変化させている。ただし、これに限定しない。
例えば、図9に示すように、踏込み速度(dmc_P)に応じて複数段階で増加するように、モータ回転数補正値ΔNmを設定しても良い。
ここで、運転者のブレーキペダル22の踏込み速度(dmc_P)の変動によってモータ回転数が変動することで音色変化等の音振悪化やペダルフィーリングの悪化が発生する可能性がある。
これに対し、多段階で変更することで、踏込み速度(dmc_P)の変動によるモータ回転数の変動を小さく抑えることが可能となる。
また、踏込み速度(dmc_P)に応じて複数のモータ回転数マップを用意して、踏込み速度に応じて使用するモータ回転数マップを変更しても良い。
10 マスタシリンダ
11FL〜11RR 各ホイールシリンダ
12A、12B 第1ゲート制御弁
13FL〜13RR インレット制御弁
15FL〜15RR アウトレット制御弁
14 アキュムレータ
16A、16B 第2ゲート制御弁
17 ポンプ
18 ダンパー室
19 モータ
20 走行制御コントローラ(自動ブレーキ手段、液圧制御手段)
22 ブレーキペダル(制動操作子)
23 ブレーキ配管
24 流体圧制御回路
mc_ITS ITS制動要求指令値
mc_P マスタシリンダ圧
Nm モータ回転数
ΔNm モータ回転数補正値
δNm 第2モータ回転数補正値
Claims (4)
- 運転者が操作する制動操作子と、その制動動作子に連結するマスタシリンダと、マスタシリンダとホイールシリンダとを接続するブレーキ配管と、そのブレーキ配管に介装した制御弁と、マスタシリンダ内の作動液を吸込んでホイールシリンダに圧送可能なポンプと、
制動操作子の操作とは別の所定の作動条件を満足すると作動して制動要求指令値を演算する自動ブレーキ手段と、
制動操作子の操作量に基づく目標制動量を演算する目標制動量演算手段と、
上記制動要求指令値及び目標制動量のうち、大きい方を目標液圧として選択する制御量選択手段と、
上記ホイールシリンダの液圧を上記制御量選択手段が選択した目標液圧となるように上記ポンプ及び制御弁を制御する液圧制御手段と、
上記自動ブレーキ手段が作動中に、上記制動操作子の制動方向への操作を検出すると、上記マスタシリンダからの上記ポンプによる単位時間当たりの作動液吸込み量を増大方向に補正すると共に、自動ブレーキ手段の制動要求指令値が増加中と判定すると、上記単位時間当たりの作動液吸込み量の増大補正量を低減する方向に補正する制動操作補正手段と、を備えることを特徴とする制動装置。 - 上記制動操作補正手段は、制動操作子の制動方向への操作速度が早いほど、単位時間当たりの作動液吸込み量を増大することを特徴とする請求項1に記載した制動装置。
- 上記ポンプを回転駆動するモータを備える制動装置であって、
上記制動操作補正手段は、上記モータの回転速度を早くすることで単位時間当たりの作動液吸込み量を増大補正することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載した制動装置。 - マスタシリンダとホイールシリンダとを接続するブレーキ配管に介装した制御弁及びポンプを制御することで上記ホイールシリンダの液圧を制御しているときに、運転者が操作する制動操作子の制動方向への操作を検出すると、当該制動操作子の制動方向への操作速度が早いほど、上記ポンプによる、上記マスタシリンダからの単位時間当たりの作動液吸込み量を増大方向に補正することを特徴とする制動方法。
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