JP5195345B2 - 制動装置及び制動方法 - Google Patents
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Description
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(制動操作子)の操作が行われた際における、運転者に対するペダル違和感を低減することを課題としている。
このように、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。
第1ゲート制御弁12Aは、マスタシリンダ10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、ガズ圧縮直圧形、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。
ポンプ17は、その吸入側を、アキュムレータ14とアウトレット制御弁15FL、15RRとの間の流路に連通する。また、吐出側を、第1ゲート制御弁12Aとインレット制御弁13FL、13RRとの間の流路に連通する。ポンプ17は、例えば、負荷圧力に関わりなく略一定の吐出量を確保できる歯車ポンプ17を使用する。ポンプ17は、ピストンポンプ等の容積形のポンプであっても良い。
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。
物体認識手段6は、自車両前方の物体を検出する。検出信号は、ITS制御コントローラ9に出力する。物体認識手段6は、例えば車両前部に配置した、レーザレーダから構成する。
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。
まずステップS300で、自動ブレーキの作動条件を満足したか否かを判定する。作動条件を満足する場合にはステップS310に移行し、作動条件を満足しない場合にはステップS390に移行する。
ステップS390では、ITS制動要求フラグITS_FLGをOFFにして復帰する。
また、ステップS310では、ITS制動要求フラグITS_FLGをONにして、ステップS320に移行する。
ステップS330では、減少勾配を算出する。
ブレーキペダルの踏込み速度dmc_Pを演算する。そして、図4に基づき、ブレーキペダル22の踏込み速度dmc_Pに応じた減少勾配ΔPmc_ITSを演算する。この減少勾配は、ブレーキペダル22の踏込み速度(dmc_P)が大きいほど大きくなる。
すなわち、図5に基づき、ITS制動要求指令値(mc_ITS)の大きさに応じた第1減少勾配補正量ΔPmc_ITS_s1を演算する。この第1減少勾配補正量ΔPmc_ITS_s1は、ITS制動要求指令値(mc_ITS)が大きいほど大きな値となる。なお、この第1減少勾配補正量ΔPmc_ITS_s1の演算は、ブレーキスイッチがONとなったことを検出した時点だけで設定しても良い。
すなわち、図6に基づき、ITS制動要求指令値の変化量(Δmc_ITS)の大きさに応じた第2減少勾配補正量ΔPmc_ITS_s2を演算する。この第2減少勾配補正量ΔPmc_ITS_s2は、ITS制動要求指令値の変化量(Δmc_ITS)が大きいほど大きな値となる。
次に、ステップS360では、下記式に基づき最終的な減少勾配ΔPmc_ITS0を求める。
ΔPmc_ITS0 = ΔPmc_ITS +ΔPmc_ITS_s1
−ΔPmc_ITS_s2
すなわち、下記式のように、制御サイクルにおける前回のITS制動要求指令値mc_ITS(n−1)から最終的な減少勾配ΔPmc_ITS0を減算して、ITS制動要求指令値mc_ITSを演算する。そして復帰する。
mc_ITS =mc_ITS(n−1) −ΔPmc_ITS0
ここで、(n−1)は一サイクル前の値を示す。
次に、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(各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S30にて、下記式のように、ITS制動要求指令値mc_ITSとマスタシリンダ圧mc_P(目標制動量)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とする。目標液圧Pmは、減速制御のための目標値である。なお、マスタシリンダ圧mc_P(目標制動量)は、ブレーキペダルの操作量に応じた目標制動量である。
(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。
ここで、セレクトハイを行うことで、スムースに運転者への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。
一方、ITS制動要求フラグITS−FLGがOFFの場合には、自動制動が非作動中としてステップS45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。
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、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、各弁を対応するモード位置にする。また、ITS制動要求指令値mc_ITSの変化に応じたモータ回転数でポンプ17&モータ19を駆動する。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。この状態で、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の操作を検知すると、ITS制動要求指令値mc_ITSを減圧させる。これによってホイールシリンダ側の作動液の充満を緩和させ、ペダル違和感を抑制する。
このとき、運転者のブレーキペダルの踏込み速度によってITS制動要求指令値mc_ITSの減少勾配ΔPmc_ITSを変化させる。
一方、踏込み速度が小さい場合は、ITS制動要求指令値mc_ITSの減少勾配ΔPmc_ITSを相対的に小さくする。これによって、急減圧による減速度抜け感を減らす。ここで、運転者の踏込み速度が小さい場合は、踏込み速度が大きい場合に比べて、ブレーキペダル硬さは小さい。
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の操作を検知することで、マニュアルブレーキ状態に移行する。マニュアルブレーキ状態に移行するために、ITS制動要求指令値mc_ITSを、所定の減少勾配ΔPmc_ITSで小さくする。
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。
ここで、ブレーキペダル22が制動操作子を構成する。ITS制御コントローラ9が自動制動量演算手段を構成する。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S330〜S370が減少勾配調整手段を構成する。ITS制御コントローラ9及び走行制御コントローラ20、ステップS330〜S370は、自動ブレーキ手段を構成する。
(1)自動制動量演算手段は、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。また、自動制動量演算手段は、上記制動操作子の操作を検出すると、自動ブレーキの終了処理として、所定の減少勾配で上記制動要求指令値を小さくする。そして、液圧制御手段は、上記ホイールシリンダの液圧が上記制動要求指令値に応じた液圧となるように上記流体圧制御回路を制御する。このとき、減少勾配調整手段は、上記所定の減少勾配を、上記制動操作子の制動方向への操作速度が大きいほど大きくする。
このとき、踏込み速度が大きい場合には、上記減少勾配ΔPmc_ITSを大きくすることで、ホイールシリンダ側の作動液の充満をより緩和させる。このとき、直ぐにマニュアルブレーキによる液圧が発生することでき、急減圧による減速度抜け感(トレードオフ)も抑えることができる。
一方、踏込み速度が小さい場合はITS制動要求指令値の減少勾配(ΔPmc_ITS)を小さくすることで、急減圧による減速度抜け感は減らすことができる。なお、運転者の踏込み速度が小さい場合は、踏込み速度が大きい場合に比べて、ブレーキペダル硬さはあまり感じることが無い。
ITS制動要求指令値(mc_ITS)が大きい時に、運転者が制動操作子(ブレーキペダル)を操作した場合、ITS制動要求指令値(mc_ITS)が小さい場合に比べて、ホイールシリンダ側の作動液圧が高い。このことから、運転者がブレーキペダルの硬さをより感じる。
これに対し、ITS制動要求指令値の減少勾配(ΔPmc_ITS)を大きい方向に補正することで、ブレーキペダルの硬さをより抑制することができる
ITS制動要求指令値が増加方向の場合は、モータ&ポンプを作動させて、マスタシリンダ側より作動液を吸い込み、ホイールシリンダ側へ作動液を圧送させている。その際に、運転者がブレーキペダルを踏込んだ場合には、ブレーキペダルは吸い込まれる方向となり、ブレーキペダルの硬さは感じにくい。
このようなことから、ITS制動要求指令値変化量(Δmc_ITS)が増加方向に大きい場合は、ITS制動要求指令値の減少勾配(ΔPmc_ITS)を小さい方向に補正する。この結果、ブレーキペダルの硬さと減速度変化を抑制することが可能となる。
これによって、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。
(1)上記実施形態では、運転者のブレーキペダルの踏込み速度(dmc_P)に応じて連続的に減少勾配を決定している。これに代えて、運転者のブレーキペダルの踏込み速度(dmc_P)の変動によって減少勾配が変動することで、減速度変動が発生する可能性がある。これを鑑みて、2、3段階等の多段階の減少勾配マップを予め決め、運転者のブレーキペダルの踏込み速度(dmc_P)に応じて、予め決定したマップを切り替えるようにして減少勾配を決めても良い。
例えば、図9に記すように、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。
10 マスタシリンダ
11FL〜11RR ホイールシリンダ
17 ポンプ
19 モータ
20 走行制御コントローラ(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
dmc_P 踏込み速度
ITS_FLG 制動要求フラグ
mc_ITS 制動要求指令値
mc_P マスタシリンダ圧
Pm 目標液圧
ΔPmc_ITS 減少勾配
ΔPmc_ITS_s1 第1減少勾配補正量
ΔPmc_ITS_s2 第2減少勾配補正量
Claims (5)
- 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されてホイールシリンダの液圧を調整可能な流体圧制御回路と、
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上記流体圧制御回路を制御することで上記ホイールシリンダの液圧を制御すると共に、制動操作子の操作を検出すると自動ブレーキの終了処理を行う自動ブレーキ手段と、を備え、
上記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と共に、上記制動操作子の操作を検出すると上記終了処理として所定の減少勾配で上記制動要求指令値を小さくする自動制動量演算手段と、
上記ホイールシリンダの液圧が上記制動要求指令値に応じた液圧となるように上記流体圧制御回路を制御する液圧制御手段と、
上記所定の減少勾配を、上記制動操作子の制動方向への操作速度が大きいほど大きくする減少勾配調整手段と、
を備えることを特徴とする制動装置。 - 上記減少勾配調整手段は、上記制動操作子の操作を検出したときの制動要求指令値が大きいほど、上記所定の減少勾配を大きくなる方向に補正することを特徴とする請求項1に記載した制動装置。
- 上記減少勾配調整手段は、上記制動要求指令値の変化量が増圧方向の場合には、上記所定の減少勾配を小さくなる方向に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。
- 上記液圧制御手段は、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、上記目標制動量に応じた液圧となるように上記流体圧制御回路を制御することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載した制動装置。
- 運転者が操作する制動操作子に連結するマスタシリンダを、ブレーキ配管を介してホイールシリンダに接続すると共に、そのブレーキ配管にホイールシリンダの液圧を調整可能な流体圧制御回路を設け、
制動操作子の操作とは別の所定の作動条件を満足することで制動要求指令値を演算して、上記ホイールシリンダの液圧が上記制動要求指令値に応じた液圧となるように上記流体圧制御回路を制御しているときに、上記制動操作子の操作を検出すると所定の減少勾配で上記制動要求指令値を小さくし、
その上記所定の減少勾配を、上記制動操作子の制動方向への操作速度が大きいほど大きくすることを特徴とする制動方法。
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