JP6746839B2

JP6746839B2 - 制動制御装置

Info

Publication number: JP6746839B2
Application number: JP2016062099A
Authority: JP
Inventors: 山下　真司; 真司山下
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2016-03-25
Filing date: 2016-03-25
Publication date: 2020-08-26
Anticipated expiration: 2036-03-25
Also published as: JP2017171227A

Description

本発明は、車両の制動の制御を行う制動制御装置に関する。

四輪車の制動装置として、ドラムブレーキが知られている。ドラムブレーキは、車軸とともに回転する円筒形状のドラムに、ブレーキシューを押し付けて、ドラムとブレーキシューとの摩擦力によってドラムの回転を抑制することで、制動を行う。ドラムブレーキは、後輪の制動に用いられることが多い。例えば、特許文献１には、後輪の制動にドラムブレーキを用いたブレーキ装置が記載されている。

四輪車において大きな減速度で停車した場合、制動により荷重が車両の前方にかかることで車両の前方が沈み込み、車両の後方が浮き上がる（図４（ａ）参照）。次に、その反動で車両の前方が浮き上がり、車両の後方が沈み込む揺り返し（図４（ｂ）参照）が発生する。この揺り返しが発生するときに、ドラムブレーキから異音が発生する場合がある。後輪のサスペンションがトレーリングアーム式の場合、後輪がトレーリングアームを介して車体に接続されているので、揺り返しの際に、トレーリングアームが後輪に対して相対的に回転することになる。図４（ｂ）においては、同図（ａ）の状態と比べて、トレーリングアームが角度θだけ回転している。このとき、後輪のドラムブレーキにおいて、ブレーキシューがドラムに対して相対的に回転移動し、スティックスリップ現象により異音が発生する。

特開２０１５-８５８３４号公報

本発明は上記した事情のもとで考え出されたものであって、大きな減速度で停車した場合でも、揺り返しによる異音の発生を抑制できる制動制御装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明によって提供される制動制御装置は、後輪の制動にドラムブレーキを用いる車の制動制御装置であって、前記車が停車したか否かを判定する停車判定部と、前記停車判定部によって停車したと判定された場合に、前記車の停車直前の減速度が所定値以上であったか否かを判定する減速度判定部と、前記減速度判定部によって前記減速度が所定値以上であったと判定された場合に、前記後輪のホイールシリンダの圧力を減圧させる減圧指示部とを備えていることを特徴とする。

好ましい実施の形態においては、前記制動制御装置は、所定の解除条件が満たされたか否かを判定する解除条件判定部と、前記減圧指示部によって前記圧力が減圧された状態で、前記解除条件判定部によって前記解除条件が満たされたと判定された場合に、前記圧力を元に戻させる減圧解除部とをさらに備えている。

本発明によると、制動制御装置は、車が停車したとき、停車直前の減速度が所定値以上の場合に、後輪のホイールシリンダの圧力を減圧させる。大きな減速度で停車して揺り返しが発生しても、揺り返しが発生している間、ブレーキシューとドラムとの摩擦力が低下しているので、スティックスリップ現象の発生が抑制される。したがって、揺り返しによる異音の発生を抑制できる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

第１実施形態に係る制動制御装置が適用された車の構成を示すブロック図である。第１実施形態に係る異音防止制御処理を説明するためのフローチャートの一例を示す図である。異音防止制御機能が発揮された状態を示すタイミングチャートを示す図である。四輪車において大きな減速度で停車した場合に発生する揺り返しを説明するための図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。

図１は、第１実施形態に係る制動制御装置が適用された車１の構成を示すブロック図である。図１に示すように、車１は、制動制御部２、車輪速センサ３、加速度センサ４、ブレーキセンサ５、油圧システム６、および、ドラムブレーキ７を備えている。なお、車１はその他の構成も備えているが、図１においては記載を省略している。

車輪速センサ３は、車１の各車輪の車輪速を検出するセンサである。車輪速センサ３は、各車輪の車軸の回転速度をそれぞれ検出し、これらに基づいて、各車輪の車輪速を算出する。車輪速センサ３は、検出した各車輪速を、制動制御部２に出力する。

加速度センサ４は、車１の進行方向に作用する加速度（減速度）を検出するセンサである。本実施形態では、減速度に基づく判定を行うので、加速度センサ４は、減速度を検出して、制動制御部２に出力するものとする。なお、加速度センサ４は、車輪速センサ３が算出した車輪速の時間変化に基づいて減速度を算出するようにしてもよい。また、制動制御部２が、加速度センサ４から入力される減速度を用いる代わりに、車輪速センサ３から入力される車輪速に基づいて減速度を算出して用いるようにしてもよい。

ブレーキセンサ５は、図示しないブレーキペダルの操作の有無を検出するセンサである。ブレーキペダルの操作があった場合にオンとなり、ブレーキペダルの操作がない場合にオフとなる信号が、制動制御部２に出力される。なお、本実施形態では、ブレーキセンサ５は、操作の有無を示す信号を出力しているが、ブレーキペダルの操作量を検出して出力するようにしてもよい。この場合は、制動制御部２が、入力される操作量を所定の閾値と比較して、ブレーキペダルの操作の有無を判断すればよい。

油圧システム６は、油圧によってブレーキ操作を各ブレーキに伝達するものである。油圧システム６は、マスタシリンダ６１、ホイールシリンダ６２、油圧経路６３、および、バルブ６４を備えている。なお、図１においては、油圧システム６のうち、後輪のブレーキであるドラムブレーキ７に関する部分のみを記載しており、前輪のブレーキに関する部分の記載を省略している。また、実際には後輪が２つあるが、図１においては、一方の後輪のドラムブレーキ７に関する部分のみの記載としている。

マスタシリンダ６１は、図示しないブレーキペダルの操作量に応じて、油圧経路６３に圧力を加える。当該圧力は、油圧経路６３を介してホイールシリンダ６２に加えられる。

バルブ６４は、油圧経路６３に設けられたバルブであり、制動制御部２より入力される信号に基づいて開閉を行うことで、ホイールシリンダ６２に加えられる圧力の調整を行う。本実施形態では、ＡＢＳ（Antilock Brake System）機能を備えているので、図示しない保持ソレノイドバルブと減圧ソレノイドバルブとを備えている。ＡＢＳ機能を発揮しない場合は、保持ソレノイドバルブを開き、減圧ソレノイドバルブを閉じており、マスタシリンダ６１の圧力が、そのまま、ホイールシリンダ６２に加えられる。ＡＢＳ機能を発揮する場合は、保持ソレノイドバルブを閉じ、減圧ソレノイドバルブを開閉させることで、ホイールシリンダ６２に加えられる圧力を変化させる。なお、バルブ６４は、ＡＢＳ機能に対応していないものであってもよく、ホイールシリンダ６２に加えられる圧力の調整を行うことができればよい。

ドラムブレーキ７は、後輪用のブレーキであって、車軸とともに回転する円筒形状のドラム７１、および、ドラム７１の内側に配置される２つのブレーキシュー７２を備えている。２つのブレーキシュー７２は、バネによって、ドラム７１の内面から離れる方向に付勢されている。油圧システム６によって、ホイールシリンダ６２に圧力がかかると、バネに抗して２つのブレーキシュー７２がドラム７１の内面に押し付けられる。そして、ドラム７１とブレーキシュー７２との摩擦力によってドラム７１の回転が抑制され、後輪が制動される。

制動制御部２は、制動の電子制御を行うものであり、ＣＰＵおよびメモリを備えたマイクロコンピュータによって実現されている。制動制御部２は、ＡＢＳ機能および異音防止機能を備えている。制動制御部２は、走行時に急ブレーキをかけた場合などに、車輪毎の減速度などに基づいて各車輪の制動を制御することで、ＡＢＳ機能を発揮する。ＡＢＳ機能についての詳細な説明は省略する。また、制動制御部２は、急停止時に後述する異音防止機能を発揮する。ＡＢＳ機能と異音防止機能とでは、機能を発揮する条件が異なるので、両機能の制御が干渉することはない。なお、制動制御部２は、電子制御ブレーキシステム(EBD：Electronic Brake force Distribution)や、トラクション・コントロール・システム（TCS：traction control system）の機能を備えていてもよいし、逆に、ＡＢＳ機能を備えず、異音防止機能のみを備えていてもよい。

制動制御部２は、異音防止機能のための機能ブロックとして、停車判定部２１、減速度判定部２２、減圧指示部２３、解除条件判定部２４、減圧解除部２５、および、タイマ２６を備えている。

停車判定部２１は、車１が停車したか否かを判定する。停車判定部２１は、車輪速センサ３より入力される各車輪速ｖ_rr，ｖ_rl，ｖ_fr，ｖ_flのうちいずれか３つが０[ｋｍ/ｓ]になった場合に、車１が停車したと判定する。なお、停車の判定方法は、これに限定されない。例えば、各車輪速ｖ_rr，ｖ_rl，ｖ_fr，ｖ_flのうちいずれか１つまたは２つが０[ｋｍ/ｓ]になった場合に、車１が停車したと判定するようにしてもよいし、他の方法で停車を判定するようにしてもよい。判定結果は、減速度判定部２２に出力される。

減速度判定部２２は、車１が停車した場合に、異音防止機能を発揮させる必要があるか否かを判定する。減速度判定部２２には、加速度センサ４によって検出された減速度ａが入力されている。減速度判定部２２は、停車判定部２１から入力される判定結果が停車を示す場合、停車直前の減速度ａを所定の減速度ａ₀（例えば、０．２Ｇ≒１．９６［ｋｍ/ｓ²］）と比較する。そして、減速度ａが所定の減速度ａ₀以上の場合、異音防止機能を発揮させる必要があると判定する。本実施形態においては、各車輪速ｖ_rr，ｖ_rl，ｖ_fr，ｖ_flがいずれも所定の速度ｖ₀(例えば１［ｋｍ/ｓ］)以下になったときの減速度ａがメモリに記憶され、停車直前の減速度ａとして用いられる。なお、停車と判定された時の所定時間（例えば１秒）前の減速度ａを、停車直前の減速度ａとしてもよい。一般的に、減速度が０．２Ｇ以上の場合、搭乗者が不快と感じる程度の揺り返しが発生すると言われている。したがって、本実施形態においては、所定の減速度ａ₀を０．２Ｇとしている。なお、所定の減速度ａ₀は限定されず、実際に異音が発生する減速度を実験により検出し、当該減速度より小さい値を所定の減速度ａ₀として設定してもよい。判定結果は、減圧指示部２３に出力される。

減圧指示部２３は、異音防止機能を発揮させる必要がある場合に、バルブ６４に減圧指示を出力する。減圧指示部２３は、減速度判定部２２より入力される判定結果が、異音防止機能を発揮させる必要があることを示す（ａ≧ａ₀）場合、バルブ６４に、減圧指示を出力する。具体的には、バルブ６４の保持ソレノイドバルブを閉じ、減圧ソレノイドバルブを開くための開閉信号を出力する。これにより、ホイールシリンダ６２に加えられている圧力が減圧される。また、減圧指示部２３は、バルブ６４に減圧指示を出力したことを示す信号を解除条件判定部２４およびタイマ２６に出力する。

タイマ２６は、バルブ６４に減圧指示が出力されてからの時間を計時する。タイマ２６は、減圧指示部２３から信号を入力された時に計時を開始し、計時された経過時間を解除条件判定部２４に出力する。

解除条件判定部２４は、減圧を解除するための条件（解除条件）が満たされたか否かを判定する。本実施形態においては、減圧指示部２３から減圧指示が出力されてから所定時間Ｔ（例えば、０．５［ｓ］）が経過したことを、解除条件としている。解除条件判定部２４は、減圧指示部２３から信号を入力された後に、タイマ２６から入力される経過時間が所定時間Ｔ以上になった場合に、解除条件が満たされたと判定する。なお、所定時間Ｔは限定されず、揺り返しが終了する時間を超えるように設定されればよい。また、解除条件は、所定時間Ｔが経過したことに限定されない。例えば、ブレーキセンサ５から入力される信号がオフになったこと（つまり、ブレーキペダルの操作が解除されたこと）を解除条件としてもよい。また、車輪速センサ３から入力される各車輪速が所定の速度（例えば速度ｖ₀）以上になったことを解除条件としてもよい。また、その他の条件を解除条件としてもよい。また、これらの各条件のうちのいくつかを組み合わせた条件を解除条件としてもよい。この場合、組み合わせた条件をすべて満たすことを解除条件としてもよいし、いずれかの条件を満たすことを解除条件としてもよい。判定結果は、減圧解除部２５に出力される。

減圧解除部２５は、解除条件が満たされた場合に、バルブ６４に減圧解除指示を出力する。減圧解除部２５は、解除条件判定部２４より入力される判定結果が、解除条件が満たされたことを示す場合、バルブ６４に、減圧解除指示を出力する。具体的には、バルブ６４の保持ソレノイドバルブを開き、減圧ソレノイドバルブを閉じるための開閉信号を出力する。これにより、ホイールシリンダ６２に加えられる圧力が減圧前の圧力に戻る。

図２は、制動制御部２が行う異音防止制御処理を説明するためのフローチャートの一例である。当該異音防止制御処理は、ドライバがイグニッションキーの操作などによってエンジンスタートを指令したときに開始される。

まず、車１が停車したか否かが判定される（Ｓ１）。具体的には、停車判定部２１が、車輪速センサ３から入力される各車輪速ｖ_rr，ｖ_rl，ｖ_fr，ｖ_flのうちいずれか３つが０[ｋｍ/ｓ]になったか否かを判定する。停車していないと判定された場合（Ｓ１：ＮＯ）、ステップＳ１に戻って、停車の判定が繰り返される。

停車したと判定された場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、異音防止機能を発揮させる必要があるか否かが判定される（Ｓ２）。具体的には、減速度判定部２２が、加速度センサ４から入力されて記憶された停車直前の減速度ａを所定の減速度ａ₀と比較し、減速度ａが所定の減速度ａ₀以上であるか否かを判定する。異音防止機能を発揮させる必要がないと判定された場合（Ｓ２：ＮＯ）、ステップＳ１に戻って、停車の判定が繰り返される。

異音防止機能を発揮させる必要があると判定された場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、減圧指示が出力される（Ｓ３）。具体的には、減圧指示部２３が、保持ソレノイドバルブを閉じ、減圧ソレノイドバルブを開くための開閉信号を出力する。これにより、ホイールシリンダ６２に加えられている圧力が減圧される。

次に、解除条件が満たされたか否かが判定される（Ｓ４）。具体的には、解除条件判定部２４が、タイマ２６から入力される経過時間が所定時間Ｔ以上になったか否かを判定する。解除条件が満たされていないと判定された場合（Ｓ４：ＮＯ）、ステップＳ４に戻って、解除条件の判定が繰り返される。

解除条件が満たされたと判定された場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、減圧解除指示が出力される（Ｓ５）。具体的には、減圧解除部２５が、保持ソレノイドバルブを開き、減圧ソレノイドバルブを閉じるための開閉信号を出力する。これにより、ホイールシリンダ６２に加えられる圧力が減圧前の圧力に戻る。そして、ステップＳ１に戻って、停車の判定が繰り返される。

異音防止制御処理は、ドライバがイグニッションキーの操作などによってエンジン停止を指令した場合などに終了される。なお、制動制御部２が行う異音防止制御処理は、これに限られない。

なお、制動制御部２は、従来から備えられているＡＢＳＥＣＵ（Electronic Control Unit）に、異音防止制御処理のためのプログラムを追加することで実現してもよい。つまり、従来の制動システムにおいて、異音防止制御処理のためのプログラムを追加するだけで実現可能である。

図３は、異音防止制御機能が発揮された状態を示すタイミングチャートを示している。同図（ａ）は、車輪速の変化を示している。なお、各車輪速ｖ_rr，ｖ_rl，ｖ_fr，ｖ_flが同一の車輪速ｖであるとして示している。同図（ｂ）は、減速度ａの変化を示している。同図（ｃ）は、後輪のホイールシリンダ６２に加わる圧力ｐの変化を示している。

車１が等速度で走行しているときに、時刻ｔ₀でブレーキペダルを踏み込んで、急ブレーキをかけた場合を想定している。ブレーキペダルの操作により、マスタシリンダ６１からホイールシリンダ６２に圧力が加えられ、時刻ｔ₀でホイールシリンダ６２の圧力ｐがｐ₁に上昇している（同図（ｃ）参照）。これにより、後輪が制動され、減速度ａが上昇し（同図（ｂ）参照）、車輪速ｖが下降していく（同図（ａ）参照）。なお、説明の簡略化のために、時間遅れを無視し、また、各値が瞬時に変化するものとして示している。

そして、同図（ａ）に示すように、時刻ｔ₁で、車輪速ｖが所定の車輪速ｖ₀まで下降している。制動制御部２は、車輪速ｖが所定の車輪速ｖ₀以下になったとき（時刻ｔ₁）に、この時の減速度ａを停車直前の減速度ａとしてメモリに記憶する。そして、制動制御部２は、車輪速ｖが「０」になったとき（時刻ｔ₂）に車１が停車したと判定し、メモリに記憶された停車直前の減速度ａを所定の減速度ａ₀と比較する。同図（ｂ）に示すように、時刻ｔ₁のときの減速度ａが所定の減速度ａ₀以上なので、制動制御部２は、異音防止機能を発揮させる必要があると判断し、バルブ６４に減圧指示を出力する。これにより、ホイールシリンダ６２の圧力ｐが減圧されて、ｐ₂に下降している（同図（ｃ）参照）。ホイールシリンダ６２の圧力ｐが減圧されたことで、ブレーキシュー７２とドラム７１との摩擦力が低下する。

そして、制動制御部２は、減圧指示が出力されてから所定時間Ｔが経過した時刻ｔ₃で、解除条件が満たされたと判定し、バルブ６４に減圧解除指示を出力する。これにより、ホイールシリンダ６２の圧力ｐが減圧前のｐ₁に戻っている（同図（ｃ）参照）。

本実施形態によると、制動制御部２は、車１が停車したときに、停車直前の減速度ａが減速度ａ₀以上の場合に、バルブ６４に減圧指示を出力する。これにより、ホイールシリンダ６２に加えられている圧力が減圧され、ブレーキシュー７２とドラム７１との摩擦力が低下する。大きな減速度で停車して揺り返しが発生しても、揺り返しが発生している間、ブレーキシュー７２とドラム７１との摩擦力が低下しているので、スティックスリップ現象の発生が抑制される。したがって、揺り返しによる異音の発生を抑制できる。

また、本実施形態によると、制動制御部２は、解除条件が満たされた場合（減圧指示が出力されてから所定時間Ｔが経過した場合）に、バルブ６４に減圧解除指示を出力する。これにより、ホイールシリンダ６２に加えられる圧力が減圧前の圧力に戻る。したがって、ホイールシリンダ６２に加えられる圧力が減圧された状態が継続することを防止できる。

さらに、本実施形態によると、車２にはＡＢＳ機能のための油圧システム６が備えられているので、油圧システムに新たなバルブなどを追加することなく、異音防止機能を備えることができる。また、ＡＢＳＥＣＵに異音防止制御処理のためのプログラムを追加することで制動制御部２を実現する場合は、新たにＥＣＵを追加する必要もない。

なお、減圧指示部２３が出力する減圧指示は、減圧の程度も指示できるものであってもよい。この場合、停車直前の減速度ａに応じて減圧の程度を変化させ、減速度ａが大きいほどより減圧するようにすれば、揺り返しの大きさに応じて異音防止効果を変化させることができる。

また、車１の前輪用のブレーキは、ドラムブレーキであってもよいし、ディスクブレーキであってもよい。

本発明に係る制動制御装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る制動制御装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

１車
２制動制御部
２１停車判定部
２２減速度判定部
２３減圧指示部
２４解除条件判定部
２５減圧解除部
２６タイマ
３車輪速センサ
４加速度センサ
５ブレーキセンサ
６油圧システム
６１マスタシリンダ
６２ホイールシリンダ
６３油圧経路
６４バルブ
７ドラムブレーキ
７１ドラム
７２ブレーキシュー
１０トレーリングアーム

Claims

サスペンションがトレーリングアーム式である後輪の制動にドラムブレーキを用いる車の制動制御装置であって、
前記車が停車したか否かを判定する停車判定部と、
前記停車判定部によって停車したと判定された場合に、前記車の停車直前の減速度が所定値以上であったか否かを判定する減速度判定部と、
前記減速度判定部によって前記減速度が所定値以上であったと判定された場合に、前記後輪のホイールシリンダの圧力を減圧させる減圧指示部と、
を備えていることを特徴とする制動制御装置。