JP7480619B2

JP7480619B2 - 制動制御装置

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Publication number: JP7480619B2
Application number: JP2020130299A
Authority: JP
Inventors: 将来丸山
Original assignee: Advics Co Ltd
Current assignee: Advics Co Ltd
Priority date: 2020-07-31
Filing date: 2020-07-31
Publication date: 2024-05-10
Anticipated expiration: 2040-07-31
Also published as: DE112021003988T5; US20230264664A1; JP2022026707A; CN116075449A; WO2022025183A1

Description

本発明は、制動制御装置に関する。

制動制御装置として、例えば特開２００９－２７４４９０号公報には、通常の制動において液圧勾配制限制御を実行し、緊急制動において液圧勾配制限制御での制限を緩和させる装置が開示されている。これにより、通常の制動時に油圧脈動による異音発生が抑制され、緊急制動時の応答性も確保される。

特開２００９－２７４４９０号公報

上記文献では、制動開始から停車までの制御が開示されているが、車両が停車した後（例えば車速が０になった後）の制御については開示されていない。上記制動制御装置には、停車状態における制動力の制御について改良の余地がある。

本発明の目的は、停車状態における車輪への過剰な制動力の付与を抑制することができる制動制御装置を提供することである。

本発明の制動制御装置は、車両が停車状態であるか否かを判定する判定部と、前記車両の停車状態を維持するために必要な停車維持制動力を設定する設定部と、前記判定部により前記車両が停車状態であることが判定されており、かつ、前記車両の停車状態において付与されている実制動力が前記設定部により設定されている前記停車維持制動力よりも大きい場合に、前記車両のドライバ及び他の装置の少なくとも一方により要求されている要求制動力にかかわらず、前記実制動力を前記停車維持制動力に向けて減少させる停車維持制御を実行する制御部と、を備え、前記設定部は、前記停車維持制御において、前記要求制動力と前記停車維持制動力との差が所定値以上となった場合に、前記停車維持制動力を前記要求制動力に向けて増大させる。

本発明によれば、車両が停車した後、停車維持制御により、実制動力が停車維持制動力に向けて減少する。したがって、本発明によれば、停車状態における車輪への過剰な制動力の付与を抑制することができる。

本実施形態の制動制御装置を含む車両用制動装置の構成図である。本実施形態の停車維持制御の一例を示すフローチャートである。本実施形態の停車維持制御の一例を示すタイムチャートである。本実施形態の停車維持制御の別例を示すタイムチャートである。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。説明に用いる各図は概念図である。本実施形態の車両用制動装置１００は、図１に示すように、マスタシリンダ２と、液圧発生部３と、複数のホイールシリンダ４と、制動制御装置５と、を備えている。車両用制動装置１００は、いわゆるバイワイヤ構成の制動装置である。バイワイヤ構成は、公知であるため、その一例を簡単に説明する。

マスタシリンダ２は、ドライバのブレーキペダル２１の操作に応じてブレーキ液を出力する装置である。マスタシリンダ２は、ブレーキ操作に応じて、ブレーキ液を、液圧発生部３を介してホイールシリンダ４に供給可能に構成されている。マスタシリンダ２には、図示略のシリンダとピストンによりマスタ室が形成されている。

通常制御において、マスタシリンダ２のマスタ室と液圧発生部３とを接続する液路は、マスタカット弁２２によって遮断されている。したがって、マスタシリンダ２のブレーキ液は、ブレーキ操作に応じて、シミュレータカット弁２３を介してストロークシミュレータ２４に供給される。ブレーキペダル２１には、ストロークシミュレータ２４によって反力（反力圧）が付与される。

ブレーキペダル２１の操作量は、ストロークセンサ２５や、反力圧（踏力）を検出する圧力センサ２６により検出される。なお、電源異常時には、各マスタカット弁２２が開き、シミュレータカット弁２３が閉じて、ブレーキペダル２１の操作に応じてマスタシリンダ２のブレーキ液が液圧発生部３を介してホイールシリンダ４に供給される。

液圧発生部３は、複数のホイールシリンダ４に液圧を発生させる装置である。液圧発生部３は、各ホイールシリンダ４を調圧可能に構成されている。液圧発生部３は、例えば、ＥＳＣアクチュエータ、アキュムレータを備える装置、又は電動シリンダを備える装置であってもよい。液圧発生部３には、マスタシリンダ２のリザーバ２７からブレーキ液が供給される。制動制御装置５は、ブレーキペダル２１の操作量又は他の装置からの制動要求に応じて、液圧発生部３を制御し、各ホイールシリンダの液圧を調整する。

（制動制御装置）
制動制御装置５は、ＣＰＵやメモリ等を備えるブレーキＥＣＵ（電子制御ユニット）である。制動制御装置５は、１つ又は複数のプロセッサを用いて各種制御を実行する。制動制御装置５は、取得部５１と、制御部５２と、判定部５３と、設定部５４と、を備えている。取得部５１は、ドライバ及び他の装置の少なくとも一方から要求される要求制動力を取得する。取得部５１は、ドライバからの制動要求、すなわちブレーキペダル２１の操作量（ストロークセンサ２５及び／又は圧力センサ２６の検出値）に基づいて、要求制動力を演算する。また、取得部５１は、例えば車両内の他のＥＣＵから送信された要求制動力を受信する。

制御部５２は、車両の車輪に付与する実制動力が要求制動力に追従するように実制動力を制御する。実制動力は、実際の制動力であり、検出又は推定されたホイールシリンダ４の液圧（以下「ホイール圧」という）に相関する値である。制御部５２は、実制動力を、取得部５１が取得した要求制動力に近づけるように、液圧発生部３を制御する。換言すると、制御部５２は、ホイール圧を、取得部５１が取得（演算）した目標ホイール圧に近づけるように、液圧発生部３を制御する。

判定部５３は、車両が停車状態であるか否かを判定する。判定部５３は、例えば、各車輪に設けられた車輪速度センサ６１の検出結果に基づいて、車両が停車状態であるか否かを判定する。判定部５３は、例えば、車速が０となった場合に車両が停車状態であると判定する。

設定部５４は、車両の停車状態を維持するために必要な停車維持制動力を設定する。設定部５４は、例えば、予め演算された停車に必要な最小の制動力に、所定の値α（α≧０）を加えた制動力を初期の停車維持制動力として記憶している。設定部５４は、車両の状態に応じて、初期の停車維持制動力を変更（補正）する。

具体的に、設定部５４は、例えば加速度センサ６２からの検出結果に基づいて、停車時の路面勾配を演算する。設定部５４は、停車時の路面勾配に応じて、停車維持制動力を設定する。設定部５４は、路面勾配が大きいほど、停車維持制動力を増大させる。また、設定部５４は、例えば、乗員や積荷などによる車重の変化に基づいて、停車維持制動力を設定する。設定部５４は、車重が大きくなるほど、停車維持制動力を増大させる。このように、設定部５４は、車両の状態（例えば路面勾配や車重）に応じて、停車維持制動力を設定する。

また、設定部５４には、例えば、ドライバによるブレーキペダル２１の操作量（例えば踏力）と、停車維持制動力との関係（マップ）が予め設定されていてもよい。また、設定部５４には、例えば、ブレーキペダル２１の操作量に路面勾配による係数を乗算した値Ｂと、停車維持制動力との関係（マップ）が予め設定されていてもよい。このように、設定部５４は、停車維持制動力の設定にあたり、「ブレーキ操作量」又は「ブレーキ操作量と車両状態（例えば路面勾配）」の入力によって停車維持制動力が出力されるマップを用いてもよい。マップでは、例えば、上記の演算値Ｂが大きくなるほど、停車維持制動力が大きくなるように設定される。

（停車維持制御）
制御部５２は、判定部５３により車両が停車状態であることが判定されており、かつ、車両の停車状態において付与されている実制動力が設定部５４により設定されている停車維持制動力よりも大きい場合に、車両のドライバ及び他の装置の少なくとも一方により要求されている要求制動力にかかわらず、実制動力を停車維持制動力に向けて減少させる停車維持制御を実行する。換言すると、制御部５２は、所定の実行条件が満たされると、実制動力を停車維持制動力にすべく減少させる停車維持制御を開始する。

さらに、制御部５２は、停車維持制御において、実制動力を停車維持制動力まで漸減させる。換言すると、制御部５２は、停車維持制御において、実制動力を停車維持制動力まで減少させるにあたり、実制動力の減少勾配（単位時間当たりの減少量）を所定勾配以下に設定する。所定勾配は、液圧制御におけるシステム負荷を考慮して予め設定されている。勾配は速度ともいえる。制御部５２は、時間をかけて実制動力を減少させる。停車維持制御実行中、制御部５２は、実制動力を要求制動力でなく停車維持制動力に近づけるように、液圧発生部３を制御する。

停車維持制御の終了条件は、例えば、車両が発進したこと（車速＞０）、アクセルペダル（図示略）が操作されたこと、又は車両の発進の蓋然性が高いことに設定されている。制御部５２は、車両が発進したこと、アクセルペダルが操作されたこと、及び車両の発進の蓋然性が高いことの少なくとも１つが検出されたタイミングで、停車維持制御を終了する。

本実施形態の制御部５２は、車両の発進の蓋然性が高いか否かを判定する。制御部５２は、例えば、ブレーキペダル２１の操作が解除された場合に、車両の発進の蓋然性が高いと判定する。より具体的には、制御部５２は、例えば、要求制動力又はストロークの減少勾配が所定勾配以上である場合や、要求制動力又はストロークが所定値以下である場合（例えば要求制動力が停車維持制動力未満となった場合）に、車両の発進の蓋然性が高いと判定する。

また、制御部５２は、例えば、自車両と前方車両との車間距離が所定値以上となった場合に、車両の発進の蓋然性が高いと判定してもよい。また、制御部５２は、例えば、前方の信号情報が赤から青に変わった場合に、車両の発進の蓋然性が高いと判定してもよい。その他、制御部５２は、例えば、ＩＴＳ（高度道路交通システム）により受信した情報に基づいて、車両の発進の蓋然性が高いか否かを判定してもよい。

このように、制御部５２は、例えば、要求制動力、ストローク、踏力、信号情報、車間距離、及びＩＴＳ情報の少なくとも１つに基づいて、車両の発進の蓋然性が高いか否かを判定する。制御部５２は、車両の発進の蓋然性が高い場合、停車維持制御を終了する。停車維持制御が終了すると、制御部５２による制御は、通常の制御すなわち要求制動力に実制動力を追従させる制御に戻る。
まとめると、本実施形態の制動制御装置５は、車両が停車状態であるか否かを判定する判定部５３と、車両の停車状態を維持するために必要な停車維持制動力を設定する設定部５４と、停車状態において実制動力が停車維持制動力よりも大きい場合、停車維持制御を実行する制御部５２と、を備えている。

（停車維持制御の一例）
停車維持制御の一例を、図２及び図３を参照して説明する。図２に示すように、判定部５３により車両が停車状態であると判定された際（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）、設定部５４は停車維持制動力を設定する（Ｓ１０２）。続いて、制御部５２は、実制動力が停車維持制動力より大きいか否かを判定する（Ｓ１０３）。実制動力が停車維持制動力より大きい場合（Ｓ１０３：Ｙｅｓ）、制御部５２は停車維持制御を実行する（Ｓ１０４）。つまり、制御部５２は、液圧発生部３を制御して、実制動力を停車維持制動力まで徐々に減少させる。そして、制御部５２は、停車維持制御の終了条件が満たされた場合（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）、停車維持制御を終了する（Ｓ１０６）。

タイムチャートによれば、図３に示すように、時間ｔ０においてドライバがブレーキペダル２１を踏み込み、要求制動力が増大し始める。時間ｔ１において、車両が走行状態から停車状態に切り替わり、実制動力が停車維持制動力より大きいため、停車維持制御が実行される。つまり、車両が停車した時点（時間ｔ１）から停車維持制御が開始される。

時間ｔ１～ｔ２において、実制動力が所定の勾配で減少する。時間ｔ２において、実制動力が停車維持制動力となり、以後停車維持制御が終了するまで（時間ｔ２～ｔ３）、実制動力が停車維持制動力で維持される。なお、図３では、液圧発生部３の駆動に対して実制動力が遅延なく反応したと仮定して実制動力が表されている。

（本実施形態の効果）
本実施形態によれば、車両が停車した後、停車維持制御により、実制動力が停車維持制動力に向けて減少する。したがって、本実施形態によれば、停車状態における車輪への過剰な制動力の付与を抑制することができる。つまり、本実施形態によれば、車両用制動装置１００の省電力化が可能となる。停車維持制御によれば、例えばドライバが必要以上にブレーキペダル２１を踏み込んだとしても、停車維持可能で相対的に小さな制動力まで実制動力を低減させることができる。本実施形態によれば、制動力（出力）の抑制により消費電力が低下し、高負荷作動シーンの減少によりシステムが保護される。停車維持制御は、停車時の省電力制御ともいえる。

また、停車維持制御において実制動力が漸減されるため、急激な液圧変動による装置への負荷増大を抑制することができる。また、設定部５４は、車両の状態に応じて停車維持制動力を設定（補正）する。これにより、より停車状態に応じた適切な停車維持制動力が設定される。

また、本実施形態の停車維持制御は、車両の発進の蓋然性が高い場合に終了するように設定されている。これにより、例えばドライバによりアクセル操作がなされる前に、停車維持制御が解除され、車輪に要求制動力に応じた実制動力が付与される。したがって、ドライバは、停車維持制御を実行しない車両に近い感覚で車両を発進させることができる。

（停車維持制御の別例）
設定部５４は、停車維持制御において、要求制動力と停車維持制動力との差が所定値以上となった場合、停車維持制動力を要求制動力に向かって増大させる。また、設定部５４は、要求制動力の増大に伴って停車維持制動力を増大する際、要求制動力の増大速度（増大勾配）よりも小さい増大速度（増大勾配）で停車維持制動力を増大させる。

具体的に、図４に示すように、時間Ｔ０においてドライバがブレーキペダル２１を踏み込み、要求制動力が増大し始める。時間Ｔ１において車両が停車状態となり、停車維持制御が開始される。時間Ｔ２において実制動力が停車維持制動力に到達する。時間Ｔ２～Ｔ３において実制動力が一定に維持される。この例では、時間Ｔ２以降も、しばらくの間、ドライバの踏力が増大し、要求制動力が増大している。設定部５４は、要求制動力を取得しつづけ、要求制動力に応じて停車維持制動力を変更する。

時間Ｔ３において、要求制動力と停車維持制動力との差が所定値以上となる。時間Ｔ３以降、例えば要求制動力と停車維持制動力との差が所定値未満となるまで、設定部５４は、停車維持制動力を徐々に増大（漸増）させる。この際の停車維持制動力の増大速度は、要求制動力の増大速度より小さい値に設定される。時間Ｔ４において、両者の差が所定値未満となり、設定部５４は停車維持制動力の増大を停止させる。時間Ｔ４～Ｔ５において、停車維持制御が一定となり、実制動力も一定となる。

ドライバがブレーキペダル２１から足を離し、時間Ｔ５において、制御部５２は、要求制動力又はストロークの減少勾配が所定勾配以上であることを検出する。つまり、時間Ｔ５において、制御部５２は、車両が発進する蓋然性が高いと判定し、停車維持制御を終了する。

制御部５２は、停車維持制御の終了後、実制動力を要求制動力に追従させるように制御する。これにより、図４の例のように、実制動力が若干増大することもあり得る。ただし、停車維持制動力以上での実制動力の変動は、停車中の変動であるため、ドライバの運転感覚への影響は少ない。また、設定部５４が時間Ｔ３～Ｔ４において停車維持制動力（すなわち実制動力）を増大させたことで、時間Ｔ５での実制動力と要求制動力との差を小さくすることができる。これにより、停車維持制御終了時の実制動力の急な増大が抑制される。

その後、時間Ｔ６においてアクセルペダルが操作される際には、実制動力は要求制動力に応じて０となっている。なお、制御部５２は、時間Ｔ５ではなく時間Ｔ６に停車維持制御を終了してもよい。この場合、アクセル操作時に実制動力が残る可能性がある。このため、時間Ｔ６よりも前の時間Ｔ５で停車維持制御が終了するほうが、ドライバの発進時の感覚としては、停車維持制御がない車両に近くなりやすい。

（別例での効果）
図４の時間Ｔ３～Ｔ４のように、要求制動力と停車維持制動力との差が大きくなり過ぎないように設定部５４が停車維持制動力を増大させることで、停車維持制御の終了後のホイール圧（実制動力）の急変制御を抑制することができる。これにより、液圧を急増させる制御によるシステム負荷の増大を抑制することができる。また、停車維持制動力の増大速度を要求制動力の増大速度より小さく設定することで、上記同様、液圧急増制御によるシステム負荷の増大が抑制される。

＜その他＞
本発明は、上記実施形態に限られない。例えば、停車維持制御の開始は、車両状態が走行状態から停車状態に切り替わったときだけでなく、停車時以降（車両が停車状態にあるとき）であればよい。また、車両用制動装置１００は、ドライバのブレーキ操作とは独立してホイール圧を調整することができるバイワイヤ構成であればよく、上記実施形態以外の公知のバイワイヤ構成であってもよい。

マスタシリンダ２は、１つのピストン（１つのマスタ室）をもつシングルマスタシリンダであっても、２つのピストン（２つのマスタ室）をもつタンデム型マスタシリンダであってもよい。また、車両用制動装置１００は、ポンプを含むブレーキ液供給装置がマスタシリンダのピストンを駆動する構成（サーボ構成）を含んでもよい。

また、制動制御装置５の制御対象の制動力は、液圧による制動力に限らず、例えば電子機械ブレーキ（ＥＭＢ）による制動力であってもよい。制動制御装置５は、制動力発生装置（例えば液圧発生部３又はＥＭＢ）を制御する。また、自動運転車両において、制動制御装置５は、他の装置からの制動要求、例えば自動運転に関係するＥＣＵ又は制動制御装置５の他の機能からの制動要求に基づいて、各種制御を実行することができる。

また、制御部５２は、停車維持制御において、瞬間的に（パルス的に）実制動力を停車維持制動力まで減少させてもよい。また、停車維持制動力の増大速度（図４の時間Ｔ３～Ｔ４参照）は、要求制動力の増大速度以下であってもよいし、要求制動力の増大速度以上であってもよい。

５…制動制御装置、５１…取得部、５２…制御部、５３…判定部、５４…設定部。

Claims

車両が停車状態であるか否かを判定する判定部と、
前記車両の停車状態を維持するために必要な停車維持制動力を設定する設定部と、
前記判定部により前記車両が停車状態であることが判定されており、かつ、前記車両の停車状態において付与されている実制動力が前記設定部により設定されている前記停車維持制動力よりも大きい場合に、前記車両のドライバ及び他の装置の少なくとも一方により要求されている要求制動力にかかわらず、前記実制動力を前記停車維持制動力に向けて減少させる停車維持制御を実行する制御部と、
を備え、
前記設定部は、前記停車維持制御において、前記要求制動力と前記停車維持制動力との差が所定値以上となった場合に、前記停車維持制動力を前記要求制動力に向けて増大させる、制動制御装置。
前記制御部は、前記停車維持制御において、前記実制動力を前記停車維持制動力まで漸減させる、請求項１に記載の制動制御装置。
前記設定部は、前記停車維持制御において、前記要求制動力の増大に伴って前記停車維持制動力を増大させる際に、前記要求制動力の増大速度よりも小さい増大速度で前記停車維持制動力を増大させる、請求項１又は２に記載の制動制御装置。
前記制御部は、前記車両の発進の蓋然性が高い場合に、前記停車維持制御を終了する、請求項１～３の何れか一項に記載の制動制御装置。