JPH10264791A - 車両用制動力制御装置 - Google Patents

車両用制動力制御装置

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Publication number
JPH10264791A
JPH10264791A JP9071657A JP7165797A JPH10264791A JP H10264791 A JPH10264791 A JP H10264791A JP 9071657 A JP9071657 A JP 9071657A JP 7165797 A JP7165797 A JP 7165797A JP H10264791 A JPH10264791 A JP H10264791A
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JP
Japan
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braking force
vehicle
braking
brake
control device
Prior art date
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Pending
Application number
JP9071657A
Other languages
English (en)
Inventor
Itsuro Muramoto
逸朗 村本
Katsunori Oshiage
勝憲 押上
Masahiro Tsukamoto
雅裕 塚本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP9071657A priority Critical patent/JPH10264791A/ja
Publication of JPH10264791A publication Critical patent/JPH10264791A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2552/00—Input parameters relating to infrastructure
    • B60W2552/15—Road slope, i.e. the inclination of a road segment in the longitudinal direction

Landscapes

  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)
  • Control Of Transmission Device (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブレーキシステムを二重に設けることなく、
車両の運転条件、車両周囲環境に対して最適な制動を得
る。 【解決手段】 ブレーキペダルの踏み込み量から目標制
動力を生成する手段９１と、原動機の運転点を求める手
段９２と、変速機の変速比を検出する手段９３と、原動
機のマイナストルクによる駆動輪側の制動力を求める原
動機マイナストルク分制動力算出手段９４と、車両の運
転条件から駆動輪側と非駆動輪側のそれぞれが分担する
制動力の割合を決定する制動力分担比決定手段９５と、
目標制動力と制動力分担比と原動機マイナストルク分制
動力から駆動輪側と非駆動輪側の制動指令値を求める手
段９６と、その制動指令値に応じて該当する車輪に制動
力を発生させるブレーキアクチュエータ９７とを備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、車両用の制動力
を制御する装置に関し、詳しくは原動機がマイナストル
クを発生することで得られる制動力とブレーキシステム
が発生できる制動力とで適切な制動を行わせるものであ
る
【０００２】
【従来の技術】従来の技術としては、例えば図１８に示
すブレーキ制御装置がある（実開昭６３ー１３３７７号
公報等参照）。
【０００３】これは、エンジン１０１から動力が伝達さ
れる駆動輪１０２と、該駆動系でのエンジンブレーキの
作動を検出するエンジンブレーキ作動検出手段１０３
と、車両の移動に従って転動する非駆動輪１０４と、該
非駆動輪１０４に制動力を付与するブレーキ手段１０５
と、該ブレーキ手段１０５を作動させるアクチュエータ
１０６と、前記エンジンブレーキ作動検出手段１０３に
よるエンジンブレーキ作動検出時に非駆動輪１０４に制
動力を付与すべく前記アクチュエータ１０６を作動させ
る制御手段１０７と、を備えている。
【０００４】このブレーキ制御装置においては、エンジ
ンブレーキ作動検出手段１０３によりエンジンブレーキ
の作動を検出すると、ブレーキ手段１０５が非駆動輪１
０４側にエンジンブレーキと同等の制動力を付与するこ
とにより、車両を安定した状態で減速、あるいは、停止
させる、というものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来装置は、通常のブレーキとは別に制動を行うよ
うになっており、そのため通常のブレーキと二重の構成
になってしまうため、構成が複雑になり、コストが上昇
するという欠点を持つ。
【０００６】また、運転状態や車両状態、車両周囲環境
が変化しても、同じ状態でしか制動力を付与できず、最
適な制動を行いにくいという問題点がある。
【０００７】この発明は、このような問題点を解決する
ことを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、図１９に
示すようにブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレ
ーキペダル踏み込み量検出手段９０と、ブレーキペダル
の踏み込み量から目標制動力を生成する目標制動力生成
手段９１と、原動機の運転点を求める原動機運転点検出
手段９２と、変速機の変速比を検出する変速比検出手段
９３と、原動機のマイナストルクによる駆動輪側の制動
力を求める原動機マイナストルク分制動力算出手段９４
と、車両の運転条件から駆動輪側と非駆動輪側のそれぞ
れが分担する制動力の割合を決定する制動力分担比決定
手段９５と、前記目標制動力と制動力分担比と原動機マ
イナストルク分制動力から駆動輪側の制動指令値と非駆
動輪側の制動指令値を求める制動指令値生成手段９６
と、その制動指令値に応じて該当する車輪に制動力を発
生させるブレーキアクチュエータ９７とを備える。
【０００９】第２の発明は、第１の発明において、車両
の運転条件から原動機マイナストルク分制動力の目標値
を生成する目標原動機マイナストルク生成手段を備え、
その目標値に応じて変速機の変速比を変化させるように
した。
【００１０】第３の発明は、第１または第２の発明にお
いて、制動力分担比決定手段は、ナビゲーション手段よ
り得られる地図情報により制動力分担比を決定する。
【００１１】第４の発明は、第１または第２の発明にお
いて、制動力分担比決定手段は、天候状態検出手段から
の信号に応じて制動力分担比を決定する。
【００１２】第５の発明は、第１または第２の発明にお
いて、制動力分担比決定手段は、車両重量検出手段から
の信号に応じて制動力分担比を決定する。
【００１３】第６の発明は、第５の発明において、車両
重量検出手段は、乗員の着座に基づき重量配分を検知す
る重量配分検知手段を備える。
【００１４】第７の発明は、第１〜第６の発明におい
て、原動機としてエンジンを用いた。
【００１５】第８の発明は、第１〜第６の発明におい
て、原動機としてモータを用いた。
【００１６】第９の発明は、第８の発明において、モー
タのエネルギ回生によって、原動機マイナストルク分制
動力を発生させる。
【００１７】第１０の発明は、第１〜第９の発明におい
て、車輪毎にブレーキアクチュエータを備え、制動指令
値生成手段は車輪毎に制動指令値を求める。
【００１８】
【発明の効果】第１の発明によれば、ブレーキペダルが
踏み込まれるとブレーキアクチュエータによる制動が行
われ、原動機の運転点がマイナストルク側になるとマイ
ナストルクによる駆動輪側の制動が行われるが、そのブ
レーキペダルの踏み込み量、原動機のマイナストルクに
よる駆動輪側の制動力、車両の運転条件から決定される
駆動輪側と非駆動輪側の制動力分担比に基づいて、駆動
輪側と非駆動輪側の制御指令値が求められ、該当するブ
レーキアクチュエータが作動される。
【００１９】したがって、道路勾配、車両重量配分等の
車両の運転条件の変化に対して、適切な制動力分担比を
得て、全ての車輪で同一のスリップ率で制動力を発生す
ることができ、車両を安定かつ最適な状態で減速・停止
させることができ、車両の持つ制動性能を最大限に発揮
することができる。また、通常のブレーキと二重の構成
にせずとも良いので、構造が簡素化し、コストが低減す
る。
【００２０】第２の発明によれば、路面が滑りやすく、
原動機のマイナストルクによる駆動輪側の制動力が大き
過ぎるとき等、その制動力を非駆動輪側に分担させるこ
とができ、安定した減速を確保できる。
【００２１】第３の発明によれば、ナビゲーション手段
より道路状況を把握でき、道路勾配による適切な制動力
分担比を決めることができる。
【００２２】第４の発明によれば、天候状態より、晴
れ、雨、雪等、および路面が滑りやすい、路面が凍結し
ている可能性がある等を把握でき、これらを基に制動力
分担比を決めることで、スリップを生じることなく制動
を行える。
【００２３】第５、第６の発明によれば、車両重量配分
を的確に把握でき、適切な制動力分担比を得ることがで
きる。
【００２４】第７の発明によれば、エンジン自動車の制
動性能を向上できる。
【００２５】第８の発明によれば、電気自動車の制動性
能を向上できる。
【００２６】第９の発明によれば、制動のエネルギを回
生するため、省エネルギとなる。
【００２７】第１０の発明によれば、各車輪の制動を独
立に制御できる。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
【００２９】図１に全体システムの構成を示す。破線が
電気系統、実線が液圧系統のつながりを表している。ま
た、図１は後輪駆動車を表している。
【００３０】このシステムでは通常のブレーキと操作感
を同一にするために、圧力を発生させるブレーキペダル
４０、ブースタ４１、マスターシリンダ４２を持つ。マ
スターシリンダ圧は圧力センサ４３により、ブレーキペ
ダル４０の踏み込み量はストロークセンサ４４により、
それぞれ検出され、ブレーキコントローラ３４ヘ入力さ
れる。さらに、ナビゲーションシステム３５からの道路
情報等もブレーキコントローラ３４ヘ入力され、ブレー
キコントローラ３４により減速度の目標値が生成され
る。
【００３１】エンジンコントローラ３６により制御され
るエンジン３２のエンジン回転数、スロットル開度ＴＶ
Ｏ等のエンジンの運転状態を表すパラメータはエンジン
コントローラ３６を介して、一方、変速機３３の状態を
示す入力回転数、出力回転数は変速機コントローラ３７
で変速比に変換されて、ブレーキコントローラ３４ヘと
入力される。これらの計測結果に基づいて、エンジンブ
レーキによる駆動輪４７，４８（後輪駆動車の場合）側
の制動力が求められ、先の減速度目標値と合わせて、各
車輪４５〜４８に設置されているブレーキアクチュエー
タ５０〜５３の圧力制御目標値が求められる。
【００３２】ＦＬ、ＦＲ、ＲＲ、ＲＬの各車輪４５〜４
８には、各車輪４５〜４８に設置されているブレーキの
制動力を発生させるためのブレーキアクチュエータ５０
〜５３、各ブレーキ圧力を検出するための圧力センサ５
４〜５７、各車輪速を検出するための車輪速センサが設
置され、ブレーキコントローラ３４と電気的に接続され
ている。
【００３３】次に、エンジン３２、変速機３３、ブレー
キシステムの詳細な構成例について述べる。
【００３４】エンジン３２、変速機３３からなる動力機
構として、例えば、１例として図２に示すようなものが
用いられる。
【００３５】エンジン３２側は、まず１のホットワイヤ
式空気流量センサが吸気管への流入空気量を計測する。
スロットル弁２は供給する空気量を調整する役割を果た
し、スロットルアクチュエ一タ３により駆動される。こ
の動作量は通常は図外のアクセルペダルとある関数関係
をもって決定される。スロットル弁２を介し供給された
空気はインテークマニホールド４を通過し、吸気管６へ
と達する。ここで、インジェクタ５はエンジンコントロ
ーラ（ＥＣＵ）３６からの指令に基づいて燃料を噴射
し、混合気が得られる。この混合気は吸気弁１３が開い
ている間に燃焼室１０へと流入する。
【００３６】そして、混合気は通切な瞬間に点火プラグ
１５により点火され、その爆発力によりピストンを押し
下げ、コンロッド１２を介して図外のクランクシャフト
を回転させ、エンジントルクを発生させる。燃焼後の排
気ガスは、排気弁１４が開き、ピストン１１が上昇する
ことにより排気管７へと排出される。排気ガス内の酸素
濃度はＯ2センサ１６により計測され、インジェクタ５
から噴射される燃料量の制御に用いられる。８はシリン
ダブロック、９はシリンダヘッドである。
【００３７】スロットルアクチュエータ３としては、例
えばステップモータ等が用いられ、エンジンコントロー
ラ３６により制御される。エンジンコントローラ３６に
は、流入空気量、酸素濃度、クランク角度、車速ＶＳ
Ｐ、アクセル踏み込み量、スロットル開度ＴＶＯ等の情
報が入力され、これらの情報に基づいてエンジンの点火
時期、燃料噴射量、スロットル開度等を制御する。
【００３８】変速機３３としては、例えばトロイダル型
無段変速機が用いられている。２１（ａ）は入力ディス
クであり、エンジン出力トルクが図外のトルクコンバー
タ、ローディングカムを介して入力される。入力トルク
はパワーローラ２２、図外の出力ディスク、減速ギヤ、
ファイナルギヤ等を通週して駆動力となる。変速比はト
ラニオン２３を傾転させてパワーローラ２２の入力ディ
スク２１側の接触点と出力ディスク側の接触点の半径比
を変化させることで制御する。パワーローラ２２を傾転
運動させるためには、該パワーローラ２２を油圧ピスト
ン２４を用いて基準位置から上下方向に微小変位させ、
入力ディスク２１とパワーローラ２２の接触点での回転
ベクトルの方向を変化させることで横方向の力を発生さ
せて、傾転運動を行わせる。該油圧ピストン２４の変位
は変速機コントローラ（ＣＶＴコントローラ）３７から
の指令値に基づいて駆動されるアクチュエータ２７、ス
リーブ２８、油圧室２４（ａ）、２４（ｂ）からなる油
圧ピストン２４、該油圧ピストン２４の変位量と前記パ
ワーローラ２２の傾転量をフィードバックするプリセス
カム２５、リンク２６、及び、スプール２９から構成さ
れる油圧サーボ機構により行われる。変速機コントロー
ラ３７は、入力されるエンジン回転数、トルクコンバー
タのタービン回転数（変速機の入力回転数）、車速ＶＳ
Ｐ、スロットル開度ＴＶＯ等の情報に基づいて、予め定
められた変速比マップを参照して、瞬時瞬時の目標変速
比を算出し、アクチュエータ２７を駆動する。
【００３９】エンジンの運転点は、図３に示すようなス
ロットル開度ＴＶＯをパラメータとしてエンジン回転数
とエンジン出力トルクとの関係を示すエンジンの全性能
マップ、及び、等馬力曲線マップから求められる。運転
点を移動させるためには、エンジンのスロットル開度Ｔ
ＶＯを変化させるか、変速比を変化させてエンジン回転
数を変化させることで実現できる（ここでは、車速が殆
ど変化しない、ある短時問でのことと仮定する）。
【００４０】なお、後述する例においては、エンジン出
力トルクが負の状態で、変速比を変化させることでエン
ジンブレーキの強さを変化させている（変速機として
は、変速比を自由に変えられる無段変速機を用いてい
る）。
【００４１】また、図外のトルクコンバータの特性は図
４に示す性能曲線により表される。この図から、トルク
コンバータのロックアップクラッチがｏｆｆ（非ロック
アップ）の場合には、入力軸回転速度と出力軸回転速度
の比である速度比を計算すれば、エンジン全性能マップ
から得られたエンジン出力トルクより、トルクコンバー
タ出力トルクが求められる。
【００４２】トルクコンバータの速度比、トルク比、効
率、トルク容量は次式より求められる。
【００４３】 速度比＝出力軸回転速度／入力軸回転速度 …（１） トルク比＝出力軸トルク／入力軸トルク …（２） 効率＝出力軸馬力／入力軸馬力 …（３） トルク容量＝入力軸を回転させるのに必要なトルク／（入力軸回転速度）2 …（４） ブレーキアクチュエータ５０〜５３としては、例えば、
図５に示すものが用いられる。
【００４４】ブレーキ操作部３８は、運転者が足で操作
するブレーキペダル４０、ペダル４０に加わる踏力を増
幅するブースタ４１、増幅された踏力を受けてブレーキ
液を圧縮し、ブレーキ圧を発生させるマスターシリンダ
４２から構成されている。マスターシリンダ圧力センサ
４３は、マスターシリンダ４２の圧力（Ｍ／Ｃ圧）を検
出する。実線で示された液圧配管６０は、ブレーキ液を
導き圧力を伝達する。ホイールシリンダ６１は、マスタ
ーシリンダ４２で発生したブレーキ圧を受けて、ディス
クを制動する。
【００４５】カット弁６２はマスターシリンダ４２と制
御シリンダ６３の間を電気的操作で遮断し、液圧を制御
シリンダ６３側に封じ込める役割を来たすもので、ソレ
ノイドコイル６２ａ、プランジャ６２ｂ、リターンスプ
リング６２ｃ、バルブシート６２ｄ、ポート６２ｅ、ポ
ート６２ｆから構成されている。
【００４６】制御シリンダ６３のシリンダ６３ａは、左
端にカット弁６２とホイールシリンダ６１に接続された
ポート６３ｅを有し、内部を制御ピストン６３ｂが摺動
できるようになっている。制御ピストン６３ｂは、シー
ル６３ｃを備え、シリンダ６３ａ内を左右の部屋に分割
する。この制御ピストン６３ｂが左右に摺動すること
で、カット弁６２とホイールシリンダ６１に接続された
部屋６３ｄの容積が変化する。ロッド６３ｆは推力発生
装置６４で発生した推力を制御ピストン６３ｂに伝え
る。
【００４７】スプリングハウジング６５は、取付け状態
でプリロードがかかっているスプリング６５ａと、可動
スプリングシート６５ｂから構成されている。
【００４８】推力発生装置６４は、制御ピストン６３ｂ
を駆動する引張、圧縮力を発生するものである。電動モ
ータ６４ａは、電流を流すとトルクを発生する。一般
に、トルクは流した電流に比例するので、電流を制御す
ることでトルクを制御できる。ピニオン６４ｂは電動モ
ータ６４ａが発生したトルクをギヤ６４ｃに伝え、ギヤ
６４ｃはボールねじナット６４ｄへとトルクを伝える。
ボールねじナット６４ｄはボールねじ軸６４ｅとボール
を嵌合し、回転運動と直進運動を相互に変換する。ボー
ルねじ軸６４ｅはボールねじナット６４ｄに加えられる
トルクに応じた推力を発生しロッド６３ｆに伝達する。
スプラインナット６４ｆとスプラインチューブ６４ｇは
ボールねじ軸６４ｅが左右には移動可能とするが、回転
運動は不可能とするために設けられている。
【００４９】次にこれらの動作の概要を説明する。非制
動時には制御ピストン６３ｂは図の中立位置にあり、ブ
レーキペダル４０が踏まれてもプリロードのかかったス
プリング６５ａにより制御ピストン６３ｂが後退するの
は防ぐ。
【００５０】減圧制御時には、カット弁６２を閉じ、シ
リンダ６３ａ内のホイールシリンダ６１と連通している
側の容積を拡大する方向（図の右方向）に制御ピストン
６３ｂを移動させて減圧する。この制御ピストン６３ｂ
の移動は電動モータ６４ａの力をギア６４ｃ、ボールね
じナット６４ｄを介して制御ピストン６３ｂに推力を発
生させて行なう。
【００５１】一方、増圧制御時には、カット弁６２を閉
じ、シリンダ６３ａ内の容積を縮小する方向（図の左方
向）に制御ピストン６３ｂを移動させて増圧する。
【００５２】これらの制御中のホイールシリンダ圧（Ｗ
／Ｃ圧）と制御ピストン６３ｂの駆動手段である電動モ
ータ６４ａの電流との関係は図６のようになる。まず、
減圧制御時には、電流を増加しても制御ピストン６３ｂ
の推力とシリンダ６３ａ内に封じ込められている圧力と
の合力が上記スプリング６５ａの力に打ち勝つまでは制
御ピストン６３ｂは動かない。そして、この合力がスプ
リング６５ａの力を越えるところまで電流が増加する
と、制御ピストン６３ｂがスプリング６５ａを押し縮め
て減圧される。
【００５３】一方、増圧制御時には、ピストン推力が封
入圧の力を越えるところまで電流が増加しないと制御ピ
ストン６３ｂは動かない。そして、電流を増加して推力
が封入圧の力を越えると制御ピストン６３ｂが移動して
増圧される。この図６の関係から、所望の圧力に対応し
た電流値を電動モータ６４ａに指令して圧力を制御す
る。ブレーキコントローラ３４は以下の制御フローに基
づいてブレーキアクチュエータ等を制御する。
【００５４】以下に、図７〜図１４のフローチャートに
基づいてブレーキコントローラ３４によるブレーキ制御
の流れについて説明する。
【００５５】図７はジェネラルフローチャートである。
【００５６】ステップ１００では、ブレーキコントロー
ラ３４等が予め有しているエンジン全性能マップを参照
して、その時々でのエンジン運転点つまりエンジン出力
トルクを求めている。
【００５７】ステップ２００では、ブレーキペダル踏み
込み量、ブレーキペダル踏み込み速度や、マスターシリ
ンダ圧等を検出して、ブレーキペダル４０の操作状態を
検出している。
【００５８】ステップ３００では、ステップ１００とス
テップ２００の検出結果を利用して、車両が制動状態に
有るか否かを判断している。制動状態に有ると判断され
れば、ステップ４００以降のブレーキ制御ルーチンに入
る。制動状態にないと判断されれば、ブレーキ制御ルー
チンには入らない。
【００５９】ステップ４００では、ステップ１００で検
出したエンジンの運転状態やステップ２００で検出した
ブレーキ操作状態から車両の目標減速度を決定する。目
標減速度は、例えば、マスターシリンダ圧に対する制動
力の関係が、平坦路では従来のブレーキと同等になり、
坂道では、重力加速度分の影響を考慮して、見かけ上は
平坦路と同様な制動力を得られるようにする、または、
ブレーキペダル踏み込み速度が速ければ、同じマスター
シリンダ圧に対して、より大きな制動力が得られるよう
にする、等の特性が与えられている。
【００６０】ステップ５００では、エンジンブレーキに
より発生する駆動輪４７，４８での制動力を計算する。
【００６１】ステップ６００では、ステップ４００で求
めた目標減速度を実現するために、車両周囲情報、駆動
輪４７，４８側のエンジンブレーキによる制動力等を考
慮して、最も安定な状態で減速できる駆動輪４７，４８
側のブレーキアクチュエータ５２，５３が発生すべき制
動力と、非駆動輪４５，４６側のブレーキアクチュエー
タ５０，５１が発生すべき制動力を求める。
【００６２】ステップ７００では、ステップ６００で求
めた駆動輪側ブレーキアクチュエータ５２，５３と非駆
動輪側ブレーキアクチュエータ５０，５１の目標値を指
令値として、各車輪４５〜４８に設置されているブレー
キアクチュエータ５０〜５３を駆動する。
【００６３】次に、ステップ１００のエンジン運転点検
出について、図８を用いてより詳細に述ベる。
【００６４】ステップ１１０では、エンジンに設置され
ているクランク角センサからのパルス信号の時間間隔を
計測することで、エンジン回転数を求めている。
【００６５】ステップ１２０では、エンジンの吸気管に
設置されているスロットル弁２の開度ＴＶＯを計測して
いる。
【００６６】ステップ１３０では、得られたエンジン回
転数とＴＶＯから、予めブレーキコントローラ３４等に
記憶されている、図３に示すごとくのエンジン全性能マ
ップから、その時のエンジン出力トルクを求めている。
【００６７】次に、ステップ２００のブレーキペダル操
作状態検出について、図９を参照しながらより詳しく説
明する。
【００６８】ステップ２１０では、ブレーキペダル４０
に設置されているストロークセンサ４４からの信号を読
み取り、ブレーキペダル踏み込み量を検出している。
【００６９】ステップ２２０では、ブレーキペダル踏み
込み量の時間的な変化からブレーキペダル踏み込み速度
を検出している。
【００７０】ステップ２３０では、マスターシリンダ圧
を検出している。
【００７１】次に、ステップ３００の制動状態判断ルー
チンについて、図１０を参照しながらより詳しく説明す
る。
【００７２】ステップ３１０では、ステップ１００で求
めたエンジン出力トルクが正であるか負であるかを調べ
る。正であればステップ３２０へと進む。負であれば制
動状態にあると判断する。
【００７３】ステップ３２０では、ステップ２００で求
めたブレーキペダル踏み込み量から、ブレーキペダル４
０が踏まれているか否かを判断し、踏まれていれば制動
状態にあると判定、踏まれていなければ制動状態にはな
いと判定する。
【００７４】次に、ステップ５００での、駆動輪４７，
４８でのエンジンブレーキによる制動力を算出するルー
チンについて図１１を参照しながら説明する。
【００７５】ステップ５１０では、ステップ１００で求
めたエンジン出力トルクを読み込む。
【００７６】ステップ５２０では、トルクコンバータの
ロックアップクラッチがｏｎであるかｏｆｆであるかを
判断する。ｏｎの場合はステップ５４０へと進む。ｏｆ
ｆの場合はステップ５３０へと進む。
【００７７】ステップ５３０では、トルクコンバータの
入力回転と出力回転から、速度比を求め、図４に示す、
予めブレーキコントローラ３４等が記憶しているトルク
コンバータ性能曲線を参照して、トルク比を求め、トル
クコンバータ出力トルクを求める。
【００７８】ステップ５４０では、先に求めたトルクコ
ンバータ出力トルク（ロックアップクラッチｏｎの場合
はトルクコンバータ出力トルク＝エンジン出力トルク）
と変速機３３の変速比から変速機出力トルクを計算す
る。
【００７９】ステップ５５０では、予め明らかになって
いる最終減速比から、ドライブシャフトでのトルクが求
められる。
【００８０】ステップ５６０では、予め明らかになって
いるタイヤ半径、先に求めたドライブシャフトトルクか
ら、駆動輪４７，４８でのエンジンブレーキによる制動
力を求める。
【００８１】次に、ステップ６００の詳細について図１
２を用いて説明する。
【００８２】ステップ６１０では、ステップ４００で決
定した目標減速度を読み込む。
【００８３】ステップ６２０では、例えば、ナビゲーシ
ョンシステム３５で得られる車両現在位置と、予めナビ
ゲーションシステム３５の記憶装置に記録されている道
路情報から、自車両が平坦路にいるのか、登り坂や、下
り坂にいるのかを判断する。
【００８４】ステップ６３０では、車両の前後重量配
分、目標減速度、及び、ステップ６２０で求めた道路勾
配等の道路情報から必要制動力を算出する。車両の前後
重量配分は、予め記憶しておいた前側の重量と後側の重
量との比を用いるが、例えば、乗員数を計測（例えば、
予めドライバが人数を入力できるようなシステムにして
もよい）して、一人当たりの重量を予め決めておいて、
その重量配分を補正するようにしても良い。
【００８５】ステップ６４０では、４輪が等しいスリッ
プ率で制動できるように、車両の前後重量配分、目標減
速度、及び、ステップ６２０で求めた道路情報等から前
輪４５，４６側で発生すべき制動力と後輪４７，４８側
で発生すべき制動力を求める。
【００８６】ステップ６５０では、ステップ５００で求
めたエンジンブレーキの駆動輪側制動力換算値を読み込
む。
【００８７】ステップ６６０では、駆動輪４７，４８側
の必要制動力を求める。後輪駆動車であれば、ステップ
６４０で求めた後輪側が発生すべき制動力から、ステッ
プ６５０で読み込んだエンジンブレーキの駆動輪側制動
力換算値を引いた値を駆動輪４７，４８側の必要制動力
とする。
【００８８】なお、この場合前輪駆動車であれば、ステ
ップ６４０で求めた前輪側が発生すべき制動力から、ス
テップ６５０で読み込んだエンジンブレーキの駆動輪側
制動力換算値を引いた値を駆動輪側の必要制動力とす
る。
【００８９】そして、この制動力を発生するための目標
ブレーキアクチュエータ液圧を求める。
【００９０】ステップ６７０では、同様にして、非駆動
輪４５，４６側の必要制動力を求める。後輪駆動車であ
れば、ステップ６４０で求めた前輪側が発生すべき制動
力がその値となる。
【００９１】なお、この場合前輪駆動車であれば、ステ
ップ６４０で求めた後輪側が発生すべき制動力がその値
となる。
【００９２】その制動力を発生するための目標ブレーキ
アクチュエータ液圧を求める。
【００９３】次に、ステップ７００のブレーキ制御につ
いて図１３を参考に詳細に説明する。
【００９４】これは、ステップ６００で求めた駆動輪
側、及び、非駆動輪側目標ブレーキアクチュエ一タ液圧
値を実現する為に、各ブレーキアクチュエータ５０〜５
３が有する電動モータ６４ａを制御する。具体的には、
マスターシリンダ４２で発生している圧力と指令値が等
しければ何もしないが、マスターシリンダ４２で発生し
ている圧力と指令値が等しくなければ、カット弁６２を
閉じて電動モータ６４ａを電流制御することで、それぞ
れ目標ブレーキアクチュエ一タ液圧を得るように圧力を
制御する。
【００９５】ここで、前述のステップ６２０〜６４０で
の道路情報、車両重量配分に基づく制動力の目標値決定
について、図１４を用いてさらに詳しく説明する。
【００９６】ステップ８１０では、ナビゲーションシス
テム３５を利用して、車両の現在位置を示す緯度・経度
を検出する。ここで用いるナビゲーションシステム３５
は、例えば、ある一定距離間隔毎のポイントの標高デー
タをメッシュ状に有しているもの等、３次元の地形デー
タを有しているものを用いる。
【００９７】ステップ８２０では、車両の現在位置を含
む、上記メッシュの４点を検出し、それぞれの標高デー
タを読み込む。
【００９８】ステップ８３０では、上記４点の標高デー
タを補間して、車両の現在位置の標高を計算する。その
計算方法としては、例えば、以下のような方法が挙げら
れる。
【００９９】上記メッシュの４点をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄと
し、図１５のようにＡ点、Ｂ点が北側に有るとする。こ
こで、まず、Ａ点、Ｂ点の経度情報と車両現在位置の経
度情報から、比例的にＭ点の高度を計算する。同様にＣ
点、Ｄ点の経度情報と車両現在位置の経度情報から、比
例的にＮ点、の高度を計算する。最後にＭ点、Ｎ点の緯
度情報と車両現在位置の緯度情報から、比例的に車両現
在位置の高度を算出する。
【０１００】ステップ８４０では、近い将来（例えば、
数秒後）に車両が通過するであろう位置を予測する。予
測の具体的な方法としては、例えば、地図画像を画像処
理的に扱って、道路を辿って行く方法が挙げられる。
【０１０１】まず、車両の過去の移動の様子から、車両
の進行方向を求める。次に、車両の現在位置を基準とし
て、進行方向に対して一定の短い距離に有る地図画像上
の画素を左右に円弧状にスキャンして道路を示す画素を
探す。この探し当てられた画素は、近い将来に車両が通
過すると推定される位置になる。次に、探し当てられた
点も考慮して、少し未来での車両の進行方向を求め直し
て、同様の手順を繰り返す。そして、所定回数（この回
数は一定の回数：一定距離離れたポイントを求める、も
しくは車速に応じた回数：一定時間後車両がいるポイン
トを求める、等に設定される）実施することで、所定時
間後に車両が存在するであろう予測位置が求められる。
【０１０２】ステップ８５０では、ステップ８２０と同
様に、車両将来位置を含むメッシュ４点を検索し、その
高度データを読み込む。
【０１０３】ステップ８６０では、ステップ８３０と同
様の方法で、車両将来位置の高度を算出する。
【０１０４】ステップ８７０では、ステップ８３０で求
めた車両現在位置の高度と、ステップ８６０で求めた車
両将来位置の高度から、車両進行方向の道路勾配を求め
る。
【０１０５】なお、この道路勾配によってステップ４０
０での車両の目標減速度を補正するようにして良い。
【０１０６】ステップ８８０では、ステップ８７０で求
めた道路勾配より、車両の前後輪の重量配分を計算で求
める。
【０１０７】即ち、登り坂では後輪４７，４８側に荷重
が移り、下り坂では前輪４５，４６側に荷重が移る。そ
の関係を数式で表すと、車両が水平な場合には、前輪側
荷重Ｆ1と後輪側荷重Ｆ2との間には Ｆ1：Ｆ2＝Ｌ2：Ｌ1 …（５） Ｆ＝Ｆ1＋Ｆ2 …（６） ただし、Ｆ：車両総重量 Ｌ1：車両重心から前輪の荷重作用線までの距離 Ｌ2：車両重心から後輪の荷重作用線までの距離 の関係がある。
【０１０８】これに対して、図１６のように斜度がθの
登り坂に車両がある場合には、重心高をｈとして、 Ｆ1：Ｆ2＝Ｌ4：Ｌ3 …（７） Ｌ3＝Ｌ1＋ｈ・tanθ …（８） Ｌ4＝Ｌ2−ｈ・tanθ …（９） Ｆ＝Ｆ1＋Ｆ2 …（１０） ただし、Ｆ：車両総重量 Ｌ3：車両重心から前輪の荷重作用線までの距離 Ｌ4：車両重心から後輪の荷重作用線までの距離 で、前輪側荷重Ｆ1、後輪側荷重Ｆ2が与えられる。
【０１０９】これらの関係式から、前輪４５，４６側の
斜面に対する垂直抗力ｆ1と後輪４７，４８側の斜面に
対する垂直抗力ｆ2は、以下のように求めることができ
る（下り坂に関しても同様である）。
【０１１０】 ｆ1＝［（Ｌ2−ｈ・tanθ）／（Ｌ1＋Ｌ2）］・Ｆ・ｃｏｓθ …（１１） ｆ2＝［（Ｌ1＋ｈ・tanθ）／（Ｌ1＋Ｌ2）］・Ｆ・ｃｏｓθ …（１２） したがって、これらの前輪側垂直抗力ｆ1と後輪側垂直
抗力ｆ2のそれぞれに比例した前輪側ブレーキ力と後輪
側ブレーキ力を、駆動輪側のエンジンブレーキ分も考慮
して発生させることで、タイヤと路面の摩擦力の関係を
示すスリップ率と路面の関係において、道路の斜度が変
化しても、常に、全ての車輪で同一のスリップ率で制動
力を発生することができ、常に、車輪ロックに対して最
大の余裕を持ちながら車両を減速・停止させることが可
能となる。
【０１１１】このように、車両の運転状態に関わる道路
勾配、車両重量配分、および駆動輪側のエンジンブレー
キによる制動力も考慮して、４輪を独立に、それぞれの
タイヤの負担が均等になるように、ブレーキアクチュエ
一タ５０〜５３を制御する構成としたので、常に、車両
を安定した状態で減速できる、と同時に、車両の持つ制
動性能を最大限に発揮させられるのである。
【０１１２】また、通常のブレーキと二重の構成にせず
とも良いので、構造が簡素化し、コストが低減する。
【０１１３】図１７は第２の実施の形態を示すもので、
天候状態を加えて制動力の目標値を決定すると共に、エ
ンジンブレーキによる制動力を制御するものである。
【０１１４】この場合、天候状態検出手段として、最も
単純な手段としては、ドライバが幾つかの選択肢の中か
ら選び（例えば、晴れ、雨、雪等）、スイッチ入力す
る、という構成にする。
【０１１５】また、これ以外に、ワイパの動作状態、気
温等から、気象を推定する、というような構成でも良
い。この場合には、ワイパが作動していれば雨が降って
いるために、路面が多少滑りやすい、ワイパが動作して
いて、気温が氷点下であれば雪が降っていて路面が非常
に滑りやすい、気温が氷点下であれば、路面が凍結して
いる可能性があるので路面が非常に滑りやすい、等の判
定を下せばよい。
【０１１６】そして、天候状態検出手段により路面が滑
りやすい状態にあると判断された場合には、エンジンブ
レーキによる駆動輪４７，４８（後輪駆動車の場合）側
の制動力を、変速機３３の変速比をＨｉ側に変速させる
ことで弱めて、エンジンブレーキによる車両挙動の変化
を抑制し、ほぼ同等の制動力をブレーキアクチュエータ
５０，５１により非駆動輪４５，４６側に発生させる。
もちろん、この制動はＡＢＳ（アンチロックブレーキシ
ステム）のようにアンチロック制御を行うことが可能な
ものを用いる。
【０１１７】したがって、路面が滑りやすく、目標制動
力が大き過ぎたために、車輪がロックするようなことは
回避でき、車両が不安定な挙動を発生するのを最小限に
することでき、また車輪がロックしたとしてもアンチロ
ック制御を行うことにより、車両の不安定な挙動を回避
して、安定した状態で減速することできる。
【０１１８】図１７に基づいて、制御の流れを説明する
と、ステップ１０１０では、車両の現在位置に対する進
行方向前方の道路勾配を求めている。
【０１１９】ステップ１０２０では、ステップ１０１０
で求めた道路勾配も考慮にいれて、駆動輪４７，４８と
非駆動輪４５，４６の制動力配分比を決定している。
【０１２０】ステップ１０３０では、その時のエンジン
ブレーキによる制動力を計算している。
【０１２１】ステップ１０１０〜１０３０は前例と同じ
である。
【０１２２】ステップ１０４０では、天候状態検出手段
により、天候が晴れか否かを判別している。晴れであれ
ば、ステップ１０５０へと進み、晴れでなければステッ
プ１０６０へと進む。
【０１２３】ステップ１０６０では、天候状態検出手段
により、天候が雨であるか否かを判別している。雨であ
れぱ、ステップ１０７０へと進み、雨でなければ（雪ま
たは路面凍結）、ステップ１０８０へと進む。
【０１２４】ステップ１０７０では、雨の場合、即ち、
路面がぬれている場合の予め設定されている路面摩擦係
数が読み込まれる。
【０１２５】ステップ１０８０では、雪又は路面凍結の
場合、即ち、路面が凍っている可能性があり滑りやすい
場合を想定した、予め設定されている路面摩擦係数が読
み込まれる。
【０１２６】ステップ１０９０では、ステップ１０７０
またはステップ１０８０で求められた、天候状態に応じ
た最大摩擦係数と、車両重量配分から駆動輪４７，４８
側で発生可能な最大制動力を計算する。
【０１２７】ステップ１１００では、ステップ１０３０
で求めたエンジンブレーキによる制動力と、ステップ１
０９０で求めた天候状態、車両重量配分を考慮した駆動
輪４７，４８側の発生可能最大制動力を比較している。
エンジンブレーキによる制動力の方が小さければステッ
プ１０５０へと進む。エンジンブレーキによる制動力の
方が大きければステップ１１１０へと進む。
【０１２８】ステップ１１１０では、エンジンブレーキ
による制動力が、発生可能最大制動力よりも所定値（あ
るいは所定割合）だけ小さな値になるような変速機３３
の変速比を求める。これは、図３に示すエンジン全性能
マップを利用する。
【０１２９】ステップ１１２０では、ステップ１１１０
で求めた変速比を、変速機コントローラ３７の目標変速
比として変更する。これにより、エンジンブレーキによ
る制動力を弱める。
【０１３０】ステップ１０４０またはステップ１１００
からステップ１０５０に進んだ場合は、そのときのエン
ジンブレーキによる制動力を考慮して、前例で説明した
通りの制動力制御を行う。
【０１３１】ステップ１１２０からステップ１０５０に
進んだ場合は、天候状態に応じて変更されたエンジンブ
レーキによる制動力を考慮して、前例で説明した通りの
制動力制御を行う。この場合、非駆動輪４５，４６側の
ブレーキアクチュエータ５０，５１により制動力を与え
ることによって、変更前のエンジンブレーキによる制動
力とほぼ同等の制動力を発生させることになる。
【０１３２】以下、第３〜第６の実施の形態について述
べる。
【０１３３】第３の実施の形態は、同乗者数に応じた車
両の重量配分の変化に対して、最適にブレ一キ力を変化
させるものである。
【０１３４】この場合、同乗者数と、それによる重量配
分の変化の検出方法としては、ドライバが運転席周辺に
設けたインターフェイスを用いて入力する構成にする。
例えば、各シートに人が座っているか否かを入力する
と、例えば、一人当たり５５ｋｇ等と予め定められた重
量を仮定して重量配分推定値を計算するようにする。更
に、トランクに荷物が有るか否かも入力できるようにす
れば、更に重量配分の精度も上がる。
【０１３５】そして、これによる重量配分を基に前例の
制動力制御を行えば、より適切な制動力が得られる。
【０１３６】第４の実施の形態は、車両の重量配分を直
接計測するもので、前輪、及び、後輪のサスペンション
のバネ部にストロークセンサを設置する。
【０１３７】これにより、道路勾配変化、乗車人数の違
い、加減速の効果等は全てストロークの変化として現わ
れるので、バネの縮み量とばね定数の変化から直接荷重
変化を読み取ることができる。ただし、路面の凹凸によ
るストローク変化をローパスフィルタにより除去するこ
とが必須である。
【０１３８】このようにすれば、道路勾配等を求めるこ
となく、適切な制動力制御が行え、一層的確な制動力が
得られる。
【０１３９】なお、車両の重量配分のみを計測する場合
は、車速０のとき（停止時）に計測しても良い。
【０１４０】第５の実施の形態は、構造および制御を簡
素化するものである。前記各例では、全て各車輪毎に制
御目標値を決めて、各車輪毎に設置されたブレーキアク
チュエータを個別に制御しているが、この例では、前輪
側と後輪側で、それぞれ左右共通の目標値を決めて、各
車輪に設置されたブレーキアクチュエータを個別に制御
する、または、前輪側と後輪側で、ブレーキアクチュエ
ータを左右共通にして、制動を行う構成にする。
【０１４１】第６の実施の形態は、モータ駆動の車両
（電気自動車）に適用するものである。前記各例では、
全て原動機として、エンジンを用いた例を示している
が、これをモータに変えて、即ち、エンジンブレーキ量
を、モータの電気エネルギの回生量として、同様の制御
を行う。
【０１４２】この場合、回生によるエネルギの回収をで
きるだけ多くしたい状況で、かつ、路面が滑りやすく、
回生ブレーキのみで車輪がロックしてしまうような状況
においては、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）
と同じように車輪速と車体速の比較から、車輪速が低下
したら、モータへの指令トルク（回生時なので負の値）
を大きくして、回生ブレーキを調整することで、ＡＢＳ
と同様の効果を得ながら、できるだけ大きな回生量を確
保することも行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の全体システムの構成図である。
【図２】動力機構の１例を示す部分構成図である。
【図３】エンジンの性能特性を示す特性図である。
【図４】トルクコンバータの性能特性を示す特性図であ
る。
【図５】ブレーキアクチュエータの構成断面図である。
【図６】ブレーキアクチュエータの特性図である。
【図７】制御内容を示すフローチャートである。
【図８】制御内容を示すフローチャートである。
【図９】制御内容を示すフローチャートである。
【図１０】制御内容を示すフローチャートである。
【図１１】制御内容を示すフローチャートである。
【図１２】制御内容を示すフローチャートである。
【図１３】制御内容を示すフローチャートである。
【図１４】制御内容を示すフローチャートである。
【図１５】車両の位置、道路勾配等の計測の説明図であ
る。
【図１６】登り坂での重量配分、車輪の垂直抗力の算出
の説明図である。
【図１７】別の実施の形態を示すフローチャートであ
る。
【図１８】従来例の構成図である。
【図１９】発明の構成図である。
【符号の説明】
１ ホットワイヤ式空気流量センサ ２ スロットル弁 ５ インジェクタ ２１ 入力ディスク ２２ パワーローラ ２３ トラニオン ２４ 油圧ピストン ２７ アクチュエータ ３２ エンジン ３３ 変速機 ３４ ブレーキコントローラ ３５ ナビゲーションシステム ３６ エンジンコントローラ ３７ 変速機コントローラ ３８ ブレーキ操作部 ４０ ブレーキペダル ４１ ブースタ ４２ マスターシリンダ ４３ 圧力センサ ４４ ストロークセンサ ４５〜４８ 車輪 ５０〜５３ ブレーキアクチュエータ ５４〜５７ 圧力センサ ６０ 液圧配管 ６１ ホイールシリンダ ６２ カット弁 ６２ａ ソレノイドコイル ６２ｂ、プランジャ ６２ｅ，ｆ ポート ６３ 制御シリンダ ６３ａ シリンダ ６３ｂ 制御ピストン ６３ｅ ポート ６４ 推力発生装置 ６４ａ 電動モータ ６４ｅ ボールねじ軸 ６５ａ スプリング ６５ｂ 可動スプリングシート

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ブレーキペダルの踏み込み量を検出する
    ブレーキペダル踏み込み量検出手段と、ブレーキペダル
    の踏み込み量から目標制動力を生成する目標制動力生成
    手段と、原動機の運転点を求める原動機運転点検出手段
    と、変速機の変速比を検出する変速比検出手段と、原動
    機のマイナストルクによる駆動輪側の制動力を求める原
    動機マイナストルク分制動力算出手段と、車両の運転条
    件から駆動輪側と非駆動輪側のそれぞれが分担する制動
    力の割合を決定する制動力分担比決定手段と、前記目標
    制動力と制動力分担比と原動機マイナストルク分制動力
    から駆動輪側の制動指令値と非駆動輪側の制動指令値を
    求める制動指令値生成手段と、その制動指令値に応じて
    該当する車輪に制動力を発生させるブレーキアクチュエ
    ータとを備えることを特徴とする車両用制動力制御装
    置。
  2. 【請求項２】 車両の運転条件から原動機マイナストル
    ク分制動力の目標値を生成する目標原動機マイナストル
    ク生成手段を備え、その目標値に応じて変速機の変速比
    を変化させるようにした請求項１に記載の車両用制動力
    制御装置。
  3. 【請求項３】 制動力分担比決定手段は、ナビゲーショ
    ン手段より得られる地図情報により制動力分担比を決定
    する請求項１または２に記載の車両用制動力制御装置。
  4. 【請求項４】 制動力分担比決定手段は、天候状態検出
    手段からの信号に応じて制動力分担比を決定する請求項
    １または２に記載の車両用制動力制御装置。
  5. 【請求項５】 制動力分担比決定手段は、車両重量検出
    手段からの信号に応じて制動力分担比を決定する請求項
    １または２に記載の車両用制動力制御装置。
  6. 【請求項６】 車両重量検出手段は、乗員の着座に基づ
    き重量配分を検知する重量配分検知手段を備える請求項
    ５に記載の車両用制動力制御装置。
  7. 【請求項７】 原動機としてエンジンを用いた請求項１
    〜６のいずれか１つに記載の車両用制動力制御装置。
  8. 【請求項８】 原動機としてモータを用いた請求項１〜
    ６のいずれか１つに記載の車両用制動力制御装置。
  9. 【請求項９】 モータのエネルギ回生によって、原動機
    マイナストルク分制動力を発生させる請求項８に記載の
    車両用制動力制御装置。
  10. 【請求項１０】 車輪毎にブレーキアクチュエータを備
    え、制動指令値生成手段は車輪毎に制動指令値を求める
    請求項１〜９のいずれか１つに記載の車両用制動力制御
    装置。
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