WO2019176795A1

WO2019176795A1 - 反力付加装置

Info

Publication number: WO2019176795A1
Application number: PCT/JP2019/009438
Authority: WO
Inventors: 美沙原田; 泉樹立入; 永田　麻子
Original assignee: 株式会社デンソー
Priority date: 2018-03-12
Filing date: 2019-03-08
Publication date: 2019-09-19
Also published as: JP2019156124A; JP6741710B2

Abstract

反力付加装置（６）は、駆動力付加部（１２）と負荷推定部（Ｓ２０，Ｓ３０，Ｓ５０）と制御部（Ｓ７０）とを備える。制御部は、第１負荷条件が成立している場合には、ブレーキ操作量を一定としたときにブレーキペダル反力が負荷パラメータと正または負の相関を有するように駆動力付加部に駆動力を発生させる。制御部は、第２負荷条件が成立している場合には、ブレーキ操作量を一定としたときにブレーキペダル反力が負荷パラメータと負または正の相関を有するように駆動力付加部に駆動力を発生させる。

Description

反力付加装置

関連出願の相互参照

　本国際出願は、２０１８年３月１２日に日本国特許庁に出願された日本国特許出願第２０１８－４４５３８号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１８－４４５３８号の全内容を参照により本国際出願に援用する。

　本開示は、ブレーキペダルに反力を付加する反力付加装置に関する。

　特許文献１には、制動摩擦係数を最大にするスリップ率を超えると、ブレーキペダルに掛かる反力を急激に増加させる反力付加装置が記載されている。これにより、特許文献１に記載の反力付加装置は、運転者にタイヤの制動能力の限界を超えたことを知らせることができる。

特開平７－１５６７８２号公報

　一般に自動車用制動装置は、ブレーキペダルが踏み込まれるほど高い制動力が得られるわけではなく、タイヤと路面との摩擦抵抗（以下、グリップ力)が最も高くなるときに、最大の制動力が得られる。そして、タイヤの制動能力の限界を超えるとタイヤがロックして制動距離が延びる。通常、運転者がブレーキペダルから感じる反力は、グリップ力とは関係がなく、運転者はグリップ力を直接認識することができない。従って、運転者は、雪道のような低μ路を走行しているときにおいて、軽くブレーキを踏んだつもりでも、タイヤがロックしてひやっとすることがある。本来であれば運転者はタイヤのグリップ力の変化を認識しながらブレーキ操作をすることが望ましい。運転者がタイヤのグリップ力を直接認識しながらブレーキ操作ができれば、制動力を最大状態に近付けることができたり、これ以上踏まない方が良いと判断出来たりすることができる。また、制動能力の限界を超えてタイヤがロックして車両が滑り出してしまう前に気付くことができる。

　しかし、発明者の詳細な検討の結果、特許文献１に記載の技術では、制動能力の限界に近づいていること、制動能力の限界を超えたこととの何れか一方を運転者に知らせることができるが、その両方を知らせることができないという課題が見出された。

　本開示は、制動能力の限界に近付いていることと、制動能力の限界を超えたこととの両方を運転者に知らせる。
　本開示の一態様は、駆動力付加部と、負荷推定部と、制御部とを備える反力付加装置である。駆動力付加部は、車両を制動させるときに運転者により操作されるブレーキペダルに対して、駆動することにより駆動力を付加するように構成される。負荷算出部は、車両のタイヤの負荷を示すために予め設定された負荷パラメータを算出するように構成される。制御部は、駆動力付加部による駆動力の発生を制御するように構成される。

　また、ブレーキペダルが運転者により操作されることにより発生する反力をブレーキペダル反力とし、ブレーキペダルの操作量をブレーキ操作量とする。負荷パラメータが、予め設定された開始判定値以上であり、且つ、車両が走行する路面に対するタイヤのグリップ力が最大になるときの負荷パラメータとして予め設定された変曲判定値以下であることを第１負荷条件とする。負荷パラメータが変曲判定値より大きく且つ予め設定された終了判定値以下であることを第２負荷条件とする。

　そして制御部は、第１負荷条件が成立している場合には、ブレーキ操作量を一定としたときにブレーキペダル反力が負荷パラメータと正または負の相関を有するように駆動力付加部に駆動力を発生させる。

　また制御部は、第１負荷条件の成立時に正の相関を有するように駆動力付加部に駆動力を発生させ、且つ、第２負荷条件が成立している場合には、ブレーキ操作量を一定としたときにブレーキペダル反力が負荷パラメータと負の相関を有するように駆動力付加部に駆動力を発生させる。

　また制御部は、第１負荷条件の成立時に負の相関を有するように駆動力付加部に駆動力を発生させ、且つ、第２負荷条件が成立している場合には、ブレーキ操作量を一定としたときにブレーキペダル反力が負荷パラメータと正の相関を有するように駆動力付加部に駆動力を発生させる。

　このように構成された本開示の反力付加装置は、負荷パラメータが開始判定値以上であり変曲判定値以下である場合には、負荷パラメータが大きくなるにつれてブレーキペダル反力が大きくなるか小さくなる。これにより、反力付加装置は、運転者に、タイヤの制動能力の限界に近付いていることを認識させることができる。

　そして、本開示の反力付加装置は、負荷パラメータが変曲判定値以下であるときにブレーキペダル反力を大きくしていた場合には、負荷パラメータが変曲判定値を超えると、負荷パラメータが大きくなるにつれてブレーキペダル反力を小さくする。一方、本開示の反力付加装置は、負荷パラメータが変曲判定値以下であるときにブレーキペダル反力を小さくしていた場合には、負荷パラメータが変曲判定値を超えると、負荷パラメータが大きくなるにつれてブレーキペダル反力を大きくする。これにより、反力付加装置は、運転者に、タイヤの制動能力の限界を超えたことを認識させることができる。

　このように、本開示の反力付加装置は、タイヤのグリップ力が最大になるときの負荷パラメータとして設定された変曲判定値を境界として、負荷パラメータに対するブレーキペダル反力の変化の傾きの正負を切り換えることにより、制動能力の限界に近付いていることと、制動能力の限界を超えたこととの両方を運転者に知らせることができる。

ブレーキシステムの構成を示すブロック図である。反力モータの設置位置を示す図である。グリップ力とスリップ率との関係を示す図である。反力制御処理を示すフローチャートである。第１実施形態におけるブレーキ踏込量とスリップ率とに応じたブレーキペダル反力の変化を示す図である。ブレーキ踏込量が互いに異なる場合におけるスリップ率に応じたブレーキペダル反力の変化を示す図である。スリップ率に応じた制動力比の変化を示す図である。第２実施形態におけるブレーキ踏込量とスリップ率とに応じたブレーキペダル反力の変化を示す図である。

　　（第１実施形態）
　以下に本開示の第１実施形態を図面とともに説明する。

　本実施形態のブレーキシステム１は、車両に搭載され、図１に示すように、ブレーキペダル２と、制動装置３と、ブレーキペダルセンサ４と、車輪速センサ５と、反力付加装置６とを備える。

　ブレーキペダル２は、車両の制動を行うときに車両の運転者により足で操作される部品である。

　制動装置３は、図示しない４個のブレーキパッド、倍力装置、マスタシリンダおよび油圧回路を備える。

　４個のブレーキパッドは、車両のタイヤ９が連結されている左前輪、右前輪、左後輪および右後輪のそれぞれと一体に回転するブレーキディスクを間に挟むようにして配置される。

　倍力装置は、運転者がブレーキペダル２を踏み込むことにより発生した踏力を倍力し、マスタシリンダ内に設けられたマスタピストンを押し込む。マスタシリンダは、マスタピストンが押し込まれることにより、マスタシリンダ圧を発生させる。

　油圧回路は、マスタシリンダと４個のブレーキパッドとの間を結ぶ主配管を備え、マスタシリンダで発生したマスタシリンダ圧をブレーキパッドへ伝達する。主配管を介してブレーキパッドにマスタシリンダ圧が伝達されることにより、ブレーキパッドがブレーキディスクに押し付けられ、左前輪、右前輪、左後輪および右後輪のそれぞれに対して制動力が付与される。

　油圧回路は、主配管においてマスタシリンダから４個のブレーキパッドに至る経路上に接続された減圧配管を備える。さらに油圧回路は、主配管から減圧配管へのブレーキ液の流入を制御するための減圧制御弁を備える。減圧制御弁が閉じている場合には、マスタシリンダ圧がブレーキパッドへ伝達される。減圧制御弁が開いている場合には、主配管から減圧配管へブレーキ液が流入することにより、マスタシリンダ圧より低いブレーキ液圧がブレーキパッドへ伝達される。すなわち、減圧制御弁が開かれることにより、減圧制御弁が閉じられている場合よりも、ブレーキパッドによる制動力を低下させることができる。

　ブレーキペダルセンサ４は、運転者によるブレーキペダル２の踏込量に応じた検出信号を出力する。

　車輪速センサ５は、車両の左前輪、右前輪、左後輪および右後輪のそれぞれに取り付けられ、各車輪軸の回転に応じて所定角度毎にエッジが生じるパルス信号を検出信号として出力する。

　反力付加装置６は、制御装置１１と、反力モータ１２とを備える。

　制御装置１１は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を備えた周知のマイクロコンピュータを中心に構成された電子制御装置である。マイクロコンピュータの各種機能は、ＣＰＵが非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、ＲＯＭが、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムの実行により、プログラムに対応する方法が実行される。なお、ＣＰＵが実行する機能の一部または全部を、一つあるいは複数のＩＣ等によりハードウェア的に構成してもよい。また、制御装置１１を構成するマイクロコンピュータの数は１つでも複数でもよい。

　制御装置１１は、ブレーキペダルセンサ４および車輪速センサ５からの入力に基づいて各種処理を実行し、制動装置３および反力モータ１２を制御する。

　反力モータ１２は、図２に示すように、その出力軸１２ａが、ブレーキペダル２のペダル回転軸２ａに連結される。ペダル回転軸２ａは、ブレーキペダル２に連結されており、運転者によってブレーキペダル２が踏み込まれたときにブレーキペダル２が回転する回転中心となる軸である。

　タイヤ９と路面との摩擦抵抗（以下、グリップ力）は、車速Ｖｂ［ｋｍ／ｈ］と車輪速Ｖｗ［ｋｍ／ｈ］とを用いて式（１）により算出されるスリップ率λに応じて変化する。車速Ｖｂは、車両の走行速度である。車輪速Ｖｗは、車両の車輪の回転速度から算出される走行速度である。

　　λ＝（Ｖｂ－Ｖｗ）／Ｖｂ　・・・（１）
　例えば、車両が雪道を走行しているときにブレーキを掛けることによりタイヤがロックすると、グリップ力が低下し、制動距離が延びることが一般に知られている。図３に示すように、一般には、スリップ率が２０％前後であるときにグリップ力が最も大きく、このときに制動力が最大になる。

　次に、制御装置１１が実行する反力制御処理の手順を説明する。反力制御処理は、制御装置１１の動作中において繰り返し実行される処理である。

　反力制御処理が実行されると、制御装置１１は、図４に示すように、まずＳ１０にて、ブレーキ操作が行われたか否かを判断する。具体的には、制御装置１１は、ブレーキペダルセンサ４からの検出信号が示す踏込量が０より大きい場合に、ブレーキ操作が行われたと判断する。ここで、ブレーキ操作が行われていない場合には、制御装置１１は、反力制御処理を一旦終了する。一方、ブレーキ操作が行われた場合には、制御装置１１は、Ｓ２０にて、車輪速センサ５からの検出信号に基づいて、左前輪、右前輪、左後輪および右後輪それぞれの車輪速を算出する。さらにＳ３０にて、制御装置１１は、車輪速センサ５からの検出信号に基づいて、公知の手法により推定車体速度を算出し、算出した推定車体速度を上記の車速Ｖｂとする。

　そしてＳ４０にて、制御装置１１は、Ｓ３０で算出された車速Ｖｂが予め設定された制御判定車速（本実施形態では、例えば、２０［ｋｍ／ｈ］）以上であるか否かを判断する。ここで、車速Ｖｂが制御判定車速未満である場合には、制御装置１１は、反力制御処理を一旦終了する。一方、車速Ｖｂが制御判定車速以上である場合には、制御装置１１は、Ｓ５０にて、車両のスリップ率を算出する。具体的には、制御装置１１は、左前輪、右前輪、左後輪および右後輪それぞれについて、上式（１）によりスリップ率を算出し、算出された４つのスリップ率のうち最大のスリップ率を、車両のスリップ率とする。またＳ６０にて、制御装置１１は、ブレーキペダルセンサ４からの検出信号に基づいて、ブレーキペダル２の踏込量（以下、ブレーキ踏込量）を算出する。

　そしてＳ７０にて、制御装置１１は、ブレーキ踏込量と車両のスリップ率とをパラメータとして反力モータ１２の出力トルクが予め設定された３次元マップを参照して、反力モータ１２の出力トルクを決定し、決定したトルクを出力するように反力モータ１２を制御する。

　上記の３次元マップは、運転者がブレーキペダル２を踏み込むことにより発生する反力（以下、ブレーキペダル反力）のブレーキ踏込量とスリップ率とに応じた変化が、図５に示す特性を有するように設定されている。

　ブレーキ踏込量を一定とした場合において、図５に示すように、スリップ率が０％以上であり且つ反力制御開始スリップ率（本実施形態では、５％）未満であるときには、ブレーキ踏込量に比例してブレーキペダル反力が増加する。このときのブレーキペダル反力は、運転者がブレーキペダル２を踏み込んだときのブレーキペダル２の回転方向（以下、ブレーキ踏込時回転方向）とは逆の方向へブレーキペダル２を押し戻すように制動装置３がブレーキペダル２へ作用させる力（以下、制動装置起因反力）である。この制動装置起因反力には、例えば、制動装置３が備えるリターンスプリングによる付勢力が含まれる。すなわち、スリップ率が０％以上であり且つ反力制御開始スリップ率未満である場合には、反力モータ１２は駆動していない。なお、図５の直線Ｌ１は、反力モータ１２を駆動させていないときにおけるブレーキペダル反力のブレーキ踏込量に応じた変化を示す。

　ブレーキ踏込量を一定とした場合において、スリップ率が反力制御開始スリップ率以上であり且つ最大反力スリップ率（本実施形態では、２０％）以下であるときには、スリップ率の上昇に伴い、ブレーキペダル反力が増加する。このときのブレーキペダル反力は、制動装置起因反力と、反力モータ１２の駆動力とを加算した力である。すなわち、反力モータ１２は、ブレーキ踏込時回転方向とは逆の方向へ出力軸１２ａを回転させる。

　ブレーキ踏込量を一定とした場合において、スリップ率が最大反力スリップ率より大きく且つ収束開始スリップ率（本実施形態では、２５％）以下であるときには、スリップ率の上昇に伴い、ブレーキペダル反力が減少する。具体的には、スリップ率の上昇に伴い、ブレーキペダル反力と制動装置起因反力との差が徐々に小さくなり、図５の点Ｐ１に示すように、或るスリップ率で、ブレーキペダル反力が、制動装置起因反力に一致する。さらにスリップ率が上昇すると、スリップ率の上昇に伴い、ブレーキペダル反力と制動装置起因反力との差が徐々に大きくなる。すなわち、ブレーキペダル反力が制動装置起因反力より大きいときには、反力モータ１２は、ブレーキ踏込時回転方向とは逆の方向へ出力軸１２ａを回転させる。一方、ブレーキペダル反力が制動装置起因反力より小さいときには、反力モータ１２は、ブレーキ踏込時回転方向と同じ方向へ出力軸１２ａを回転させる。

　ブレーキ踏込量を一定とした場合において、スリップ率が収束開始スリップ率より大きいときには、スリップ率が大きくなるにつれて、ブレーキペダル反力が予め設定された収束値へ収束する。

　また、スリップ率が反力制御開始スリップ率以上であり且つ最大反力スリップ率以下であるときにおけるブレーキペダル反力の変化量の絶対値Ｆ１に対して、スリップ率が最大反力スリップ率より大きく且つ収束開始スリップ率以下であるときにおけるブレーキペダル反力の変化量の絶対値Ｆ２の方が大きい。ブレーキペダル反力の変化量の絶対値Ｆ１は、ブレーキ踏込量を一定とした場合において、スリップ率が反力制御開始スリップ率であるときのブレーキペダル反力と、スリップ率が最大反力スリップ率であるときのブレーキペダル反力との差の絶対値である。ブレーキペダル反力の変化量の絶対値Ｆ２は、ブレーキ踏込量を一定とした場合において、スリップ率が最大反力スリップ率であるときのブレーキペダル反力と、スリップ率が収束開始スリップ率であるときのブレーキペダル反力との差の絶対値である。

　また、スリップ率が反力制御開始スリップ率以上であり且つ最大反力スリップ率以下であるときにおけるブレーキペダル反力の変化率の絶対値θ１に対して、スリップ率が最大反力スリップ率より大きく且つ収束開始スリップ率以下であるときにおけるブレーキペダル反力の変化率の絶対値θ２の方が大きい。ブレーキペダル反力の変化率の絶対値θ１は、絶対値Ｆ１を、最大反力スリップ率から反力制御開始スリップ率を減算した減算値で除した除算値である。ブレーキペダル反力の変化率の絶対値θ２は、絶対値Ｆ２を、収束開始スリップ率から最大反力スリップ率を減算した減算値で除した除算値である。

　さらに、上記の３次元マップは、スリップ率を一定とした場合において、ブレーキ踏込量に比例してブレーキペダル反力が増加するように設定されている。このため、例えば、図６に示すように、スリップ率が最大反力スリップ率（本実施形態では、２０％）となったときのブレーキ踏込量Ｐｂ１，Ｐｂ２，Ｐｂ３に応じて、最大反力スリップ率となったときのブレーキペダル反力の大きさＦｒ１，Ｆｒ２，Ｆｒ３が異なる。そして、直線Ｌ２で示すように、最大反力スリップ率となったときのブレーキペダル反力の大きさＦｒ１，Ｆｒ２，Ｆｒ３は、ブレーキ踏込量に比例している。

　そしてＳ７０の処理が終了すると、図４に示すように、制御装置１１は、Ｓ８０にて、車両のスリップ率が反力制御開始スリップ率以上であり且つ最大反力スリップ率以下であるか否かを判断する。ここで、車両のスリップ率が反力制御開始スリップ率以上であり且つ最大反力スリップ率以下である場合には、制御装置１１は、Ｓ９０にて、制動装置３の油圧回路の減圧制御弁を開いて、反力制御処理を一旦終了する。一方、車両のスリップ率が反力制御開始スリップ率より小さいか最大反力スリップ率より大きい場合には、制御装置１１は、Ｓ１００にて、減圧制御弁を閉じて、反力制御処理を一旦終了する。

　Ｓ８０～Ｓ１００の処理により、図７に示すように、ブレーキ踏込量に対する制動力の比（以下、制動力比）は、スリップ率が０％以上であり且つ反力制御開始スリップ率未満である場合と、スリップ率が最大反力スリップ率より大きい場合とにおいて、予め設定された第１設定値Ｒ１となる。また、スリップ率が反力制御開始スリップ率以上であり且つ最大反力スリップ率以下である場合には、制動力比は、第１設定値Ｒ１より小さくなるように設定された第２設定値Ｒ２となる。

　このように構成された反力付加装置６は、反力モータ１２と、制御装置１１とを備える。反力モータ１２は、車両を制動させるときに車両の運転者により操作されるブレーキペダル２に対して、駆動することにより駆動力を付加する。制御装置１１は、車両のタイヤの負荷を示すために予め設定されたスリップ率を算出する。制御装置１１は、反力モータ１２による駆動力の発生を制御する。

　また、スリップ率が予め設定された反力制御開始スリップ率以上であり、且つ、車両が走行する路面に対するタイヤのグリップ力が最大になるときのスリップ率として予め設定された最大反力スリップ率以下であることを第１スリップ率条件とする。スリップ率が最大反力スリップ率より大きく且つ予め設定された収束開始スリップ率以下であることを第２スリップ率条件とする。

　そして制御装置１１は、第１スリップ率条件が成立している場合には、ブレーキ踏込量を一定としたときにブレーキペダル反力がスリップ率と正の相関を有するように反力モータ１２に駆動力を発生させる。

　また制御装置１１は、第２スリップ率条件が成立している場合には、ブレーキ踏込量を一定としたときにブレーキペダル反力がスリップ率と負の相関を有するように反力モータ１２に駆動力を発生させる。

　このように反力付加装置６は、スリップ率が反力制御開始スリップ率以上であり最大反力スリップ率以下である場合には、スリップ率が大きくなるにつれてブレーキペダル反力が大きくなる。これにより、反力付加装置６は、運転者に、タイヤ９の制動能力の限界に近付いていることを認識させることができる。

　そして反力付加装置６は、スリップ率が最大反力スリップ率を超えると、スリップ率が大きくなるにつれてブレーキペダル反力を小さくする。これにより、反力付加装置６は、運転者に、タイヤ９の制動能力の限界を超えたことを認識させることができる。

　このように反力付加装置６は、タイヤ９のグリップ力が最大になるときのスリップ率として設定された最大反力スリップ率を境界として、スリップ率に対するブレーキペダル反力の変化の傾きの正負を切り換えることにより、タイヤ９の制動能力の限界に近付いていることと、タイヤ９の制動能力の限界を超えたこととの両方を運転者に知らせることができる。

　また、スリップ率が最大反力スリップ率より大きく且つ収束開始スリップ率以下であるときにおけるブレーキペダル反力の変化量の絶対値Ｆ２は、スリップ率が反力制御開始スリップ率以上であり且つ最大反力スリップ率以下であるときにおけるブレーキペダル反力の変化量の絶対値Ｆ１より大きい。これにより、反力付加装置６は、スリップ率が最大反力スリップ率を超えた場合において、タイヤ９の制動能力の限界を超えたことを明確に運転者に認識させることができる。

　また、スリップ率が最大反力スリップ率より大きく且つ収束開始スリップ率以下であるときにおけるブレーキペダル反力の変化率の絶対値θ２は、スリップ率が反力制御開始スリップ率以上であり且つ最大反力スリップ率以下であるときにおけるブレーキペダル反力の変化率の絶対値θ１より大きい。これにより、反力付加装置６は、スリップ率が最大反力スリップ率を超えた場合において、タイヤ９の制動能力の限界を超えたことを早く運転者に認識させることができる。

　運転者によりブレーキペダル２が踏み込まれたときに、車両を制動させる制動装置３から、ブレーキペダル２が踏み込まれたブレーキ踏込時回転方向とは逆の方向へブレーキペダル２を移動させる制動装置起因反力がブレーキペダル２へ作用する。そして制御装置１１は、スリップ率が収束開始スリップ率より大きい場合には、スリップ率が大きくなるにつれて、ブレーキペダル反力が、０より大きく且つ制動装置起因反力より小さくなるように予め設定された収束値に収束するように、反力モータ１２に駆動力を発生させる。すなわち、反力付加装置６は、スリップ率が収束開始スリップ率より大きいときに、ブレーキペダル反力を０より大きくする。これにより、反力付加装置６は、スリップ率が収束開始スリップ率より大きいときに運転者がブレーキペダル２の踏み込みを止めた場合であっても、ブレーキペダル２が、ブレーキ踏込量が０となる初期位置まで戻らなくなってしまうという事態の発生を抑制することができる。

　また制御装置１１は、第１スリップ率条件が成立している場合には、制動力比を、第１スリップ率条件が成立していない場合と比較して小さくする。これにより、反力付加装置６は、第１スリップ率条件が成立している状態において急激なスリップ率の上昇を抑制し、タイヤ９の制動能力の限界を超えてしまう事態の発生を抑制することができる。

　また制御装置１１は、スリップ率を一定とした場合において、ブレーキペダル反力がブレーキ踏込量と正の相関を有するように反力モータ１２に駆動力を発生させる。これにより、反力付加装置６は、ブレーキ踏込量に応じたブレーキペダル反力を発生させることができる。

　また制御装置１１は、車速Ｖｂが制御判定車速未満である場合には、反力モータ１２の制御を禁止する。これにより、反力付加装置６は、車速が低い場合における車速の検出誤差の増大に起因したスリップ率の算出誤差の増大を抑制する。このため、反力付加装置６は、スリップ率に応じたブレーキペダル反力の付加を適切に行うことができる。

　以上説明した実施形態において、反力モータ１２は駆動力付加部に相当し、Ｓ２０，Ｓ３０，Ｓ５０は負荷算出部としての処理に相当し、Ｓ７０は制御部としての処理に相当し、スリップ率は負荷パラメータに相当する。

　また、ブレーキ踏込量はブレーキ操作量に相当し、反力制御開始スリップ率は開始判定値に相当し、最大反力スリップ率は変曲判定値に相当し、収束開始スリップ率は終了判定値に相当し、第１スリップ率条件は第１負荷条件に相当し、第２スリップ率条件は第２負荷条件に相当する。

　また、絶対値Ｆ１は第１変化量に相当し、絶対値Ｆ２は第２変化量に相当し、絶対値θ１は第１変化率に相当し、絶対値θ２は第２変化率に相当し、収束値は終了後設定値に相当する。

　また、Ｓ８０，Ｓ９０は制動力比低減部としての処理に相当し、制動力比はブレーキ操作量に対する制動力の比に相当し、Ｓ４０は禁止部としての処理に相当する。

　　（第２実施形態）
　以下に本開示の第２実施形態を図面とともに説明する。なお第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分を説明する。共通する構成については同一の符号を付す。

　第２実施形態のブレーキシステム１は、反力制御処理が変更された点が第１実施形態と異なる。

　第２実施形態の反力制御処理は、Ｓ７０の処理が変更された点が第１実施形態と異なる。

　すなわち、Ｓ７０にて、制御装置１１は、ブレーキ踏込量と車両のスリップ率とをパラメータとして反力モータ１２の出力トルクが予め設定された３次元マップを参照して、反力モータ１２の出力トルクを決定し、決定したトルクを出力するように反力モータ１２を制御する。

　上記の３次元マップは、ブレーキペダル反力のブレーキ踏込量とスリップ率とに応じた変化が、図８に示す特性を有するように設定されている。

　図８に示すように、スリップ率が０％以上であり且つ反力制御開始スリップ率未満である場合には、ブレーキ踏込量に比例してブレーキペダル反力が増加する。

　スリップ率が反力制御開始スリップ率以上であり且つ最小反力スリップ率（本実施形態では、２０％）以下である場合には、スリップ率の上昇に伴い、ブレーキペダル反力が減少する。このときのブレーキペダル反力は、制動装置起因反力から、反力モータ１２の駆動力を減算した力である。すなわち、反力モータ１２は、運転者がブレーキペダル２を踏み込んだときのブレーキペダル２の回転方向と同じ方向へ出力軸１２ａを回転させる。

　スリップ率が最小反力スリップ率より大きい場合には、スリップ率の上昇に伴い、ブレーキペダル反力が増加する。具体的には、スリップ率の上昇に伴い、ブレーキペダル反力と制動装置起因反力との差が徐々に小さくなり、図８の点Ｐ２に示すように、或るスリップ率で、ブレーキペダル反力が制動装置起因反力に一致する。さらにスリップ率が上昇すると、スリップ率の上昇に伴い、ブレーキペダル反力と制動装置起因反力との差が徐々に大きくなる。すなわち、ブレーキペダル反力が制動装置起因反力より小さいときには、反力モータ１２は、ブレーキ踏込時回転方向と同じ方向へ出力軸１２ａを回転させる。一方、ブレーキペダル反力が制動装置起因反力より大きいときには、反力モータ１２は、ブレーキ踏込時回転方向とは逆の方向へ出力軸１２ａを回転させる。

　このように構成された反力付加装置６の制御装置１１は、第３スリップ率条件が成立している場合には、ブレーキ踏込量を一定としたときにブレーキペダル反力がスリップ率と負の相関を有するように反力モータ１２に駆動力を発生させる。なお、スリップ率が予め設定された反力制御開始スリップ率以上であり、且つ、車両が走行する路面に対するタイヤのグリップ力が最大になるときのスリップ率として予め設定された最少反力スリップ率以下であることを第３スリップ率条件とする。

　また制御装置１１は、第４スリップ率条件が成立している場合には、ブレーキ踏込量を一定としたときにブレーキペダル反力がスリップ率と正の相関を有するように反力モータ１２に駆動力を発生させる。なお、スリップ率が最小反力スリップ率より大きく且つ１００％以下であることを第４スリップ率条件とする。

　このように反力付加装置６は、スリップ率が反力制御開始スリップ率以上であり最小反力スリップ率以下である場合には、スリップ率が大きくなるにつれてブレーキペダル反力が小さくなる。これにより、反力付加装置６は、運転者に、タイヤ９の制動能力の限界に近付いていることを認識させることができる。

　そして反力付加装置６は、スリップ率が最小反力スリップ率を超えると、スリップ率が大きくなるにつれてブレーキペダル反力を大きくする。これにより、反力付加装置６は、運転者に、タイヤ９の制動能力の限界を超えたことを認識させることができる。

　このように反力付加装置６は、タイヤ９のグリップ力が最大になるときのスリップ率として設定された最小反力スリップ率を境界として、スリップ率に対するブレーキペダル反力の変化の傾きの正負を切り換えることにより、タイヤ９の制動能力の限界に近付いていることと、タイヤ９の制動能力の限界を超えたこととの両方を運転者に知らせることができる。

　以上説明した実施形態において、最小反力スリップ率は変曲判定値に相当し、１００％のスリップ率は終了判定値に相当し、第３スリップ率条件は第１負荷条件に相当し、第４スリップ率条件は第２負荷条件に相当する。

　以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、種々変形して実施することができる。

　［変形例１］
　例えば上記実施形態では、スリップ率に基づいて反力モータ１２を制御する形態を示しが、スリップ率の代わりに、車両のタイヤの負荷を示す負荷パラメータを用いてもよい。負荷パラメータとしては、タイヤと路面との摩擦抵抗、または、タイヤまたはホイールの歪みを用いて算出されたパラメータが挙げられる。但し、負荷パラメータは、図３に示すように、グリップ力に対してスリップ率と同様の関係を有している必要がある。すなわち、負荷パラメータの値が０から大きくなるにつれてグリップ力が徐々に増大し、負荷パラメータが或る最大パラメータ値となるとグリップ力が最も大きくなり、最大パラメータ値を超えるとグリップ力が徐々に低下していくという関係を有している必要がある。

　［変形例２］
　上記実施形態では、制動装置３が油圧により作動する形態を示したが、制動装置３は電動ブレーキまたは回生ブレーキであってもよい。

　［変形例３］
　上記実施形態では、車輪速センサが各車輪軸の回転に応じて出力するパルス信号に基づいて車輪速を算出する形態を示したが、差動装置の出力比から車輪速を推定するようにしてもよい。

　また、上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分担させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に発揮させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。

　上述した反力付加装置６の他、当該反力付加装置６を構成要素とするシステム、当該反力付加装置６としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した媒体、反力付加方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。

Claims

　反力付加装置（６）であって、
　車両を制動させるときに前記車両の運転者により操作されるブレーキペダル（２）に対して、駆動することにより駆動力を付加するように構成された駆動力付加部（１２）と、
　前記車両のタイヤ（９）の負荷を示すために予め設定された負荷パラメータを算出するように構成された負荷算出部（Ｓ２０，Ｓ３０，Ｓ５０）と、
　前記駆動力付加部による前記駆動力の発生を制御するように構成された制御部（Ｓ７０）とを備え、
　前記制御部は、
　前記ブレーキペダルが前記運転者により操作されることにより発生する反力をブレーキペダル反力とし、前記ブレーキペダルの操作量をブレーキ操作量として、
　前記負荷パラメータが、予め設定された開始判定値以上であり、且つ、前記車両が走行する路面に対する前記タイヤのグリップ力が最大になるときの前記負荷パラメータとして予め設定された変曲判定値以下であることを第１負荷条件とし、前記負荷パラメータが前記変曲判定値より大きく且つ予め設定された終了判定値以下であることを第２負荷条件とし、
　前記第１負荷条件が成立している場合には、前記ブレーキ操作量を一定としたときに前記ブレーキペダル反力が前記負荷パラメータと正または負の相関を有するように前記駆動力付加部に前記駆動力を発生させ、
　前記第１負荷条件の成立時に正の相関を有するように前記駆動力付加部に前記駆動力を発生させ、且つ、前記第２負荷条件が成立している場合には、前記ブレーキ操作量を一定としたときに前記ブレーキペダル反力が前記負荷パラメータと負の相関を有するように前記駆動力付加部に前記駆動力を発生させ、
　前記第１負荷条件の成立時に負の相関を有するように前記駆動力付加部に前記駆動力を発生させ、且つ、前記第２負荷条件が成立している場合には、前記ブレーキ操作量を一定としたときに前記ブレーキペダル反力が前記負荷パラメータと正の相関を有するように前記駆動力付加部に前記駆動力を発生させる反力付加装置。
　請求項１に記載の反力付加装置であって、
　前記ブレーキ操作量を一定とした場合において、前記負荷パラメータが前記開始判定値であるときの前記ブレーキペダル反力と、前記負荷パラメータが前記変曲判定値であるときの前記ブレーキペダル反力との差の絶対値を第１変化量とし、前記負荷パラメータが前記変曲判定値であるときの前記ブレーキペダル反力と、前記負荷パラメータが前記終了判定値であるときの前記ブレーキペダル反力との差の絶対値を第２変化量として、
　前記第２変化量は前記第１変化量より大きい反力付加装置。
　請求項１または請求項２に記載の反力付加装置であって、
　前記ブレーキ操作量を一定とした場合において、前記負荷パラメータが前記開始判定値であるときの前記ブレーキペダル反力と、前記負荷パラメータが前記変曲判定値であるときの前記ブレーキペダル反力との差の絶対値を第１変化量とし、前記負荷パラメータが前記変曲判定値であるときの前記ブレーキペダル反力と、前記負荷パラメータが前記終了判定値であるときの前記ブレーキペダル反力との差の絶対値を第２変化量として、
　前記第１変化量を、前記変曲判定値から前記開始判定値を減算した減算値で除した除算値を第１変化率とし、
　前記第２変化量を、前記終了判定値から前記変曲判定値を減算した減算値で除した除算値を第２変化率として、
　前記第２変化率は前記第１変化率より大きい反力付加装置。
　請求項１～請求項３の何れか１項に記載の反力付加装置であって、
　前記運転者により前記ブレーキペダルが操作されたときに、前記車両を制動させる制動装置から、前記ブレーキペダルが操作された方向とは逆の方向へ前記ブレーキペダルを移動させる制動装置起因反力が前記ブレーキペダルへ作用し、
　前記制御部は、前記負荷パラメータが前記終了判定値より大きい場合には、前記負荷パラメータが大きくなるにつれて、前記ブレーキペダル反力が、０より大きく且つ前記制動装置起因反力より小さくなるように予め設定された終了後設定値に収束するように、前記駆動力付加部に前記駆動力を発生させる反力付加装置。
　請求項１～請求項４の何れか１項に記載の反力付加装置であって、
　前記第１負荷条件が成立している場合には、前記ブレーキ操作量に対する制動力の比を、前記第１負荷条件が成立していない場合と比較して小さくするように構成された制動力比低減部（Ｓ８０，Ｓ９０）を備える反力付加装置。
　請求項１～請求項５の何れか１項に記載の反力付加装置であって、
　前記制御部は、前記負荷パラメータを一定とした場合において、前記ブレーキペダル反力が前記ブレーキ操作量と正の相関を有するように前記駆動力付加部に前記駆動力を発生させる反力付加装置。
　請求項１～請求項６の何れか１項に記載の反力付加装置であって、
　前記負荷パラメータはスリップ率であり、
　前記車両の走行速度が予め設定された制御判定車速未満である場合には、前記制御部による制御を禁止するように構成された禁止部（Ｓ４０）を備える反力付加装置。