WO2020203324A1

WO2020203324A1 - ブレーキ制御装置

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Publication number: WO2020203324A1
Application number: PCT/JP2020/012136
Authority: WO
Inventors: 貴廣伊藤; 松原　謙一郎; 渉横山
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Astemo Ltd
Priority date: 2019-04-04
Filing date: 2020-03-18
Publication date: 2020-10-08
Anticipated expiration: 2021-10-04
Also published as: US20220153245A1; JP7224226B2; CN113613976B; KR20210126716A; CN113613976A; JP2020168966A; KR102570368B1; DE112020000908T5; US11958462B2

Abstract

本発明の課題は、バックアップブレーキを備えたものにおいて、減速度の確保と車両走行安定性を両立することができるブレーキ制御装置を提供することである。　本発明は、前輪側電動液圧機構６と液圧回路系統とを備え、前輪２Ｌ，２Ｒに制動力を与える前輪側制動機構４と、前記後輪側に制動を与える後輪側制動機構５と、前記前輪側電動液圧機構６が失陥した時に液圧回路系統１５に切り替えて作動し、前輪２Ｒ，２Ｌに制動力を与えるバックアップブレーキと、スリップ判断閾値を設定するスリップ判断閾値設定部４３と、を備える。　スリップ判断閾値設定部４３は、前記バックアップブレーキの作動時に前記バックアップブレーキの制動力情報に基づいて後輪３Ｌ，３Ｒの前記スリップ判断閾値を設定する。

Description

ブレーキ制御装置

　本発明は、車両に搭載されるブレーキ制御装置に関する。

　車両に搭載されるブレーキ装置は、車両の前輪と後輪が別系統の配管で接続されている。従来、前輪と後輪の制動系統が正常であれば、後輪は左右輪のうちどちらかロックし易い側を基準に左右両輪のブレーキ液圧を同時に制御する。また、前輪の制動系統に欠陥が生じた場合には、後輪は左右輪のうちどちらかロック傾向を示していない車輪に合わせて制御を行うようにして後輪の制動力を高めるようにしている。このような技術として、例えば特許文献１に記載の技術が提案されている。

特開平６－２２７３８４号公報

　ところで、特許文献１に記載されたような前輪と後輪が別系統の配管で接続されたブレーキ装置とは異なり、前輪側を電動液圧機構、後輪側を電動機構としたブレーキ装置がある。このような装置では、前輪側のポンプとバルブで構成された電動液圧機構とブレーキペダルとの間の液圧による機械的な接続は、液圧機構とブレーキペダルをつなぐバルブを閉止することによって通常時は切り離されている。この場合、ブレーキペダルのストロークまたは踏力センサ信号に基づいて演算される要求制動力や、ブレーキ制御装置の上位に設けられた車両制御装置からの要求制動力などの制御量に基づいて前輪側の電動液圧機構と後輪側の電動機構を制御する。

　また、前輪の電動液圧機構が故障した場合、液圧機構内のバルブを開放して前輪側にあるブレーキキャリパとブレーキペダルとを直接液圧で接続される。この際にドライバのペダル操作に応じた電動機構によるアシストのないブレーキ制動力が前輪に発生し、電動液圧機構における電動機構の部分が故障した際のバックアップブレーキとしての役割を果たす。このときに、後輪側の電動機構の制御機能が残存する場合はドライバのペダル操作量に基づいて後輪の制動力を制御する。

　特許文献１に記載の技術においては、ブレーキ装置の一部機能が故障した際に作動するバックアップブレーキを備えたブレーキ装置の制御方法については考慮されていなかった。特許文献１では、前輪の制動系統に欠陥が生じた場合には、後輪は左右輪のうちどちらかロック傾向を示していない車輪に合わせて制御を行うようにして後輪の制動力を高めるようにしているので、後輪がロックし、車両の走行安定性が低下する可能性があった。

　本発明の目的は、ブレーキ装置の一部機能が故障した際に作動するバックアップブレーキを備えたものにおいて、減速度の確保と車両走行安定性を両立することができるブレーキ制御装置を提供することにある。

　上記課題を解決するために、本発明は、車両の前輪と後輪の制動力を制御するブレーキ制御装置であって、前記前輪もしくは前記後輪の少なくとも一方に備えられ、一の系統のブレーキ機構が失陥した時に他の系統に切り替えて作動するバックアップブレーキと、スリップ判断閾値を設定するスリップ判断閾値設定部と、を備え、前記スリップ判断閾値設定部は、前記バックアップブレーキの作動時に前記バックアップブレーキの制動力情報に基づいて前記スリップ判断閾値を設定することを特徴とする。

　本発明によれば、バックアップブレーキを備えたものにおいて、減速度の確保と車両走行安定性を両立することができるブレーキ制御装置を提供することができる。

本発明の第１実施例に係る車両のブレーキ装置の概略構成を示す図である。図１におけるブレーキ装置の前輪側制動機構の概略構成を示す図である。図１におけるブレーキ装置の後輪側制動機構の概略構成を示す図である。本発明の第１実施例に係るブレーキ制御装置で実行される制御を示すブロック図である。本発明の第１実施例に係るブレーキ装置の制御方法を示すフローチャートである。図５に示す制御方法による制動時のブレーキペダル操作と車両速度、車輪速度、スリップ判断閾値の関係を示す図である。図１の変形例を示す図である。本発明の第２実施例に係るブレーキ制御装置で実行される制御を示すフローチャートである。本発明の第３実施例に係るブレーキ制御装置で実行される制御を示すブロック図である。本発明の第３実施例に係るブレーキ制御装置で実行される制御を示すフローチャートである。

　以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明する。なお、各図面において、同一の構成については同一の符号を付し、重複する部分についてはその詳細な説明は省略する。また、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。

　図１から図６を参照して、本発明の第１実施例に係る車両のブレーキシステムとその制御方法について説明する。図１は本発明の第１実施例に係る車両のブレーキ装置の概略構成を示す図、図２，図３は図１における前輪側と後輪側のそれぞれの制動機構の概略構成を示している。図４は本発明の第１実施例に係るブレーキ制御装置３０で実行される制御を示すブロック図であり、図５はその制御フローを示すフローチャートである。図６は図５に示す制御方法によるブレーキペダル１６操作量変化と車両速度、後輪車輪速とスリップ判断閾値の関係を示す。

　図１において、車両１は一対の前輪２Ｒ，２Ｌと、一対の後輪３Ｒ，３Ｌと、を備え、また、前輪２Ｒ，２Ｌに対して制動力を付与する前輪側制動機構４（図２参照）と、後輪３Ｒ，３Ｌに対して制動力を付与する後輪側制動機構５（図３参照）を備えている。

　第１実施例においては、前輪側制動機構４は、ブレーキ液圧で動作してブレーキディスクＢＤを挟み込む液圧ディスクブレーキ（液圧ブレーキ機構）４Ｒ，４Ｌと、ブレーキ液圧を生成する前輪側電動液圧機構６と、前輪側制動制御装置７と、から構成されている。

　また、後輪側制動機構５は、ブレーキ用電動モータ２５Ｒ，２５Ｌの回転によって動作してブレーキディスクＢＤを挟み込む電動ディスクブレーキ（電動ブレーキ機構）５Ｒ，５Ｌと、ブレーキ用電動モータ２５Ｒ，２５Ｌと、から構成されている。

　さらに、前輪側制動制御装置７とブレーキ用電動モータ２５Ｒ，２５Ｌを制御し、車両１が発生する制動力を調整するブレーキ制御装置３０を備えている。

　前輪側電動液圧機構６は、例えば図２に示すように、電動部品要素であるポンプ用電動モータ８で駆動され、リザーバタンク９内のブレーキ液を加圧する液圧源である液圧ポンプ１０と、液圧ポンプ１０のブレーキ液圧を調整する電磁調圧弁１１と、液圧ディスクブレーキ４Ｒ，４Ｌに流入するブレーキ液を調整する電磁流入弁１２Ｒ，１２Ｌと、流出するブレーキ液を調整する電磁流出弁１３Ｒ，１３Ｌと、ブレーキペダル１６側を遮断する電磁遮断弁１４等の電動部品要素で構成された液圧回路系統１５を備えている。なお、第１実施例の図２では、電動液圧系統となる前輪側電動液圧機構６と液圧回路系統１５は同じ枠で囲っている。

　さらに、図２に示す前輪側制動機構４は、前輪側電動液圧機構６とは別に運転者が操作するブレーキペダル１６の操作を動力源として動作するマスタシリンダ１７を有している。マスタシリンダ１７は液圧回路系統１５によって液圧ディスクブレーキ４Ｒ，４Ｌと接続されており、電磁遮断弁１４と電磁流入弁１２Ｒ，１２Ｌを開弁状態とし、電磁流出弁１３Ｒ，１３Ｌを閉弁状態にすることで、マスタシリンダ１７で生成されたブレーキ液圧により液圧ディスクブレーキ４Ｒ，４Ｌを動作させて、車両１を制動することが可能である。

　また、液圧回路系統１５の途中にマスタシリンダ圧力センサ２０、液圧ポンプ１０の吐出側にポンプ圧力センサ２１、液圧ディスクブレーキ４Ｒ，４Ｌに向かう液圧回路の途中にキャリパ圧力センサ２２Ｒ，２２Ｌがそれぞれ取り付けられ、液圧回路各部の液圧を検出可能である。

　また、液圧回路系統１５には、電磁遮断弁１４が閉弁状態の時にブレーキペダル１６の操作に対して、適切な反力を運転者に与え、マスタシリンダ１７から吐出されるブレーキ液圧を吸収するためにストロークシミュレータ１８を備えている。

　さらに、ストロークシミュレータ１８に至る液圧回路系統１５には、ストロークシミュレータ１８へのブレーキ液の流入、流出を調整する電磁ストロークシミュレータ弁１９も備えられている。

　前輪側制動機構４のうち、電動部品要素である、ポンプ用電動モータ８、電磁液圧制御弁として機能する電磁調圧弁１１、電磁流入弁１２Ｒ，１２Ｌ、電磁流出弁１３Ｒ，１３Ｌ、電磁遮断弁１４、電磁ストロークシミュレータ弁１９は、前輪側制動制御装置７で制御される。

　前輪側制動制御装置７には制御信号線２３が接続されている。制御信号線２３はブレーキ制御装置３０（図１参照）から各車輪の液圧指令値などの制御指令情報を前輪側制動制御装置７に入力し、前輪側制動機構４のポンプ用電動モータ８の電流値や液圧回路各部の圧力などの駆動状態情報をブレーキ制御装置３０に出力する役割を果たす。

　また、第１実施例において、後輪側制動機構５は電動ディスクブレーキ５Ｒ，５Ｌを備えている。ここで、電動ディスクブレーキ５Ｒ，５Ｌは同じ構成とされており、例えば、図３に示すように、後輪側電動機構２４は、ブレーキ用電動モータ２５Ｒ，２５Ｌによってブレーキパッド２６をブレーキディスクＢＤに押し付け、押圧力を生成して制動力を発生させている。ブレーキ用電動モータ２５Ｒ，２５Ｌの回転力は、回転／直動変換機構２７によって直動運動に変換されて、ブレーキパッド２６をブレーキディスクＢＤに押し付けて制動力を付与している。ここで、回転／直動変換機構２７は、例えば送りねじ機構を採用して、回転運動を直動運動に変換している。

　また、後輪側電動機構２４は推力センサ２９Ｒ，２９Ｌを備えており、ブレーキ制御装置３０は推力センサ２９Ｒ，２９Ｌで検出される押圧力に基づいてブレーキ用電動モータ２５Ｒ，２５Ｌの回転を制御し、ブレーキパッド２６の押圧力を調整する。後輪側電動機構２４とブレーキ制御装置３０は、制御信号線２３によって接続されている。

　さらに、制御信号線２３はブレーキ制御装置３０から制御指令情報をブレーキ用電動モータ２５Ｒ，２５Ｌに入力し、後輪側制動機構５の押圧力やブレーキ用電動モータ２５Ｒ，２５Ｌの電流値などの駆動状態情報をブレーキ制御装置３０に出力する役割を果たす。

　図１に戻って、ブレーキペダル１６の操作量（ブレーキペダルのストローク、踏力等）は、制動力情報としてブレーキ制御装置３０に送信される。また、車両１の前輪２Ｒ，２Ｌと後輪３Ｒ，３Ｌには車輪回転速度センサ３４が取り付けられており、車輪速度情報をブレーキ制御装置３０に送信している。また、車両運動センサ３５も車両１の加速度、ヨーレイトなどの車両挙動情報を検出し、ブレーキ制御装置３０に送信している。

　これに加えて、車両１には、上位制御装置３３を備えている。上位制御装置３３は、カメラ、レーダ等からの外界情報、ナビゲーションシステムからの地図情報、車両１に備えられた駆動装置、操舵装置、ブレーキ装置等の動作状態情報、車両１の運動状態情報等の１つ以上の情報に基づき、車両１の適切な制動動作量を演算し、この車両制動量を制御指令情報としてブレーキ制御装置３０に送信する。また、上位制御装置３３は、レーダ、ナビゲーションシステムのＧＰＳ機能から車両速度を得て、ブレーキ制御装置３０に送信する。

　このような車両１に搭載されたブレーキ制御装置３０においては、運転者によるブレーキペダル１６のストロークやマスタシリンダ圧力センサ２０などから得られる操作情報、車輪回転速度センサ３４から得られる前後輪の車輪速度情報、車両運動センサ３５から得られる車両１の車両挙動情報、上位制御装置３３の制御指令情報に基づいて、前輪側制動制御装置７とブレーキ用電動モータ２５Ｒ，２５Ｌに制御指令を送信し、前輪側制動機構４、後輪側制動機構５の動作を制御している。

　第１実施例の場合、通常制御時に前輪側制動機構４は、電磁遮断弁１４を閉弁することにより、マスタシリンダ１７と液圧ディスクブレーキ４Ｒ，４Ｌの接続を遮断し、電磁ストロークシミュレータ弁１９を開放して運転者のブレーキペダル１６の操作により吐出されたブレーキ液圧を吸収する。

　同時にブレーキペダル１６の操作情報、車両１の車輪速度情報や車両挙動情報、上位制御装置３３の制御指令情報、後輪３Ｒ，３Ｌ側の電動ディスクブレーキ５Ｒ，５Ｌの動作状態情報等に基づいて、ブレーキ制御装置３０は前輪２Ｒ，２Ｌと後輪３Ｒ，３Ｌで発生させる制動力に対応した制御量を演算し、前輪側制動制御装置７とブレーキ用電動モータ２５Ｒ，２５Ｌに送信する。

　そして、前輪側制動機構４の前輪側制動制御装置７は、ブレーキ制御装置３０の制御量指令値に基づいて、ポンプ用電動モータ８、及び電磁調圧弁１１、電磁流入弁１２Ｒ，１２Ｌ、電磁流出弁１３Ｒ，１３Ｌの動作を制御して、液圧ディスクブレーキ４Ｒ，４Ｌで制動力を発生させる。

　一方、後輪側制動機構５は、ブレーキ制御装置３０の制御量指令値に基づいて、ブレーキ用電動モータ２５Ｒ，２５Ｌの動作を制御して、電動ディスクブレーキ５Ｒ，５Ｌの制動力を調整している。

　次に、このブレーキ装置において、前輪側制動機構４の一部が故障した場合の動作について説明する。前輪側制動機構４の一部が故障した場合は、前輪側制動制御装置７に備えられたリレーを遮断するなどの対応によりバックアップブレーキモードに移行する。バックアップブレーキモードでは、電磁遮断弁１４と電磁流入弁１２Ｒ，１２Ｌを開弁状態、電磁流出弁１３Ｒ，１３Ｌを閉弁状態にすることでブレーキペダル１６を操作するドライバの踏力で直接液圧ディスクブレーキ４Ｒ，４Ｌを操作する。すなわち、バックアップブレーキは、一の系統のブレーキ機構が失陥した時に他の系統に切り替えて作動するものである。

　故障時に即座にバックアップブレーキモードに移行するために、第１実施例では、非通電状態において電磁遮断弁１４と電磁流入弁１２Ｒ，１２Ｌが開弁状態、電磁流出弁１３Ｒ，１３Ｌが閉弁状態になる弁を使う。前輪側制動機構４の一部が故障した場合も後輪側制動機構５が正常な場合、ドライバのブレーキペダル１６操作情報や上位制御装置３３の制御情報に基づいてブレーキ制御装置３０により後輪側制動機構５が制御され、電動ディスクブレーキ５Ｒ，５Ｌにより制動力を発生する。

　以上のような動作を行うブレーキ装置において、前輪側制動機構４が故障した場合に、バックアップブレーキの操作状態に応じてブレーキ制御装置３０で行う制御について図４の制御ブロック図、及び図５の制御フローに基づいて説明する。図４は、第１実施例における前輪側制動機構４の一部が故障した際に実行される制御を実現するためにブレーキ制御装置３０内に搭載される制御ブロック図の一例である。また、図５は、前輪側制動機構４の故障時にブレーキ制御装置３０により行われる制御フロー図であり、所定時間毎に起動されるものとする。

　〔ステップＳ１０〕　先ず、ステップＳ１０において、ブレーキ制御装置３０は、前輪側制動機構４の故障情報を取得する。ブレーキ制御装置３０は、例えばブレーキ制御装置３０からの検査信号に対する応答や、前輪側制動制御装置７からのエラー情報などを元に前輪側制動機構４の故障情報を取得する。その後、ステップＳ１１に移行する。

　〔ステップＳ１１〕　次に、ステップＳ１１において、ブレーキ制御装置３０は、前輪側制動機構４の故障を判定する。故障を判定した場合、前輪側制動制御装置７のリレーを遮断し、前輪側制動機構はバックアップブレーキモードになる。故障がない場合には本フローを終了し、故障した場合にはステップＳ１２に移行する。

　〔ステップＳ１２〕　次に、ステップＳ１２において、ブレーキ制御装置３０は、ブレーキペダルの操作量Ｐｆを取得する。ブレーキペダルの操作量は例えばペダルストロークや、ペダル踏力などにするとよい。その後、ステップＳ１３に移行する。

　〔ステップＳ１３〕　次に、ステップＳ１３において、ブレーキ制御装置３０の要求制動力演算部４１は、ブレーキペダルの操作量Ｐｆや上位制御装置３３の指令値Ｆｔに基づいて後輪側制動機構５に対して要求する要求制動力Ｆｒを演算する。ここでＦｒはブレーキペダル操作量に対してＦｒ＝ｆ１（Ｐｆ）のような関数で求め、上位制御装置３３の指令値に対してＦｒ＝ｆ２（Ｆｔ）のような関数で演算する値とする。その後、ステップＳ１４に移行する。

　〔ステップＳ１４〕　次に、ステップＳ１４において、ブレーキ制御装置３０の速度差演算部４２は、前輪側制動制御装置７を介して得た車両速度（車体速度），ブレーキペダルの操作量Ｐｆから速度差Δｖを演算する。速度差Δｖとは車両速度（車体速度）とスリップ判断閾値ｖｔｈとの差を示すものである。ここで、速度差ΔｖはΔｖ＝ｇ（Ｐｆ）の関数で求められる値とする。関数ｇは例えばＰｆ＝０のときに速度差Δｖが最も大きな値とし、Ｐｆが大きくなるとΔｖが小さくなる関数とするとよい。速度差Δｖはブレーキペダルの操作量に応じて演算される値となる。その後、ステップＳ１５に移行する。

　〔ステップＳ１５〕　次に、ステップＳ１５において、ブレーキ制御装置３０のスリップ判断閾値設定部４３は、スリップ判断閾値ｖｔｈを演算する。スリップ判断閾値ｖｔｈは車両速度ｖｃａｒと速度差Δｖを用いて、ｖｔｈ＝ｖｃａｒ－Δｖのように求めるとよい。スリップ判断閾値ｖｔｈは車両速度ｖｃａｒよりも低い値であり、ブレーキペダルの操作量の応じた値だけ小さい値となる。車両速度ｖｃａｒは例えば４輪の車輪速度から求めることにするとよい。例えば前輪と後輪の車輪速度に差がある場合には、車輪速度が速い方を車両速度ｖｃａｒとするとよい。または、ナビゲーションシステムのＧＰＳ機能から車両速度ｖｃａｒを得るようにしてもよい。スリップ判断閾値設定部４３は、バックアップブレーキの作動時にバックアップブレーキの制動力情報に基づいてスリップ判断閾値ｖｔｈを設定するものである。その後、ステップＳ１６に移行する。

　〔ステップＳ１６〕　次に、ステップＳ１６において、ブレーキ制御装置３０の制動力調整部４４は、後輪の電動ディスクブレーキ５Ｒ、５Ｌに対する後輪推力指令値を演算する。後輪推力指令値はスリップ判断閾値設定部４３で演算されたスリップ判断閾値ｖｔｈを後輪の各車輪の車輪速度が上回る場合は要求制動力演算部４１で演算された要求制動力Ｆｒに基づいて演算される。一方、後輪の各車輪の車輪速度がスリップ判断閾値ｖｔｈを下回る場合、後輪がスリップしつつあると判断して、制動力を減少させるため推力指令値を小さくする。

　以上のような制御を行うブレーキ制御装置３０を備えたブレーキ装置における失陥前後のブレーキペダル１６の操作量と車両速度、車輪速度の時間変化を模式的に図６に示す。
図６は、図５に示す制御方法による制動時のブレーキペダル操作と車両速度、車輪速度、スリップ判断閾値の関係を示す図である。

　図６の上図はドライバによるブレーキペダル１６操作量を示し、下図が車両速度、後輪車輪速度、スリップ判断閾値の時間変化を示す。後輪は２輪あるため本来は２本の線で示すべきだが、第１実施例では本発明の内容の理解し易くするため１本の線で記載している。また、第１実施例では、カメラやレーダで障害物を検知し、車両速度、障害物の有無に応じて自動で車輪に制動をかける自動ブレーキを車両に搭載した例で説明する。

　図６において、車両１は、開始時点で上位制御装置３３からの指令で自動ブレーキが作動している状態にあり、時間ｔ６１で前輪側制動機構４の一部に故障が発生したと仮定して説明する。車両１は自動ブレーキの作動により車両速度が減速している。開始時点において、車両１には前輪及び後輪の全てに制動力が作用している。時間ｔ６１で前輪側制動機構に故障が発生し、ブレーキ制御装置３０がステップＳ１１（図５）により故障を検知すると、ステップＳ１２で取得したブレーキペダル操作量Ｐｆに基づき、ステップＳ１３で後輪側制動機構５に対する要求制動力を演算する。ここで、前輪側制動機構４は故障により電力供給を遮断し、電磁遮断弁１４と電磁流入弁１２Ｒ，１２Ｌが開弁状態、電磁流出弁１３Ｒ，１３Ｌが閉弁状態となり、バックアップブレーキの動作モードとなるが、ドライバがブレーキペダル１６を操作していないため、前輪側制動機構４で発生する制動力はなくなる。すなわち、ドライバがブレーキペダル１６を操作するまでの間は、後輪側制動機構５のみの制動力で減速している。そこで、ステップＳ１３では後輪側制動機構５に対する要求制動力を大きく演算し、減速度の低下を防ぐ。同時に、ステップＳ１４においてブレーキペダル１６操作量に基づいて車両速度と後輪車輪速度の速度差Δｖを演算する。時間ｔ６１の時点で、ブレーキペダル１６は操作されていないため、速度差Δｖは正常時よりも大きく演算される。スリップ判断閾値設定部４３は、この速度差Δｖに基づいてスリップ判断閾値を演算する（ステップＳ１５）。これらの演算によって、時間ｔ６１で速度差Δｖが拡張されたため、スリップ判断閾値が時間ｔ６１以前よりも低く設定される。後輪側制動機構５に対する要求制動力が大きく設定されたことにより、ステップＳ１６において後輪による大きな制動力発生に伴う後輪車輪速度の低下に対してスリップ判断を行わない。そのため時間ｔ６１から時間ｔ６２の区間では後輪によって通常よりも大きな減速度を発生する。

　換言すると、スリップ判断閾値設定部４３は、自動ブレーキ作動中に前輪における一の系統のブレーキ機構が失陥した時、バックアップブレーキが制動力を発生していない場合には車両の速度との差が最も大きくなるようにスリップ判断閾値を設定する。逆にスリップ判断閾値設定部４３は、バックアップブレーキによる制動力が発生した場合には車両の速度との差が小さくなるようにスリップ判断閾値を設定する。このようにスリップ判断閾値設定部４３は、バックアップブレーキが制動力を発生していない場合、バックアップブレーキが制動力を発生している場合に比べ、車両の速度との差が大きくなるようにスリップ判断閾値を設定している。

　時間ｔ６２からドライバがブレーキペダル１６の操作を開始する。ブレーキペダル１６の操作により液圧回路系統による前輪の制動が開始されると、前輪側に荷重が移動し、後輪側の荷重が小さくなるので、後輪車輪速が大きく低下する。この状態が継続されると後輪がロックし、車両が不安定となる。そこで第１実施例では、後輪のロックを抑制するために、ブレーキペダル１６の操作量に応じて、スリップ判断閾値を変更する。スリップ判断閾値設定部４３は、バックアップブレーキによる制動力が大きくなると、車両の速度との差が小さくなるようにスリップ判断閾値を設定する。このように、バックアップブレーキの制動力が大きいほど、後輪の制動力の緩和を開始した時点における車両の速度と後輪のスリップ判断閾値との差が小さくなる。

　ステップＳ１２で取得したブレーキペダル操作量に基づき、ステップＳ１３で後輪側制動機構５に対する要求制動力を演算する。図４ではドライバが急激に大きなブレーキペダル操作をしたと仮定している。ステップＳ１４でブレーキペダル操作量に基づいて速度差Δｖを演算する。時間ｔ６２からｔ６３の間はブレーキペダル操作量が漸増するため、速度差Δｖもこれにあわせて減少する。そのため、ステップＳ１５で演算されるスリップ判断閾値も上昇する。スリップ判断閾値は車両の速度に対し、ブレーキペダルの操作量の応じた値だけ小さい値としている。スリップ判断閾値設定部４３は、バックアップブレーキによる制動力が大きくなると、車両の速度とスリップ判断閾値の差を小さくする。ブレーキペダルが踏まれると前輪が発生する制動力により減速度が増し前輪に荷重が移動する。
そのため、後輪で発生可能な制動力の上限が低下し、後輪の車輪速度も低下する。車輪速度低下がスリップ判断閾値を下回ると後輪の電動ディスクブレーキ５Ｒ、５Ｌに対する後輪推力指令値を減少させ車輪速を車両速度に近くなるまで車輪速度を復帰させる。後輪車輪速度が復帰すると再度後輪の電動ディスクブレーキ５Ｒ、５Ｌに対する後輪推力指令値を増加させ後輪による減速度の増加と共に後輪車輪速度が減少する。

　時間ｔ６３以降はブレーキペダル１６が操作され続けるため、時間ｔ６１からｔ６２の区間よりもスリップ判断閾値は高めに設定され、後輪車輪速度と車両速度の差が大きくならないようにする。

　以上のような前輪側制動機構４故障時の処理を行うブレーキ制御装置３０を備えた車両はドライバによるブレーキペダル操作量に応じた後輪の制動力制御が可能となる。そのため、自動運転中にドライバによるブレーキペダル操作がない場合には後輪による大きな制動力が得られる。一方で、ドライバによるブレーキペダル操作がある場合にはスリップ判断閾値を高くとるため、ドライバが急に大きな踏力でペダルを操作して、前輪で発生する制動力の急増による後輪荷重が減少した場合にも後輪のスリップは大きくならず、後輪がロックする可能性が低くなる。そのため、ドライバの急なブレーキペダル操作に対しても後輪ロックによる車両の走行安定性の低下を招くことがない。

　また、第１実施例ではブレーキペダル１６操作による液圧回路系統によって前輪のみ制動力が発生する構成を示したが、この構成に代えてブレーキペダル１６操作による液圧回路系統によって前後輪に制動力が発生する構成としても先に説明した実施例とほぼ同等の効果が得られる。その変形例を図7に示す。図７は図１の変形例を示す図である。図７において、図１と異なるところは、後輪電動液圧機構５０と、後輪側の液圧ディスクブレーキ５１Ｒ，５１Ｌと、前輪側電動液圧機構６と後輪電動液圧機構５０とを接続する液配管５２を備えたことにある。

　図７の構成では、電動液圧機構を用いて前後４輪の制動力を制御し、これに加えて後輪は電動機構による制動力制御も可能としている。このような構成に対しても電動液圧機構が故障した場合に、先に述べたものと同様にブレーキペダル１６操作量に応じたスリップ判断閾値を設定する。これによってブレーキペダル操作がない場合には、電動機構による制動力を大きくし、ブレーキペダル操作ある場合には後輪スリップが大きくならないように制御することが可能となり、先に説明した実施例とほぼ同等の効果が得られる。

　第１実施例においては、前輪側にバックアップブレーキを設けるようにしたが、後輪側に設けるようにしても良い。すなわち、バックアップブレーキは、前輪もしくは後輪の少なくとも一方に備えられ、一の系統（電動液圧系統）のブレーキ機構が失陥した時に他の系統（液圧回路系統）に切り替えて作動するものであればよい。そして、バックアップブレーキ時には、バックアップブレーキの制動力情報に基づいて、バックアップブレーキが作動していない側の車輪（前輪もしくは後輪）のスリップ判断閾値を設定する。

　次に図８を参照して、本発明の第２実施例に係る車両のブレーキシステムの制御方法について説明する。図８は本発明の第２実施例に係るブレーキ制御装置で実行される制御を示すフローチャートであり、第１実施例の変形例に相当する。なお、図６の制御ステップと同じ内容の制御ステップについては同じ参照番号を付し、その説明は省略する。

　図８に示す第２実施例の制御フローは、図６に示す制御フローのステップＳ１２の代わりにステップＳ２１が追加されている点で、第１実施例と異なっている。第２実施例ではステップＳ１１で故障を判断した後にステップＳ２１を実行する。

　〔ステップＳ２１〕　ステップＳ２１において、ブレーキ制御装置３０は前輪車輪速度ｖｆを取得し、車両速度Ｖを用いて前輪の車輪のスリップ率ｓ＝ｖｆ／Ｖにより求める。ここで、前輪は２輪あるため２輪の平均あるいはより小さいほうの車輪速度をｖｆとすると良い。その後、ステップＳ１３に移行する。

　〔ステップＳ１３〕　次に、ステップＳ１３において、ブレーキ制御装置３０の要求制動力演算部４１は、スリップ率ｓや上位制御装置３３の指令値Ｆｔに基づいて後輪側制動機構５に対して要求する要求制動力Ｆｒを演算する。ここでＦｒはスリップ率に対してＦｒ＝ｆ１（ｓ）のような関数で求め、上位制御装置３３の指令値に対してＦｒ＝ｆ２（Ｆｔ）のような関数で演算する値とする。その後、ステップＳ１４に移行する。

　第１実施例ではブレーキペダル１６の操作をストロークセンサなどにより読み取れるものとしたが、第２実施例（図８）のようにストロークセンサの情報の代わりに前輪車輪速度から演算されるスリップ率を元にドライバのバックアップブレーキ操作量を読み取るようにしてもよい。すなわち、第２実施例では、バックアップブレーキ操作量（制動力情報）を車両の速度と、前輪の速度とから演算されたスリップ率に基づき算出している。前輪側制動機構４の故障後は、エンジンブレーキなどを除くと、スリップ率の増加はドライバのブレーキペダル１６操作によるバックアップブレーキの作動によるものである。そのため、第１実施例のブレーキペダル操作量に代えて第２実施例のようにスリップ率に基づいて後輪ブレーキのスリップ判断閾値を変えることにしてもバックアップブレーキの操作がない場合には、電動機構による制動力を大きくし、バックアップブレーキの操作ある場合には後輪のスリップを抑制するように制御することが可能となり、先に説明した第１実施例とほぼ同等の効果が得られる。

　次に図９及び図１０を参照して、本発明の第３実施例に係る車両のブレーキシステムの制御方法について説明する。図９は本発明の第３実施例に係るブレーキ制御装置３０で実行される制御を示すブロック図、図１０は本発明の第３実施例に係るブレーキ制御装置で実行される制御を示すフローチャートであり、第１実施例の変形例に相当する。なお、図６の制御ステップと同じ内容の制御ステップについては同じ参照番号を付し、その説明は省略する。

　図９に示す第３実施例のブロック図は、バックアップブレーキ操作量演算部４５を追加した点で第１実施例のブロック図(図４)と異なっている。

　また、図１０に示す第３実施例の制御フローは、図５に示す制御フローのステップＳ１２の代わりにステップＳ３１とステップＳ３２が追加されている点で、第１実施例と異なっている。第３実施例ではステップＳ１１で故障を判断した後にステップＳ３１を実行する。

　〔ステップＳ３１〕　ステップＳ３１において、ブレーキ制御装置３０は、車両の前後加速度Ａｖと後輪側制動機構５で発生している制動力Ｆｒを取得する。後輪側制動機構５で発生する制動力Ｆｒは電動ディスクブレーキ５Ｒ，５Ｌの操作量に基づいて演算する。次にステップＳ３２に移行する。

　〔ステップＳ３２〕　ステップＳ３２において、ブレーキ制御装置３０のバックアップブレーキ操作量演算部４５は、車両の前後加速度Ａｖと後輪側制動機構５で発生する制動力Ｆｒからバックアップブレーキ操作量Ｆｂを演算する。例えば、車体重量をＭｖとした場合、Ｆｂ＝ＭｖＡｖ－Ｆｒから演算すると良い。

　第１実施例ではブレーキペダル１６の操作をストロークセンサなどにより読み取れるものとしたが、第３実施例のようにストロークセンサの情報の代わりに前輪車輪速度から求められるスリップ率を元にドライバのバックアップブレーキ操作量を読み取ることにしてもよい。前輪側制動機構４の故障後は、エンジンブレーキなどを除くと、スリップ率の増加はドライバのブレーキペダル１６操作によるバックアップブレーキの作動によるものである。そのため、第１実施例１のブレーキペダル操作量に代えて第３実施例のようにスリップ率に基づいて後輪ブレーキのスリップ判断閾値を変えることにしてもバックアップブレーキの操作がない場合には、電動機構による制動力を大きくし、バックアップブレーキの操作ある場合には後輪のスリップを抑制するように制御することが可能となり、先に説明した実施例とほぼ同等の効果が得られる。

　以上説明したように本発明の各実施例によれば、前後輪を独立に制御可能な制御ブレーキ機能とバックアップブレーキ機能を備えた車両において、制御ブレーキ機能の一部が故障した際に、バックアップブレーキが操作されていない場合には大きな減速度を得る制御を行い、バックアップブレーキが操作されている際には走行安定性を高める制御を行うことができる。これにより、制御ブレーキ機能の一部が失陥した際の高い減速度と走行安定性の維持を両立できるブレーキ制御装置を提供することができる。

　１…車両、２Ｒ，２Ｌ…（一対の）前輪、３Ｒ，３Ｌ…（一対の）後輪、４…前輪側制動機構、４Ｒ，４Ｌ…液圧ディスクブレーキ、５…後輪側制動機構、５Ｒ，５Ｌ…電動ディスクブレーキ、６…前輪側電動液圧機構、７…前輪側制動制御装置、８…ポンプ用電動モータ、９…リザーバタンク、１０…液圧ポンプ、１１…電磁調圧弁、１２Ｒ，１２Ｌ…電磁流入弁、１３Ｒ，１３Ｌ…電磁流出弁、１４…電磁遮断弁、１５…液圧回路系統、１６…ブレーキペダル、１７…マスタシリンダ、１８…ストロークシミュレータ、１９…電磁ストロークシミュレータ弁、２０…マスタシリンダ圧力センサ、２１…ポンプ圧力センサ、２２Ｒ，２２Ｌ…キャリパ圧力センサ、２３…制御信号線、２４…後輪側電動機構、２５Ｒ，２５Ｌ…ブレーキ用電動モータ、２６…ブレーキパッド、２７…回転／直動変換機構、２９Ｒ，２９Ｌ…推力センサ、３０…ブレーキ制御装置、３３…上位制御装置、３４…車輪回転速度センサ、３５…車両運動センサ、４１…要求制動力演算部、４２…速度差演算部、４３…スリップ判断閾値設定部、４４…制動力調整部、４５…バックアップブレーキ操作量演算部。

Claims

　車両の前輪と後輪の制動力を制御するブレーキ制御装置であって、
　前記前輪もしくは前記後輪の少なくとも一方に備えられ、一の系統のブレーキ機構が失陥した時に他の系統に切り替えて作動するバックアップブレーキと、
　スリップ判断閾値を設定するスリップ判断閾値設定部と、を備え、
　前記スリップ判断閾値設定部は、前記バックアップブレーキの作動時に前記バックアップブレーキの制動力情報に基づいて前記スリップ判断閾値を設定することを特徴とするブレーキ制御装置。
　請求項１において、
　前記バックアップブレーキはブレーキペダルの操作に応じて制動力が発生し、
　前記スリップ判断閾値は前記車両の速度に対し、前記ブレーキペダルの操作量の応じた値だけ小さい値としたことを特徴とするブレーキ制御装置。
　請求項１または２において、
　前記スリップ判断閾値設定部は、前記バックアップブレーキによる制動力が大きくなると、前記車両の速度との差が小さくなるように前記スリップ判断閾値を設定することを特徴とするブレーキ制御装置。
　請求項１または２において、
　前記スリップ判断閾値設定部は、自動ブレーキ作動中に前記前輪または前記後輪の何れかにおける一の系統のブレーキ機構が失陥した時、前記バックアップブレーキが制動力を発生していない場合には前記車両の速度との差が最も大きくなるように前記スリップ判断閾値を設定し、前記バックアップブレーキによる制動力が発生した場合には前記車両の速度との差が小さくなるように前記スリップ判断閾値を設定することを特徴とするブレーキ制御装置。
　請求項１または２において、
　前記スリップ判断閾値設定部は、前記バックアップブレーキが制動力を発生していない場合、前記バックアップブレーキが制動力を発生している場合に比べ、前記車両の速度との差が大きくなるように前記スリップ判断閾値を設定することを特徴とするブレーキ制御装置。
　請求項１または２において、
　前記バックアップブレーキの制動力が大きいほど、前記前輪もしくは前記後輪の制動力の緩和を開始した時点における前記車両の速度と前記前輪もしくは前記後輪との前記スリップ判断閾値と差が小さくなることを特徴とするブレーキ制御装置。
　請求項１において、
　前記バックアップブレーキは、ドライバによるブレーキペダルの踏力で前記前輪もしくは前記後輪の何れか一方の車輪に制動力を付与することを特徴とするブレーキ制御装置。
　請求項１または２において、
　前記バックアップブレーキの制動力情報は、前記車両の速度と、前記前輪もしくは前記後輪の速度から演算されたスリップ率に基づいて算出することを特徴とするブレーキ制御装置。
　請求項１または２において、
　前記車両の前後加速度と、前記前輪または前記後輪の制動力とから前記バックアップブレーキの操作量を演算するバックアップブレーキ操作量演算部を備えたことを特徴とするブレーキ制御装置。
　車両の前輪と後輪の制動力を制御するブレーキ制御装置であって、
　電動液圧系統と液圧回路系統とを備え、前記前輪に制動力を与える前輪側制動機構と、前記後輪側に制動を与える後輪側制動機構と、
　前記電動液圧系統が失陥した時に前記液圧回路系統に切り替えて作動し、前記前輪に制動力を与えるバックアップブレーキと、
　前記車両の速度よりも低い値となるスリップ判断閾値を設定するスリップ判断閾値設定部と、
　前記スリップ判断閾値と前記車両の車輪速度に応じて前記制動力を調節する制動力調整部と、を備え、
　前記スリップ判断閾値設定部は、前記バックアップブレーキの作動時に前記バックアップブレーキの制動力情報に基づいて前記後輪の前記スリップ判断閾値を設定することを特徴とするブレーキ制御装置。