JP4092456B2 - 制動制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば走行速度を制御する走行速度制御装置などに用いられる制動制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このような制動制御装置としては、例えば特開２０００−２３３６６４号公報に記載されるものがある。この制動制御装置は、例えば走行速度が制限速度以上であると判定されたときに、自動的に制動制御を開始するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の制動制御装置では、実際に制動が必要になった時点で制動手段が作動されるため、制動手段の構造によっては、実際の制動力が発生するまでに応答遅れが発生するという問題がある。
本発明はこれらの諸問題に鑑みて開発されたものであり、実際の制動力が発生するまでの応答遅れを可及的に小さくすることができる制動制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、本発明のうち請求項１に係る制動制御装置は、自車両前方の物体を検出する自車両前方物体検出手段と、前記自車両前方物体検出手段で検出された自車両前方の物体と自車両との相対位置又は相対速度が所定の関係になるように目標制動力を設定する目標制動力設定手段と、前記目標制動力設定手段で設定された目標制動力に基づき、車輪を制動するための制動手段の作動状態を制御する目標制動力制御手段とを備え、前記目標制動力制御手段は、前記目標制動力に基づく制動手段の作動状態制御前に、当該目標制動力が大きくなり続けるときに当該制動手段を予備作動制御することを特徴とするものである。
【０００５】
また、本発明のうち請求項２に係る制動制御装置は、前記請求項１の発明において、前記目標制動力制御手段は、前記目標制動力に基づいて前記制動手段及び車輪を駆動する駆動手段の作動状態を設定すると共に、前記駆動手段で達成可能な最大制動力と実現している制動力との差に基づいて前記制動手段の予備作動制御を行うことを特徴とするものである。
また、本発明のうち請求項３に係る制動制御装置は、前記請求項１又は２の発明において、前記目標制動力制御手段は、前記制動手段の予備作動制御として、制動流体圧源の作動を開始することを特徴とするものである。
【０００６】
また、本発明のうち請求項４に係る制動制御装置は、自車両前方の物体を検出する自車両前方物体検出手段と、前記自車両前方物体検出手段で検出された自車両前方の物体と自車両との相対位置又は相対速度が所定の関係になるように目標制動力を設定する目標制動力設定手段と、前記目標制動力設定手段で設定された目標制動力に基づき、車輪を制動するための制動手段の作動状態を制御する目標制動力制御手段とを備え、前記目標制動力制御手段は、前記制動手段の応答特性が所定の応答特性になるように、前記目標制動力に基づく制動手段への制動指令値を補正することを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明のうち請求項５に係る制動制御装置は、自車両前方の物体を検出する自車両前方物体検出手段と、前記自車両前方物体検出手段で検出された自車両前方の物体と自車両との相対位置又は相対速度が所定の関係になるように目標制動力を設定する目標制動力設定手段と、前記目標制動力設定手段で設定された目標制動力に基づき、車輪を制動するための制動手段の作動状態を制御する目標制動力制御手段とを備え、前記目標制動力制御手段は、前記目標制動力に基づく制動手段の作動状態制御前に、静止摩擦の影響がなくなる周期で当該制動手段が微小動作する制動指令値を出力することを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明のうち請求項６に係る制動制御装置は、前記請求項５の発明において、前記制動制御手段は、前記目標制動力の大きさに応じて、前記制動指令値により前記制動手段が微小動作する周期を設定することを特徴とするものである。
また、本発明のうち請求項７に係る制動制御装置は、前記請求項５又は６の発明において、前記制動制御手段は、前記目標制動力の大きさに応じて、前記制動指令値により前記制動手段が微小動作する動作量を設定することを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明のうち請求項８に係る制動制御装置は、前記請求項５乃至７の何れかの発明において、前記制動制御手段は、前記制動手段が微小動作する制動指令値をパルス幅変調信号とし、その信号のデューティを目標制動力の大きさに応じて設定することを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の効果】
而して、本発明のうち請求項１に係る制動制御装置によれば、目標制動力に基づく制動手段の作動状態制御前に、当該目標制動力が大きくなり続けるときに当該制動手段を予備作動制御する構成としたため、目標制動力に基づいて制動手段を作動したときの実際の制動力発生までの応答遅れを小さくすることができる。
【００１１】
また、本発明のうち請求項２に係る制動制御装置によれば、目標制動力に基づいて制動手段及び駆動手段の作動状態を設定すると共に、当該駆動手段で達成可能な最大制動力と実現している制動力との差に基づいて制動手段の予備作動制御を行う構成としたため、駆動手段の最大制動力と実現している制動力との差が小さいときには、引き続き制動手段による制動が必要になるので、それに合わせて予備制動を行うことにより、目標制動力に基づいて制動手段を作動したときの実際の制動力発生までの応答遅れをより一層小さくすることができる。
【００１２】
また、本発明のうち請求項３に係る制動制御装置によれば、制動手段の予備作動制御として、制動流体圧源の作動を開始する構成としたため、制動流体圧による制動の応答遅れを確実に小さくすることができる。
また、本発明のうち請求項４に係る制動制御装置によれば、制動手段の応答特性が所定の応答特性になるように、目標制動力に基づく制動手段への制動指令値を補正する構成としたため、制動手段の実際の応答特性が設定された所定の応答特性になるようにすることで、目標制動力に基づいて制動手段を作動したときの実際の制動力発生までの応答遅れを小さくすることができる。
【００１３】
また、本発明のうち請求項５に係る制動制御装置によれば、目標制動力に基づく制動手段の作動状態制御前に、静止摩擦の影響がなくなる周期で当該制動手段が微小動作する制動指令値を出力する構成としたため、目標制動力に基づいて制動手段を作動したときの実際の制動力発生までの応答遅れを小さくすることができる。
また、本発明のうち請求項６に係る制動制御装置によれば、目標制動力の大きさに応じて、制動指令値により制動手段が微小動作する周期を設定する構成としたため、目標制動力が大きいほど、目標制動力に基づいて制動手段を作動したときの実際の制動力を大きくすることが可能となり、その分だけ、実際の制動力発生までの応答遅れをより一層小さくすることができる。
【００１４】
また、本発明のうち請求項７に係る制動制御装置によれば、目標制動力の大きさに応じて、制動指令値により制動手段が微小動作する動作量を設定する構成としたため、目標制動力が大きいほど、目標制動力に基づいて制動手段を作動したときの実際の制動力を大きくすることが可能となり、その分だけ、実際の制動力発生までの応答遅れをより一層小さくすることができる。
また、本発明のうち請求項８に係る制動制御装置によれば、制動手段が微小動作する制動指令値をパルス幅変調信号とし、その信号のデューティを目標制動力の大きさに応じて設定する構成としたため、制動指令値により制動手段が微小動作する動作時間を長くすることができ、これにより目標制動力が大きいほど、目標制動力に基づいて制動手段を作動したときの実際の制動力を大きくすることが可能となり、その分だけ、実際の制動力発生までの応答遅れをより一層小さくすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の制動制御装置の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は本発明の制動制御装置を走行速度制御装置に展開した一実施形態を示す概略構成図である。図中、符号７は駆動源であるエンジン、符号８はエンジンの駆動力を変換する自動変速機である。また、符号１は、レーザや電波等を利用し、自車両前方の物体を検出すると共に、その物体までの距離を検出することが可能な車間距離センサである。また、符号２は、自車両の走行速度を検出する走行速度センサである。また、符号５は、前記車間距離センサ１で検出された車間距離が、例えば自車両の走行速度に応じた目標車間距離になるように、自車両の走行速度、つまり駆動力や制動力を制御する走行速度コントロールユニットである。また、符号３は、前記エンジン７の作動状態を制御するスロットルアクチュエータ、また、符号４は、前記自動変速機８の変速比を制御する変速機アクチュエータ、また、符号６は、ブレーキペダルの踏込みとは個別に各車輪の制動力を制御するブレーキアクチュエータであり、夫々、前記走行速度コントロールユニット５からの指令値（指令信号）に応じて作動状態が制御される。
【００１６】
前記ブレーキアクチュエータ６は、例えば図２のように構成されている。図中のマスタシリンダ１１は既存のものであり、ブレーキペダル１２の踏力をブースタ１３で倍力し、リザーバ１４内の制動流体を昇圧し、それをマスタシリンダ圧として、前左輪用ホイールシリンダ９ＦＬ及び後右輪用ホイールシリンダ９ＲＲの系と、前右輪用ホイールシリンダ９ＦＲ及び後左輪用ホイールシリンダ９ＲＬの系の二系統に出力する。なお、符号１５はブレーキスイッチである。
【００１７】
前記ブレーキアクチュエータ６は、このマスタシリンダ１１と、各車輪のホイールシリンダ９ＦＬ〜９ＲＲとの間に介装されている。このブレーキアクチュエータ６は、前記マスタシリンダ１１と各系統のホイールシリンダ９ＦＬ〜９ＲＲとを断続するカットオフバルブ１６ａ、１６ｂと、各系統のホイールシリンダ９ＦＬ〜９ＲＲの制動流体をマスタシリンダ１１側に戻すリターンバルブ１７ａ、１７ｂと、各系統毎に制動流体を加圧したり、或いは各系統のホイールシリンダ９ＦＬ〜９ＲＲの制動流体圧を減圧したりするためのモータポンプ１８ａ、１８ｂと、各系統毎に制動流体を蓄圧し、制動流体を貯留するアキュームレータ１９ａ、１９ｂと、各ホイールシリンダ９ＦＬ〜９ＲＲの制動流体圧を増加するための増圧バルブ２０ＦＬ〜２０ＲＲと、各ホイールシリンダ９ＦＬ〜９ＲＲの制動流体圧を減少するための減圧バルブ２１ＦＬ〜２１ＲＲとを備えている。
【００１８】
このブレーキアクチュエータ６により、各ホイールシリンダ９ＦＬ〜９ＲＲの制動流体圧を、マスタシリンダ圧とは個別に制御するためには、図２に示すように、まず前記カットオフバルブ１６ａ、１６ｂを閉じ、リターンバルブ１７ａ、１７ｂを開いた状態でモータポンプ１８ａ、１８ｂを作動し、各ホイールシリンダ９ＦＬ〜９ＲＲの制動流体圧を増加する場合には増圧バルブ２０ＦＬ〜２０ＲＲを開き、各ホイールシリンダ９ＦＬ〜９ＲＲの制動流体圧を減少する場合には減圧バルブ２１ＦＬ〜２１ＲＲを開く。一方、各ホイールシリンダ９ＦＬ〜９ＲＲの制動流体圧をマスタシリンダ圧としたいときには、前記カットオフバルブ１６ａ、１６ｂを開き、リターンバルブ１７ａ、１７ｂを閉じ、各増圧バルブ２０ＦＬ〜２０ＲＲを開き、各減圧バルブ２１ＦＬ〜２１ＲＲを閉じる。なお、各バルブは電流比例弁であり、バルブへの電流値は、パルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse Width Modulation）による電圧デューティ信号等によって調整可能である。
【００１９】
次に、図３に本実施形態の走行速度制御装置の構成をブロック図として示す。この制御器は、走行速度と車間距離とを入力とし、走行速度を出力としている。前記車間距離センサ１で検出された車間距離は、測距信号処理部２２で信号処理されて、自車両から前方物体、より具体的には先行車両までの車間距離が算出される。そして、相対速度算出部２３では、前記車間距離の時間変化率から自車両と先行車両との相対速度を算出する。一方、前記走行速度センサ２で検出された走行速度は、走行速度信号処理部２４で信号処理されて、自車両の走行速度が算出される。また、目標車間距離設定部２５では、前記相対速度算出部２３で算出された相対速度及び前記走行速度に基づいて目標車間距離を設定し、後述する車間距離制御部２６では、前記目標車間距離及び相対速度及び車間距離から目標走行速度を設定し、それが達成されるように制御信号を出力する。
【００２０】
そして、後述する走行速度制御部２７では、前記目標走行速度と実際の走行速度とに基づいて目標駆動力（目標制動力を含む）を算出し、駆動力分配制御部２８では、当該目標駆動力を駆動力と制動力とに分け、それらをスロットル制御部２９とブレーキ制御部３０とに出力する。スロットル制御部２９では、与えられた駆動力（或いはエンジンブレーキによる制動力）が達成されるように前記スロットルアクチュエータ３に駆動信号を出力する。また、前記ブレーキ制御部３０は、与えられた制動力が達成されるように前記ブレーキアクチュエータ６への駆動を指令する制御信号をブレーキコントローラ３１に出力し、当該ブレーキコントローラ３１は、その制御信号に応じた駆動信号をブレーキアクチュエータ６に出力する。
【００２１】
次に、車間距離制御系について説明する。例えば、車間距離と相対速度の二つを状態変数とする状態フィードバック（レギュレータ）を用いた制御系全体の構成は図４のように表すことができる。このシステムの状態変数ｘ1 、ｘ2 を下記１式、２式で定義する。
【００２２】
【数１】
【００２３】
但し、ＶT ：先行車両の走行速度、ＶS ：自車両の走行速度、ＬT ：先行車両との車間距離、ＬT * ：目標車間距離を示す。
従って、システムの状態方程式は下記３式で表すことができる。
【００２４】
【数２】
【００２５】
但し、ΔＶ* は目標相対速度を示す。
制御入力を下記４式で与える。
【００２６】
【数３】
【００２７】
状態フィードバックが施された全体システムの状態方程式は下記５式、６式で表すことができる。
【００２８】
【数４】
【００２９】
従って、全体システムの特性方程式は下記７式で表すことができる。
【００３０】
【数５】
【００３１】
前述した走行速度サーボ系の伝達特性に基づき、下記８式に従って、現在の車間距離ＬT を目標車間距離ＬT * に、相対速度ΔＶを“０”に収束する特性が所定の特性となるようにゲインｆv 、ｆd を設定すると、それらは夫々下記９式及び１０式で表すことができる。
【００３２】
【数６】
【００３３】
次に、走行速度制御系について説明する。前記目標走行速度Ｖspr に実際の走行速度Ｖspを一致させるために、公知の線形制御手法であるモデルマッチング手法と近似ゼロイング手法とを用いて駆動力指令値を算出する補償器を構成すると図５に示すような構成となる。ｚ-1は前記遅延演算子であり、ｚ-1を乗じると１サンプリング周期前の値となる。図中のＣ1(ｚ-1) 、Ｃ2(ｚ-1) は近似ゼロイング手法による外乱推定器であり、外乱やモデル化誤差による影響を抑制する。また、Ｃ3(ｚ-1) はモデルマッチング手法による補償器であり、制御対象の応答特性を規範モデルＨ（ｚ-1) の特性に一致させる。このとき、前記外乱推定器Ｃ1(ｚ-1) 、Ｃ2(ｚ-1) は下記１１式、１２式で表すことができる。
【００３４】
【数７】
【００３５】
また、ΔＴはサンプリング周期、Ｍは平均車両質量を示す。
また、制御対象の無駄時間を無視して、規範モデルを時定数Ｔａの一次のローパスフィルタとすると、モデルマッチング補償器部のゲインＣ3 は下記１３式の定数Ｋとなる。
【００３６】
【数８】
【００３７】
従って、前記モデルマッチング補償器部で算出される目標駆動力の今回値ｙ4(k)は、前記目標走行速度の今回値Ｖspr(k)及び走行速度の今回値Ｖsp(k) を用いて下記１４式で表すことができる。
【００３８】
【数９】
【００３９】
一方、前記外乱推定器Ｃ2(ｚ-1) により下記１５式に従って出力の今回値ｙ3(k)を得る。
【００４０】
【数１０】
【００４１】
次に、前記目標駆動力の今回値ｙ4(k)を下記１６式で補正して最終目標駆動力の今回値ｙ1(k)を得る。
【００４２】
【数１１】
【００４３】
次に、前記外乱推定器Ｃ1(ｚ-1) により下記１７式に従って出力の今回値ｙ2(k)を得る。
【００４４】
【数１２】
【００４５】
次に、下記１８式に従って、前記最終目標駆動力ｙ1(k)からエンジントルク指令値Ｔerを算出する。
【００４６】
【数１３】
【００４７】
但し、Ｇm は自動変速機の変速比、Ｇf は最終減速機の減速比、Ｒはタイヤ転がり動半径である。
次に、前記駆動力分配制御部２８について説明する。まず、先行車両に追従するようにして走行しているときには目標走行速度に走行速度を一致するのに必要な目標駆動力が走行速度制御部２７で算出される。そして、図６に示すようなエンジン回転速度とエンジントルクとに応じたスロットル開度制御マップから、前記走行速度制御系で算出されたエンジントルク指令値Ｔerとエンジン回転数Ｎe とに応じた目標スロットル開度ＴVOr を算出し、その目標スロットル開度ＴVOr を前記スロットル制御部２９に出力し、当該スロットル制御部２９からの駆動信号でスロットルアクチュエータ３を駆動してスロットル開度ＴVOを目標スロットル開度ＴVOr に一致させる。
【００４８】
そして、前記算出された目標スロットル開度ＴVOr が“０”であり且つそのときのエンジントルク指令値Ｔerがスロットル開度ＴVO“０”のときのエンジントルクＴe0より小さいときにブレーキ制御の領域であると判定し、前記ブレーキ制御部３０に前記最終目標駆動力ｙ1(k)を出力する。図７は、本実施形態のブレーキ制御部３０の構成図である。同図に示す減速度算出器４１では、前記最終目標駆動力ｙ1(k)の負値を前記平均車両質量Ｍで除して、目標制動力としての減速度指令値ＶddCOM を算出する。そして、前記ブレーキコントローラ３１では、車両で発生している減速度Ｖddが前記減速度指令値ＶddCOM 以下であるときに、ブレーキアクチュエータ６を作動して制動を行う。
【００４９】
しかしながら、前述したブレーキアクチュエータ６は、例えば前記モータポンプ１８ａ、１８ｂによる制動流体圧の昇圧やカットオフバルブ１６ａ、１６ｂ、リターンバルブ１７ａ、１７ｂの動作遅れといった遅れ要素があり、前記減速度指令値ＶddCOM が算出されてからブレーキアクチュエータ６を作動したのでは、応答性に劣るという問題がある。そこで、前記駆動力分配制御部２８では、下記１９式に示す評価関数ｆb からブレーキ制御の領域を推定し、評価関数ｆb が所定値ＢON以上であるときにブレーキを予備作動制御するものとする。
【００５０】
【数１４】
【００５１】
但し、α：減速度指令値ＶddCOM の変化率に係る係数、β：スロットル開度“０”時のエンジントルクＴe0とエンジントルク指令値Ｔerとの差分値ΔＴe に係る係数、δ：減速度指令値ＶddCOM に係る係数であり、前記所定値ＢON、係数α、β、δはブレーキアクチュエータの動特性からブレーキ制動開始遅れを補償できる値とする。
そして、本実施形態のブレーキ制御部３０では、前記減速度算出器４１の出側にリミッタ補償器４２を備え、前記駆動力分配制御部２８で前記１９式によってブレーキ予備作動制御を行う指令が出力されたら、前記リミッタ補償器４２で、下記２０式に従って最小減速度指令値ＶddCOMLTDを算出し、当該最小減速度指令値ＶddCOMLTDをブレーキコントローラ３１に向けて出力する。その結果、ブレーキコントローラ３１からは最小減速度指令値ＶddCOMLTDに応じた駆動信号が出力され、ブレーキアクチュエータ６が予備制動状態になる。なお、この最小減速度指令値ＶddCOMLTDは、実際に車輪に制動力が付与される直前の制動状態、つまり予備制動の状態に相当する値とする。
【００５２】
【数１５】
【００５３】
本実施形態によるブレーキ制御のタイミングチャートを図８に示す。このタイミングチャートは、例えば先行車両に追従走行しているとき、先行車両がブレーキ等で大きく減速し、徐々に目標駆動力が小さくなり、最終的にブレーキ制御を開始する状態をシミュレートしている。このタイミングチャートでは、スロットル開度が“０”となり、エンジントルク指令値Ｔerがスロットル開度“０”時のエンジントルクＴe0より小さくなる時刻ｔ20以前に、時刻ｔ10で前記評価関数ｆb が前記所定値ＢON 以上となったため、前記最小減速度指令値ＶddCOMLTDによるブレーキ予備制動制御が開始され、前記時刻ｔ20で前記最終目標駆動力ｙ1(k)に応じた減速度指令値ＶddCOM が出力されると、即座に制動力が作用して車両が減速され、その結果、車両の実際の減速度Ｖddは減速度指令値ＶddCOM によく一致している。
【００５４】
これに対し、図１９は、前記リミッタ補償器のない、従来のブレーキ制御部を示す。この従来のブレーキ制御部では、前記スロットル開度“０”で且つスロットル開度“０”時のエンジントルクＴe0がエンジントルク指令値Ｔerより大きい判定で前記減速度指令値ＶddCOM を出力するだけの構成になっている。この従来のブレーキ制御部によるブレーキ制御のタイミングチャートを図２０に示す。同図から明らかなように、予備制動を行わずに、減速度指令値ＶddCOM だけを出力する従来のブレーキ制御部では、制動力の立上りが遅く、その結果、減速度指令値ＶddCOM に対して実際の車両の減速度Ｖddの応答性に劣る。
【００５５】
このように、減速度指令値ＶddCOM の変化率、つまり目標制動力の変化量に基づく評価関数ｆb が所定値ＢON 以上となったときに、最小減速度指令値ＶddCOMLTDによる予備制動を行う本実施形態では、目標制動力の変化の状態から当該目標制動力が大きくなり続けるときに予め予備制動制御を行うことができ、目標制動力、即ち減速度指令値ＶddCOM に基づいてブレーキアクチュエータ６を作動したときの実際の制動力発生までの応答遅れを小さくすることができる。
【００５６】
また、エンジントルク指令値Ｔerとスロットル開度“０”時のエンジントルクＴe0との差、つまりエンジンで達成可能な最大制動力と実現している制動力との差に基づく評価関数ｆb が所定値ＢON 以上となったときに、最小減速度指令値ＶddCOMLTDによる予備制動を行う本実施形態では、エンジンの最大制動力と実現している制動力との差が小さいときには、引き続きブレーキアクチュエータ６による制動が必要になるので、それに合わせて予備制動を行うことにより、目標制動力、即ち減速度指令値ＶddCOM に基づいてブレーキアクチュエータ６を作動したときの実際の制動力発生までの応答遅れをより一層小さくすることができる。
【００５７】
次に、本発明の制動制御装置の第２実施形態について説明する。この実施形態の車両概略構成、ブレーキアクチュエータの構成、走行速度制御装置の構成、車間距離制御系の構成、走行速度制御系の構成は何れも、前記第１実施形態の図１〜図６のものと同等であり、ブレーキ制御部３０の構成のみが、前記第１実施形態の図７のものから図９のものに変更されている。
この図９のブレーキ制御部３０では、前記第１実施形態のリミッタ補償器４２に代えて、前記減速度算出器４１と並列にブレーキ準備信号発生器４３が設けられている。このブレーキ準備信号発生器４３では、前記駆動力分配制御部２８で前記評価関数ｆb が前記所定値ＢON 以上であると判定され、その判定結果が出力されたときに、図１０に示す演算処理に従ってブレーキ準備信号ＢPRを出力するものである。この図１０の演算処理では、まずステップＳ１で前記ブレーキアクチュエータ内のリターンバルブ開指令を出力し、次いでステップＳ２で前記カットオフバルブ開指令を出力し、次いでステップＳ３でモータポンプ始動指令を出力する。これによりモータポンプが始動してブレーキアクチュエータが予備制動状態に移行する。なお、この予備制動状態では、モータポンプで昇圧された制動流体圧はカットオフバルブを介してマスタシリンダ側に戻されるので、原則として各ホイールシリンダに制動流体圧は発生しない。但し、カットオフバルブの流量以上にモータポンプを回転させると各ホイールシリンダに流体圧が発生するので、予備制動状態におけるモータポンプの回転状態はカットオフバルブの流量によって決定される。
【００５８】
本実施形態によるブレーキ制御のタイミングチャートを図１１に示す。このタイミングチャートも、前記第１実施形態の図８と同様に、例えば先行車両に追従走行しているとき、先行車両がブレーキ等で大きく減速し、徐々に目標駆動力が小さくなり、最終的にブレーキ制御を開始する状態をシミュレートしている。このタイミングチャートでも、スロットル開度が“０”となり、エンジントルク指令値Ｔerがスロットル開度“０”時のエンジントルクＴe0より小さくなる時刻ｔ20以前に、時刻ｔ10で前記評価関数ｆb が前記所定値ＢON 以上となったため、前記ブレーキ準備信号発生器４３からブレーキ準備信号ＢPRが出力されてブレーキ予備制動制御が開始され、前記時刻ｔ20で前記最終目標駆動力ｙ1(k)に応じた減速度指令値ＶddCOM が出力されると、即座に制動力が作用して車両が減速され、その結果、車両の実際の減速度Ｖddは減速度指令値ＶddCOM によく一致している。
【００５９】
このように、減速度指令値ＶddCOM の変化率、つまり目標制動力の変化量に基づく評価関数ｆb が所定値ＢON 以上となったときに、ブレーキ準備信号ＢPRによる予備制動を行う本実施形態では、目標制動力の変化の状態から当該目標制動力が大きくなり続けるときに予め予備制動制御を行うことができ、目標制動力、即ち減速度指令値ＶddCOM に基づいてブレーキアクチュエータ６を作動したときの実際の制動力発生までの応答遅れを小さくすることができる。
【００６０】
また、エンジントルク指令値Ｔerとスロットル開度“０”時のエンジントルクＴe0との差、つまりエンジンで達成可能な最大制動力と実現している制動力との差に基づく評価関数ｆb が所定値ＢON 以上となったときに、ブレーキ準備信号ＢPRによる予備制動を行う本実施形態では、エンジンの最大制動力と実現している制動力との差が小さいときには、引き続きブレーキアクチュエータ６による制動が必要になるので、それに合わせて予備制動を行うことにより、目標制動力、即ち減速度指令値ＶddCOM に基づいてブレーキアクチュエータ６を作動したときの実際の制動力発生までの応答遅れをより一層小さくすることができる。
【００６１】
また、ブレーキアクチュエータ６の予備作動制御として、モータポンプの作動を開始する構成としたため、制動流体圧による制動の応答遅れを確実に小さくすることができる。
次に、本発明の制動制御装置の第３実施形態について説明する。この実施形態の車両概略構成、ブレーキアクチュエータの構成、走行速度制御装置の構成、車間距離制御系の構成、走行速度制御系の構成は何れも、前記第１実施形態の図１〜図６のものと同等であり、ブレーキ制御部３０の構成のみが、前記第１実施形態の図７のものから図１２のものに変更されている。
【００６２】
この図１２のブレーキ制御部３０では、前記第１実施形態のリミッタ補償器４２に代えて前置補償器４４が設けられている。この前置補償器４４では、前記減速度算出器４１から出力される減速度指令値ＶddCOM に対して、ブレーキの応答遅れを補償して補償済減速度指令値ＶddCOMHを出力するものである。この前置補償器４４では、初期設定された所定のブレーキ応答伝達特性をＧｄ(s) 、実際のブレーキアクチュエータの伝達特性の逆系をＧｂ(s) -1としたとき、下記２１式で表れる演算によって補償済減速度指令値ＶddCOMHを算出して前記ブレーキコントローラ３１に出力する。
【００６３】
【数１６】
【００６４】
本実施形態によるブレーキ制御のタイミングチャートを図１３に示す。このタイミングチャートも、前記第１実施形態の図８と同様に、例えば先行車両に追従走行しているとき、先行車両がブレーキ等で大きく減速し、徐々に目標駆動力が小さくなり、最終的にブレーキ制御を開始する状態をシミュレートしている。このタイミングチャートでは、スロットル開度が“０”となり、エンジントルク指令値Ｔerがスロットル開度“０”時のエンジントルクＴe0より小さくなる時刻ｔ20で、前記最終目標駆動力ｙ1(k)に応じた減速度指令値ＶddCOM が出力されるが、それは前記前置補償器４４で補償済減速度指令値ＶddCOMHに変換されている。その結果、補償済減速度指令値ＶddCOMHは、ブレーキ制御開始直後に、前記最終目標駆動力ｙ1(k)に応じた減速度指令値ＶddCOM より大きく立ち上がり、これによって制動の遅れ時間を短くしている。
【００６５】
このように、本実施形態によれば、ブレーキアクチュエータ６の応答特性が初期設定された所定の応答特性になるように、減速度指令値ＶddCOM 、つまり目標制動力に基づくブレーキアクチュエータ６の指令値を補償して補償済減速度指令値ＶddCOMHを出力するようにしたことにより、ブレーキアクチュエータ６の応答特性を初期設定された応答特性に近づけ、もって実際の制動力発生までの応答遅れを小さくすることができる。
【００６６】
次に、本発明の制動制御装置の第４実施形態について説明する。この実施形態の車両概略構成、ブレーキアクチュエータの構成、走行速度制御装置の構成、車間距離制御系の構成、走行速度制御系の構成は何れも、前記第１実施形態の図１〜図６のものと同等であり、ブレーキ制御部３０の構成のみが、前記第１実施形態の図７のものから図１４のものに変更されている。
この図１４のブレーキ制御部３０では、前記第１実施形態のリミッタ補償器４２に代えて、前記減速度算出器４１と並列にブレーキ励起信号発生器４５が設けられ、それらの出側にスイッチ４６が介装されている。前記ブレーキ励起信号発生器４５は、前記減速度指令値ＶddCOM が“０”以上となった時点からブレーキアクチュエータ６に向けてブレーキ励起信号ＢFFを出力するものであり、前記スイッチ４６は、前記スロットル開度“０”で且つスロットル開度“０”時のエンジントルクＴe0がエンジントルク指令値Ｔerより大きくなると切り替えられ、それ以前は前記ブレーキ励起信号発生器４５とブレーキコントローラ３１とを接続し、その後は前記減速度算出器４１とブレーキコントローラ３１とを接続する。つまり、前記減速度指令値ＶddCOM が“０”以上となってからスロットル開度“０”で且つスロットル開度“０”時のエンジントルクＴe0がエンジントルク指令値Ｔer以下であるときには前記ブレーキ励起信号発生器４５で発生されるブレーキ励起信号ＢFFが最終減速度指令値ＶddCOMFとしてブレーキコントローラ３１に出力され、スロットル開度“０”で且つスロットル開度“０”時のエンジントルクＴe0がエンジントルク指令値Ｔerより大きくなってからは前記減速度算出器４１で算出された減速度指令値ＶddCOM が最終減速度指令値ＶddCOMFとしてブレーキコントローラ３１に出力される。
【００６７】
前記ブレーキ励起信号発生器４５で発生されるブレーキ励起信号ＢFFは、振幅一定、周期一定、デューティ比一定のパルス信号であり、振幅ＡV は前記最小減速度指令値ＶddCOMLTD、周期ＴV 、デューティ比ＤV は、前記ブレーキアクチュエータ６のモータポンプ１８ａ、１８ｂや各バルブの静止摩擦の影響がなくなる時間とする。つまり、このブレーキ励起信号ＢFFがブレーキアクチュエータ６に入力されると、各アクチュエータが微小動作し、これにより静止摩擦の影響がなくなってブレーキアクチュエータの動作応答遅れが改善される。
【００６８】
本実施形態によるブレーキ制御のタイミングチャートを図１３に示す。このタイミングチャートも、前記第１実施形態の図８と同様に、例えば先行車両に追従走行しているとき、先行車両がブレーキ等で大きく減速し、徐々に目標駆動力が小さくなり、最終的にブレーキ制御を開始する状態をシミュレートしている。このタイミングチャートでは、スロットル開度が“０”となり、エンジントルク指令値Ｔerがスロットル開度“０”時のエンジントルクＴe0より小さくなる時刻ｔ20以前に、時刻ｔ00で前記減速度指令値ＶddCOM が“０”以上となったときから前記ブレーキ励起信号ＢFFが最終減速度指令値ＶddCOMFとして出力され、前記時刻ｔ20以後は減速度指令値ＶddCOM が最終減速度指令値ＶddCOMFとして出力されている。従って、時刻ｔ20以後、最終目標駆動力ｙ1(k)に基づく減速度指令値ＶddCOM が最終減速度指令値ＶddCOMFとして出力されると、ブレーキアクチュエータ６内の静止摩擦の影響がない分だけ、制動の遅れ時間が短くなっている。
【００６９】
このように本実施形態によれば、最終目標駆動力ｙ1(k)に応じた減速度指令値ＶddCOM 、即ち目標制動力に基づくブレーキアクチュエータ６の作動状態制御前に、静止摩擦の影響がなくなる周期で当該ブレーキアクチュエータ６が微小動作するブレーキ励起信号ＢFFを制動指令値として出力することにより、目標制動力、即ち減速度指令値ＶddCOM に基づいてブレーキアクチュエータ６を作動したときの実際の制動力発生までの応答遅れを小さくすることができる。
【００７０】
次に、本発明の制動制御装置の第５実施形態について説明する。この実施形態の車両概略構成、ブレーキアクチュエータの構成、走行速度制御装置の構成、車間距離制御系の構成、走行速度制御系の構成は何れも、前記第１実施形態の図１〜図６のものと同等であり、ブレーキ制御部３０の構成は前記第４実施形態の図１４のものと同等である。
本実施形態では、前記ブレーキ励起信号発生器４５で発生されるブレーキ励起信号ＢFFが変更されている。本実施形態のブレーキ励起信号は、振幅やデューティ比は一定であるものの、周期が変化する。振幅ＡV は前記最小減速度指令値ＶddCOMLTDである。これに対して、周期ＴV は、前記ブレーキアクチュエータ６のモータポンプ１８ａ、１８ｂや各バルブの静止摩擦の影響がなくなる時間を考慮しながら、下記２２式で与えられる。
【００７１】
【数１７】
【００７２】
但し、α1 ：減速度指令値ＶddCOM の変化率に係る係数、β1 ：スロットル開度“０”時のエンジントルクＴe0とエンジントルク指令値Ｔerとの差分値ΔＴe に係る係数、δ1 ：減速度指令値ＶddCOM に係る係数であり、各係数α1 、β1 、δ1 はブレーキアクチュエータの動特性からブレーキ制動開始遅れを補償できる値とし、結果的に、減速度指令値ＶddCOM の変化率が大きくなったり、エンジントルク差分値ΔＴe の絶対値が大きくなったり、減速度指令値ＶddCOM 自体が大きくなったりしたときに周期ＴV が小さくなるように設定する。
【００７３】
本実施形態によるブレーキ制御のタイミングチャートを図１６に示す。このタイミングチャートも、前記第１実施形態の図８と同様に、例えば先行車両に追従走行しているとき、先行車両がブレーキ等で大きく減速し、徐々に目標駆動力が小さくなり、最終的にブレーキ制御を開始する状態をシミュレートしている。このタイミングチャートでは、スロットル開度が“０”となり、エンジントルク指令値Ｔerがスロットル開度“０”時のエンジントルクＴe0より小さくなる時刻ｔ20以前に、時刻ｔ00で前記減速度指令値ＶddCOM が“０”以上となったときから前記ブレーキ励起信号ＢFFが最終減速度指令値ＶddCOMFとして出力され、前記時刻ｔ20以後は減速度指令値ＶddCOM が最終減速度指令値ＶddCOMFとして出力されている。従って、時刻ｔ20以後、最終目標駆動力ｙ1(k)に基づく減速度指令値ＶddCOM が最終減速度指令値ＶddCOMFとして出力されると、前記ブレーキ励起信号ＢFFによりブレーキアクチュエータの制動開始遅れが補償され、車両の実際の減速度Ｖddは減速度指令値ＶddCOM によく一致している。
【００７４】
このように本実施形態によれば、最終目標駆動力ｙ1(k)に応じた減速度指令値ＶddCOM 、即ち目標制動力に基づくブレーキアクチュエータ６の作動状態制御前に、当該減速度指令値ＶddCOM の大きさやその変化率に応じて、ブレーキ励起信号ＢFFの周期ＴV 、つまりブレーキアクチュエータ６が微小動作する周期を設定することにより、減速度指令値ＶddCOM 、即ち目標制動力が大きいほど、当該目標制動力に基づいてブレーキアクチュエータ６を作動したときの実際の制動力を大きくすることが可能となり、その分だけ、実際の制動力発生までの応答遅れをより一層小さくすることができる。
【００７５】
次に、本発明の制動制御装置の第６実施形態について説明する。この実施形態の車両概略構成、ブレーキアクチュエータの構成、走行速度制御装置の構成、車間距離制御系の構成、走行速度制御系の構成は何れも、前記第１実施形態の図１〜図６のものと同等であり、ブレーキ制御部３０の構成は前記第４実施形態の図１４のものと同等である。
本実施形態では、前記ブレーキ励起信号発生器４５で発生されるブレーキ励起信号ＢFFが変更されている。本実施形態のブレーキ励起信号は、周期やデューティ比は一定であるものの、振幅が変化する。周期ＴV やデューティ比は、前記ブレーキアクチュエータ６のモータポンプ１８ａ、１８ｂや各バルブの静止摩擦の影響がなくなる時間とし、振幅ＡV は下記２３式で与えられる。
【００７６】
【数１８】
【００７７】
但し、α2 ：減速度指令値ＶddCOM の変化率に係る係数、β2 ：スロットル開度“０”時のエンジントルクＴe0とエンジントルク指令値Ｔerとの差分値ΔＴe に係る係数、δ2 ：減速度指令値ＶddCOM に係る係数であり、各係数α2 、β2 、δ2 はブレーキアクチュエータの動特性からブレーキ制動開始遅れを補償できる値とし、結果的に、減速度指令値ＶddCOM の変化率が大きくなったり、エンジントルク差分値ΔＴe の絶対値が大きくなったり、減速度指令値ＶddCOM 自体が大きくなったりしたときに振幅ＡV が大きくなるように設定する。
【００７８】
本実施形態によるブレーキ制御のタイミングチャートを図１７に示す。このタイミングチャートも、前記第１実施形態の図８と同様に、例えば先行車両に追従走行しているとき、先行車両がブレーキ等で大きく減速し、徐々に目標駆動力が小さくなり、最終的にブレーキ制御を開始する状態をシミュレートしている。このタイミングチャートでは、スロットル開度が“０”となり、エンジントルク指令値Ｔerがスロットル開度“０”時のエンジントルクＴe0より小さくなる時刻ｔ20以前に、時刻ｔ00で前記減速度指令値ＶddCOM が“０”以上となったときから前記ブレーキ励起信号ＢFFが最終減速度指令値ＶddCOMFとして出力され、前記時刻ｔ20以後は減速度指令値ＶddCOM が最終減速度指令値ＶddCOMFとして出力されている。従って、時刻ｔ20以後、最終目標駆動力ｙ1(k)に基づく減速度指令値ＶddCOM が最終減速度指令値ＶddCOMFとして出力されると、前記ブレーキ励起信号ＢFFによりブレーキアクチュエータの制動開始遅れが補償され、車両の実際の減速度Ｖddは減速度指令値ＶddCOM によく一致している。
【００７９】
このように本実施形態によれば、最終目標駆動力ｙ1(k)に応じた減速度指令値ＶddCOM 、即ち目標制動力に基づくブレーキアクチュエータ６の作動状態制御前に、当該減速度指令値ＶddCOM の大きさやその変化率に応じて、ブレーキ励起信号ＢFFの振幅ＡV 、つまりブレーキアクチュエータ６が微小動作する動作量を設定することにより、減速度指令値ＶddCOM 、即ち目標制動力が大きいほど、当該目標制動力に基づいてブレーキアクチュエータ６を作動したときの実際の制動力を大きくすることが可能となり、その分だけ、実際の制動力発生までの応答遅れをより一層小さくすることができる。
【００８０】
次に、本発明の制動制御装置の第７実施形態について説明する。この実施形態の車両概略構成、ブレーキアクチュエータの構成、走行速度制御装置の構成、車間距離制御系の構成、走行速度制御系の構成は何れも、前記第１実施形態の図１〜図６のものと同等であり、ブレーキ制御部３０の構成は前記第４実施形態の図１４のものと同等である。
本実施形態では、前記ブレーキ励起信号発生器４５で発生されるブレーキ励起信号ＢFFが変更されている。本実施形態のブレーキ励起信号は、振幅や周期は一定であるものの、デューティ比が変化する。振幅ＡV は前記最小減速度指令値ＶddCOMLTDT とし、周期ＴV は、前記ブレーキアクチュエータ６のモータポンプ１８ａ、１８ｂや各バルブの静止摩擦の影響がなくなる時間とし、デューティ比ＤV は下記２４式で与えられる。
【００８１】
【数１９】
【００８２】
但し、α3 ：減速度指令値ＶddCOM の変化率に係る係数、β3 ：スロットル開度“０”時のエンジントルクＴe0とエンジントルク指令値Ｔerとの差分値ΔＴe に係る係数、δ3 ：減速度指令値ＶddCOM に係る係数であり、各係数α3 、β3 、δ3 はブレーキアクチュエータの動特性からブレーキ制動開始遅れを補償できる値とし、結果的に、減速度指令値ＶddCOM の変化率が大きくなったり、エンジントルク差分値ΔＴe の絶対値が大きくなったり、減速度指令値ＶddCOM 自体が大きくなったりしたときにデューティ比ＤV が大きくなるように設定する。
【００８３】
本実施形態によるブレーキ制御のタイミングチャートを図１８に示す。このタイミングチャートも、前記第１実施形態の図８と同様に、例えば先行車両に追従走行しているとき、先行車両がブレーキ等で大きく減速し、徐々に目標駆動力が小さくなり、最終的にブレーキ制御を開始する状態をシミュレートしている。このタイミングチャートでは、スロットル開度が“０”となり、エンジントルク指令値Ｔerがスロットル開度“０”時のエンジントルクＴe0より小さくなる時刻ｔ20以前に、時刻ｔ00で前記減速度指令値ＶddCOM が“０”以上となったときから前記ブレーキ励起信号ＢFFが最終減速度指令値ＶddCOMFとして出力され、前記時刻ｔ20以後は減速度指令値ＶddCOM が最終減速度指令値ＶddCOMFとして出力されている。従って、時刻ｔ20以後、最終目標駆動力ｙ1(k)に基づく減速度指令値ＶddCOM が最終減速度指令値ＶddCOMFとして出力されると、前記ブレーキ励起信号ＢFFによりブレーキアクチュエータの制動開始遅れが補償され、車両の実際の減速度Ｖddは減速度指令値ＶddCOM によく一致している。
【００８４】
このように本実施形態によれば、最終目標駆動力ｙ1(k)に応じた減速度指令値ＶddCOM 、即ち目標制動力に基づくブレーキアクチュエータ６の作動状態制御前に、当該減速度指令値ＶddCOM の大きさやその変化率に応じて、ブレーキ励起信号ＢFFのデューティ比ＤV 、つまりブレーキアクチュエータ６が微小動作する動作時間を設定することにより、減速度指令値ＶddCOM 、即ち目標制動力が大きいほど、当該目標制動力に基づいてブレーキアクチュエータ６を作動したときの実際の制動力を大きくすることが可能となり、その分だけ、実際の制動力発生までの応答遅れをより一層小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の制動制御装置を用いた走行速度制御装置の一例を示す車両概略構成図である。
【図２】図１のブレーキアクチュエータの構成を示す説明図である。
【図３】図１の走行速度制御装置を示すブロック図である。
【図４】図３の走行速度制御装置のうちの車間距離制御系のブロック図である。
【図５】図３の走行速度制御装置のうちの走行速度制御系のブロック図である。
【図６】図３の駆動力分配制御部で用いられる制御マップである。
【図７】本発明の制動制御装置の第１実施形態を示すブレーキ制御部のブロック図である。
【図８】図７のブレーキ制御部による減速度の経時変化を示すタイミングチャートである。
【図９】本発明の制動制御装置の第２実施形態を示すブレーキ制御部のブロック図である。
【図１０】図９のブレーキ準備信号発生器で行われる演算処理を示すフローチャートである。
【図１１】図９のブレーキ制御部による減速度の経時変化を示すタイミングチャートである。
【図１２】本発明の制動制御装置の第３実施形態を示すブレーキ制御部のブロック図である。
【図１３】図１２のブレーキ制御部による減速度の経時変化を示すタイミングチャートである。
【図１４】本発明の制動制御装置の第４実施形態を示すブレーキ制御部のブロック図である。
【図１５】図１４のブレーキ制御部による減速度の経時変化を示すタイミングチャートである。
【図１６】本発明の制動制御装置の第５実施形態のブレーキ制御部による減速度の経時変化を示すタイミングチャートである。
【図１７】本発明の制動制御装置の第６実施形態のブレーキ制御部による減速度の経時変化を示すタイミングチャートである。
【図１８】本発明の制動制御装置の第７実施形態のブレーキ制御部による減速度の経時変化を示すタイミングチャートである。
【図１９】従来の制動制御装置のブレーキ制御部のブロック図である。
【図２０】図１９のブレーキ制御部による減速度の経時変化を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１は車間距離センサ
２は走行速度センサ
３はスロットルアクチュエータ
４は変速機アクチュエータ
５は走行速度コントロールユニット
６はブレーキアクチュエータ
７はエンジン
８は自動変速機
９ＦＬ〜９ＲＲはホイールシリンダ
１６ａ、１６ｂはカットオフバルブ
１７ａ、１７ｂはリターンバルブ
１８ａ、１８ｂはモータポンプ
２０ＦＬ〜２０ＲＲは増圧バルブ
２１ＦＬ〜２１ＲＲは減圧バルブ
２８は駆動力分配制御部
３０はブレーキ制御部
４１は減速度算出器
４２はリミッタ補償器
４３はブレーキ準備信号発生器
４４は前置補償器
４５はブレーキ励起信号発生器
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば走行速度を制御する走行速度制御装置などに用いられる制動制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このような制動制御装置としては、例えば特開２０００−２３３６６４号公報に記載されるものがある。この制動制御装置は、例えば走行速度が制限速度以上であると判定されたときに、自動的に制動制御を開始するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の制動制御装置では、実際に制動が必要になった時点で制動手段が作動されるため、制動手段の構造によっては、実際の制動力が発生するまでに応答遅れが発生するという問題がある。
本発明はこれらの諸問題に鑑みて開発されたものであり、実際の制動力が発生するまでの応答遅れを可及的に小さくすることができる制動制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、本発明のうち請求項１に係る制動制御装置は、自車両前方の物体を検出する自車両前方物体検出手段と、前記自車両前方物体検出手段で検出された自車両前方の物体と自車両との相対位置又は相対速度が所定の関係になるように目標制動力を設定する目標制動力設定手段と、前記目標制動力設定手段で設定された目標制動力に基づき、車輪を制動するための制動手段の作動状態を制御する目標制動力制御手段とを備え、前記目標制動力制御手段は、前記目標制動力に基づく制動手段の作動状態制御前に、当該目標制動力が大きくなり続けるときに当該制動手段を予備作動制御することを特徴とするものである。
【０００５】
また、本発明のうち請求項２に係る制動制御装置は、前記請求項１の発明において、前記目標制動力制御手段は、前記目標制動力に基づいて前記制動手段及び車輪を駆動する駆動手段の作動状態を設定すると共に、前記駆動手段で達成可能な最大制動力と実現している制動力との差に基づいて前記制動手段の予備作動制御を行うことを特徴とするものである。
また、本発明のうち請求項３に係る制動制御装置は、前記請求項１又は２の発明において、前記目標制動力制御手段は、前記制動手段の予備作動制御として、制動流体圧源の作動を開始することを特徴とするものである。
【０００６】
また、本発明のうち請求項４に係る制動制御装置は、自車両前方の物体を検出する自車両前方物体検出手段と、前記自車両前方物体検出手段で検出された自車両前方の物体と自車両との相対位置又は相対速度が所定の関係になるように目標制動力を設定する目標制動力設定手段と、前記目標制動力設定手段で設定された目標制動力に基づき、車輪を制動するための制動手段の作動状態を制御する目標制動力制御手段とを備え、前記目標制動力制御手段は、前記制動手段の応答特性が所定の応答特性になるように、前記目標制動力に基づく制動手段への制動指令値を補正することを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明のうち請求項５に係る制動制御装置は、自車両前方の物体を検出する自車両前方物体検出手段と、前記自車両前方物体検出手段で検出された自車両前方の物体と自車両との相対位置又は相対速度が所定の関係になるように目標制動力を設定する目標制動力設定手段と、前記目標制動力設定手段で設定された目標制動力に基づき、車輪を制動するための制動手段の作動状態を制御する目標制動力制御手段とを備え、前記目標制動力制御手段は、前記目標制動力に基づく制動手段の作動状態制御前に、静止摩擦の影響がなくなる周期で当該制動手段が微小動作する制動指令値を出力することを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明のうち請求項６に係る制動制御装置は、前記請求項５の発明において、前記制動制御手段は、前記目標制動力の大きさに応じて、前記制動指令値により前記制動手段が微小動作する周期を設定することを特徴とするものである。
また、本発明のうち請求項７に係る制動制御装置は、前記請求項５又は６の発明において、前記制動制御手段は、前記目標制動力の大きさに応じて、前記制動指令値により前記制動手段が微小動作する動作量を設定することを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明のうち請求項８に係る制動制御装置は、前記請求項５乃至７の何れかの発明において、前記制動制御手段は、前記制動手段が微小動作する制動指令値をパルス幅変調信号とし、その信号のデューティを目標制動力の大きさに応じて設定することを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の効果】
而して、本発明のうち請求項１に係る制動制御装置によれば、目標制動力に基づく制動手段の作動状態制御前に、当該目標制動力が大きくなり続けるときに当該制動手段を予備作動制御する構成としたため、目標制動力に基づいて制動手段を作動したときの実際の制動力発生までの応答遅れを小さくすることができる。
【００１１】
また、本発明のうち請求項２に係る制動制御装置によれば、目標制動力に基づいて制動手段及び駆動手段の作動状態を設定すると共に、当該駆動手段で達成可能な最大制動力と実現している制動力との差に基づいて制動手段の予備作動制御を行う構成としたため、駆動手段の最大制動力と実現している制動力との差が小さいときには、引き続き制動手段による制動が必要になるので、それに合わせて予備制動を行うことにより、目標制動力に基づいて制動手段を作動したときの実際の制動力発生までの応答遅れをより一層小さくすることができる。
【００１２】
また、本発明のうち請求項３に係る制動制御装置によれば、制動手段の予備作動制御として、制動流体圧源の作動を開始する構成としたため、制動流体圧による制動の応答遅れを確実に小さくすることができる。
また、本発明のうち請求項４に係る制動制御装置によれば、制動手段の応答特性が所定の応答特性になるように、目標制動力に基づく制動手段への制動指令値を補正する構成としたため、制動手段の実際の応答特性が設定された所定の応答特性になるようにすることで、目標制動力に基づいて制動手段を作動したときの実際の制動力発生までの応答遅れを小さくすることができる。
【００１３】
また、本発明のうち請求項５に係る制動制御装置によれば、目標制動力に基づく制動手段の作動状態制御前に、静止摩擦の影響がなくなる周期で当該制動手段が微小動作する制動指令値を出力する構成としたため、目標制動力に基づいて制動手段を作動したときの実際の制動力発生までの応答遅れを小さくすることができる。
また、本発明のうち請求項６に係る制動制御装置によれば、目標制動力の大きさに応じて、制動指令値により制動手段が微小動作する周期を設定する構成としたため、目標制動力が大きいほど、目標制動力に基づいて制動手段を作動したときの実際の制動力を大きくすることが可能となり、その分だけ、実際の制動力発生までの応答遅れをより一層小さくすることができる。
【００１４】
また、本発明のうち請求項７に係る制動制御装置によれば、目標制動力の大きさに応じて、制動指令値により制動手段が微小動作する動作量を設定する構成としたため、目標制動力が大きいほど、目標制動力に基づいて制動手段を作動したときの実際の制動力を大きくすることが可能となり、その分だけ、実際の制動力発生までの応答遅れをより一層小さくすることができる。
また、本発明のうち請求項８に係る制動制御装置によれば、制動手段が微小動作する制動指令値をパルス幅変調信号とし、その信号のデューティを目標制動力の大きさに応じて設定する構成としたため、制動指令値により制動手段が微小動作する動作時間を長くすることができ、これにより目標制動力が大きいほど、目標制動力に基づいて制動手段を作動したときの実際の制動力を大きくすることが可能となり、その分だけ、実際の制動力発生までの応答遅れをより一層小さくすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の制動制御装置の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は本発明の制動制御装置を走行速度制御装置に展開した一実施形態を示す概略構成図である。図中、符号７は駆動源であるエンジン、符号８はエンジンの駆動力を変換する自動変速機である。また、符号１は、レーザや電波等を利用し、自車両前方の物体を検出すると共に、その物体までの距離を検出することが可能な車間距離センサである。また、符号２は、自車両の走行速度を検出する走行速度センサである。また、符号５は、前記車間距離センサ１で検出された車間距離が、例えば自車両の走行速度に応じた目標車間距離になるように、自車両の走行速度、つまり駆動力や制動力を制御する走行速度コントロールユニットである。また、符号３は、前記エンジン７の作動状態を制御するスロットルアクチュエータ、また、符号４は、前記自動変速機８の変速比を制御する変速機アクチュエータ、また、符号６は、ブレーキペダルの踏込みとは個別に各車輪の制動力を制御するブレーキアクチュエータであり、夫々、前記走行速度コントロールユニット５からの指令値（指令信号）に応じて作動状態が制御される。
【００１６】
前記ブレーキアクチュエータ６は、例えば図２のように構成されている。図中のマスタシリンダ１１は既存のものであり、ブレーキペダル１２の踏力をブースタ１３で倍力し、リザーバ１４内の制動流体を昇圧し、それをマスタシリンダ圧として、前左輪用ホイールシリンダ９ＦＬ及び後右輪用ホイールシリンダ９ＲＲの系と、前右輪用ホイールシリンダ９ＦＲ及び後左輪用ホイールシリンダ９ＲＬの系の二系統に出力する。なお、符号１５はブレーキスイッチである。
【００１７】
前記ブレーキアクチュエータ６は、このマスタシリンダ１１と、各車輪のホイールシリンダ９ＦＬ〜９ＲＲとの間に介装されている。このブレーキアクチュエータ６は、前記マスタシリンダ１１と各系統のホイールシリンダ９ＦＬ〜９ＲＲとを断続するカットオフバルブ１６ａ、１６ｂと、各系統のホイールシリンダ９ＦＬ〜９ＲＲの制動流体をマスタシリンダ１１側に戻すリターンバルブ１７ａ、１７ｂと、各系統毎に制動流体を加圧したり、或いは各系統のホイールシリンダ９ＦＬ〜９ＲＲの制動流体圧を減圧したりするためのモータポンプ１８ａ、１８ｂと、各系統毎に制動流体を蓄圧し、制動流体を貯留するアキュームレータ１９ａ、１９ｂと、各ホイールシリンダ９ＦＬ〜９ＲＲの制動流体圧を増加するための増圧バルブ２０ＦＬ〜２０ＲＲと、各ホイールシリンダ９ＦＬ〜９ＲＲの制動流体圧を減少するための減圧バルブ２１ＦＬ〜２１ＲＲとを備えている。
【００１８】
このブレーキアクチュエータ６により、各ホイールシリンダ９ＦＬ〜９ＲＲの制動流体圧を、マスタシリンダ圧とは個別に制御するためには、図２に示すように、まず前記カットオフバルブ１６ａ、１６ｂを閉じ、リターンバルブ１７ａ、１７ｂを開いた状態でモータポンプ１８ａ、１８ｂを作動し、各ホイールシリンダ９ＦＬ〜９ＲＲの制動流体圧を増加する場合には増圧バルブ２０ＦＬ〜２０ＲＲを開き、各ホイールシリンダ９ＦＬ〜９ＲＲの制動流体圧を減少する場合には減圧バルブ２１ＦＬ〜２１ＲＲを開く。一方、各ホイールシリンダ９ＦＬ〜９ＲＲの制動流体圧をマスタシリンダ圧としたいときには、前記カットオフバルブ１６ａ、１６ｂを開き、リターンバルブ１７ａ、１７ｂを閉じ、各増圧バルブ２０ＦＬ〜２０ＲＲを開き、各減圧バルブ２１ＦＬ〜２１ＲＲを閉じる。なお、各バルブは電流比例弁であり、バルブへの電流値は、パルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse Width Modulation）による電圧デューティ信号等によって調整可能である。
【００１９】
次に、図３に本実施形態の走行速度制御装置の構成をブロック図として示す。この制御器は、走行速度と車間距離とを入力とし、走行速度を出力としている。前記車間距離センサ１で検出された車間距離は、測距信号処理部２２で信号処理されて、自車両から前方物体、より具体的には先行車両までの車間距離が算出される。そして、相対速度算出部２３では、前記車間距離の時間変化率から自車両と先行車両との相対速度を算出する。一方、前記走行速度センサ２で検出された走行速度は、走行速度信号処理部２４で信号処理されて、自車両の走行速度が算出される。また、目標車間距離設定部２５では、前記相対速度算出部２３で算出された相対速度及び前記走行速度に基づいて目標車間距離を設定し、後述する車間距離制御部２６では、前記目標車間距離及び相対速度及び車間距離から目標走行速度を設定し、それが達成されるように制御信号を出力する。
【００２０】
そして、後述する走行速度制御部２７では、前記目標走行速度と実際の走行速度とに基づいて目標駆動力（目標制動力を含む）を算出し、駆動力分配制御部２８では、当該目標駆動力を駆動力と制動力とに分け、それらをスロットル制御部２９とブレーキ制御部３０とに出力する。スロットル制御部２９では、与えられた駆動力（或いはエンジンブレーキによる制動力）が達成されるように前記スロットルアクチュエータ３に駆動信号を出力する。また、前記ブレーキ制御部３０は、与えられた制動力が達成されるように前記ブレーキアクチュエータ６への駆動を指令する制御信号をブレーキコントローラ３１に出力し、当該ブレーキコントローラ３１は、その制御信号に応じた駆動信号をブレーキアクチュエータ６に出力する。
【００２１】
次に、車間距離制御系について説明する。例えば、車間距離と相対速度の二つを状態変数とする状態フィードバック（レギュレータ）を用いた制御系全体の構成は図４のように表すことができる。このシステムの状態変数ｘ1 、ｘ2 を下記１式、２式で定義する。
【００２２】
【数１】
但し、ＶT ：先行車両の走行速度、ＶS ：自車両の走行速度、ＬT ：先行車両との車間距離、ＬT * ：目標車間距離を示す。
従って、システムの状態方程式は下記３式で表すことができる。
【００２４】
【数２】
但し、ΔＶ* は目標相対速度を示す。
制御入力を下記４式で与える。
【００２６】
【数３】
状態フィードバックが施された全体システムの状態方程式は下記５式、６式で表すことができる。
【００２８】
【数４】
従って、全体システムの特性方程式は下記７式で表すことができる。
【００３０】
【数５】
前述した走行速度サーボ系の伝達特性に基づき、下記８式に従って、現在の車間距離ＬT を目標車間距離ＬT * に、相対速度ΔＶを“０”に収束する特性が所定の特性となるようにゲインｆv 、ｆd を設定すると、それらは夫々下記９式及び１０式で表すことができる。
【００３２】
【数６】
次に、走行速度制御系について説明する。前記目標走行速度Ｖspr に実際の走行速度Ｖspを一致させるために、公知の線形制御手法であるモデルマッチング手法と近似ゼロイング手法とを用いて駆動力指令値を算出する補償器を構成すると図５に示すような構成となる。ｚ-1は前記遅延演算子であり、ｚ-1を乗じると１サンプリング周期前の値となる。図中のＣ1(ｚ-1) 、Ｃ2(ｚ-1) は近似ゼロイング手法による外乱推定器であり、外乱やモデル化誤差による影響を抑制する。また、Ｃ3(ｚ-1) はモデルマッチング手法による補償器であり、制御対象の応答特性を規範モデルＨ（ｚ-1) の特性に一致させる。このとき、前記外乱推定器Ｃ1(ｚ-1) 、Ｃ2(ｚ-1) は下記１１式、１２式で表すことができる。
【００３４】
【数７】
また、ΔＴはサンプリング周期、Ｍは平均車両質量を示す。
また、制御対象の無駄時間を無視して、規範モデルを時定数Ｔａの一次のローパスフィルタとすると、モデルマッチング補償器部のゲインＣ3 は下記１３式の定数Ｋとなる。
【００３６】
【数８】
従って、前記モデルマッチング補償器部で算出される目標駆動力の今回値ｙ4(k)は、前記目標走行速度の今回値Ｖspr(k)及び走行速度の今回値Ｖsp(k) を用いて下記１４式で表すことができる。
【００３８】
【数９】
一方、前記外乱推定器Ｃ2(ｚ-1) により下記１５式に従って出力の今回値ｙ3(k)を得る。
【００４０】
【数１０】
次に、前記目標駆動力の今回値ｙ4(k)を下記１６式で補正して最終目標駆動力の今回値ｙ1(k)を得る。
【００４２】
【数１１】
次に、前記外乱推定器Ｃ1(ｚ-1) により下記１７式に従って出力の今回値ｙ2(k)を得る。
【００４４】
【数１２】
次に、下記１８式に従って、前記最終目標駆動力ｙ1(k)からエンジントルク指令値Ｔerを算出する。
【００４６】
【数１３】
但し、Ｇm は自動変速機の変速比、Ｇf は最終減速機の減速比、Ｒはタイヤ転がり動半径である。
次に、前記駆動力分配制御部２８について説明する。まず、先行車両に追従するようにして走行しているときには目標走行速度に走行速度を一致するのに必要な目標駆動力が走行速度制御部２７で算出される。そして、図６に示すようなエンジン回転速度とエンジントルクとに応じたスロットル開度制御マップから、前記走行速度制御系で算出されたエンジントルク指令値Ｔerとエンジン回転数Ｎe とに応じた目標スロットル開度ＴVOr を算出し、その目標スロットル開度ＴVOr を前記スロットル制御部２９に出力し、当該スロットル制御部２９からの駆動信号でスロットルアクチュエータ３を駆動してスロットル開度ＴVOを目標スロットル開度ＴVOr に一致させる。
【００４８】
そして、前記算出された目標スロットル開度ＴVOr が“０”であり且つそのときのエンジントルク指令値Ｔerがスロットル開度ＴVO“０”のときのエンジントルクＴe0より小さいときにブレーキ制御の領域であると判定し、前記ブレーキ制御部３０に前記最終目標駆動力ｙ1(k)を出力する。図７は、本実施形態のブレーキ制御部３０の構成図である。同図に示す減速度算出器４１では、前記最終目標駆動力ｙ1(k)の負値を前記平均車両質量Ｍで除して、目標制動力としての減速度指令値ＶddCOM を算出する。そして、前記ブレーキコントローラ３１では、車両で発生している減速度Ｖddが前記減速度指令値ＶddCOM 以下であるときに、ブレーキアクチュエータ６を作動して制動を行う。
【００４９】
しかしながら、前述したブレーキアクチュエータ６は、例えば前記モータポンプ１８ａ、１８ｂによる制動流体圧の昇圧やカットオフバルブ１６ａ、１６ｂ、リターンバルブ１７ａ、１７ｂの動作遅れといった遅れ要素があり、前記減速度指令値ＶddCOM が算出されてからブレーキアクチュエータ６を作動したのでは、応答性に劣るという問題がある。そこで、前記駆動力分配制御部２８では、下記１９式に示す評価関数ｆb からブレーキ制御の領域を推定し、評価関数ｆb が所定値ＢON以上であるときにブレーキを予備作動制御するものとする。
【００５０】
【数１４】
但し、α：減速度指令値ＶddCOM の変化率に係る係数、β：スロットル開度“０”時のエンジントルクＴe0とエンジントルク指令値Ｔerとの差分値ΔＴe に係る係数、δ：減速度指令値ＶddCOM に係る係数であり、前記所定値ＢON、係数α、β、δはブレーキアクチュエータの動特性からブレーキ制動開始遅れを補償できる値とする。
そして、本実施形態のブレーキ制御部３０では、前記減速度算出器４１の出側にリミッタ補償器４２を備え、前記駆動力分配制御部２８で前記１９式によってブレーキ予備作動制御を行う指令が出力されたら、前記リミッタ補償器４２で、下記２０式に従って最小減速度指令値ＶddCOMLTDを算出し、当該最小減速度指令値ＶddCOMLTDをブレーキコントローラ３１に向けて出力する。その結果、ブレーキコントローラ３１からは最小減速度指令値ＶddCOMLTDに応じた駆動信号が出力され、ブレーキアクチュエータ６が予備制動状態になる。なお、この最小減速度指令値ＶddCOMLTDは、実際に車輪に制動力が付与される直前の制動状態、つまり予備制動の状態に相当する値とする。
【００５２】
【数１５】
本実施形態によるブレーキ制御のタイミングチャートを図８に示す。このタイミングチャートは、例えば先行車両に追従走行しているとき、先行車両がブレーキ等で大きく減速し、徐々に目標駆動力が小さくなり、最終的にブレーキ制御を開始する状態をシミュレートしている。このタイミングチャートでは、スロットル開度が“０”となり、エンジントルク指令値Ｔerがスロットル開度“０”時のエンジントルクＴe0より小さくなる時刻ｔ20以前に、時刻ｔ10で前記評価関数ｆb が前記所定値ＢON 以上となったため、前記最小減速度指令値ＶddCOMLTDによるブレーキ予備制動制御が開始され、前記時刻ｔ20で前記最終目標駆動力ｙ1(k)に応じた減速度指令値ＶddCOM が出力されると、即座に制動力が作用して車両が減速され、その結果、車両の実際の減速度Ｖddは減速度指令値ＶddCOM によく一致している。
【００５４】
これに対し、図１９は、前記リミッタ補償器のない、従来のブレーキ制御部を示す。この従来のブレーキ制御部では、前記スロットル開度“０”で且つスロットル開度“０”時のエンジントルクＴe0がエンジントルク指令値Ｔerより大きい判定で前記減速度指令値ＶddCOM を出力するだけの構成になっている。この従来のブレーキ制御部によるブレーキ制御のタイミングチャートを図２０に示す。同図から明らかなように、予備制動を行わずに、減速度指令値ＶddCOM だけを出力する従来のブレーキ制御部では、制動力の立上りが遅く、その結果、減速度指令値ＶddCOM に対して実際の車両の減速度Ｖddの応答性に劣る。
【００５５】
このように、減速度指令値ＶddCOM の変化率、つまり目標制動力の変化量に基づく評価関数ｆb が所定値ＢON 以上となったときに、最小減速度指令値ＶddCOMLTDによる予備制動を行う本実施形態では、目標制動力の変化の状態から当該目標制動力が大きくなり続けるときに予め予備制動制御を行うことができ、目標制動力、即ち減速度指令値ＶddCOM に基づいてブレーキアクチュエータ６を作動したときの実際の制動力発生までの応答遅れを小さくすることができる。
【００５６】
また、エンジントルク指令値Ｔerとスロットル開度“０”時のエンジントルクＴe0との差、つまりエンジンで達成可能な最大制動力と実現している制動力との差に基づく評価関数ｆb が所定値ＢON 以上となったときに、最小減速度指令値ＶddCOMLTDによる予備制動を行う本実施形態では、エンジンの最大制動力と実現している制動力との差が小さいときには、引き続きブレーキアクチュエータ６による制動が必要になるので、それに合わせて予備制動を行うことにより、目標制動力、即ち減速度指令値ＶddCOM に基づいてブレーキアクチュエータ６を作動したときの実際の制動力発生までの応答遅れをより一層小さくすることができる。
【００５７】
次に、本発明の制動制御装置の第２実施形態について説明する。この実施形態の車両概略構成、ブレーキアクチュエータの構成、走行速度制御装置の構成、車間距離制御系の構成、走行速度制御系の構成は何れも、前記第１実施形態の図１〜図６のものと同等であり、ブレーキ制御部３０の構成のみが、前記第１実施形態の図７のものから図９のものに変更されている。
この図９のブレーキ制御部３０では、前記第１実施形態のリミッタ補償器４２に代えて、前記減速度算出器４１と並列にブレーキ準備信号発生器４３が設けられている。このブレーキ準備信号発生器４３では、前記駆動力分配制御部２８で前記評価関数ｆb が前記所定値ＢON 以上であると判定され、その判定結果が出力されたときに、図１０に示す演算処理に従ってブレーキ準備信号ＢPRを出力するものである。この図１０の演算処理では、まずステップＳ１で前記ブレーキアクチュエータ内のリターンバルブ開指令を出力し、次いでステップＳ２で前記カットオフバルブ開指令を出力し、次いでステップＳ３でモータポンプ始動指令を出力する。これによりモータポンプが始動してブレーキアクチュエータが予備制動状態に移行する。なお、この予備制動状態では、モータポンプで昇圧された制動流体圧はカットオフバルブを介してマスタシリンダ側に戻されるので、原則として各ホイールシリンダに制動流体圧は発生しない。但し、カットオフバルブの流量以上にモータポンプを回転させると各ホイールシリンダに流体圧が発生するので、予備制動状態におけるモータポンプの回転状態はカットオフバルブの流量によって決定される。
【００５８】
本実施形態によるブレーキ制御のタイミングチャートを図１１に示す。このタイミングチャートも、前記第１実施形態の図８と同様に、例えば先行車両に追従走行しているとき、先行車両がブレーキ等で大きく減速し、徐々に目標駆動力が小さくなり、最終的にブレーキ制御を開始する状態をシミュレートしている。このタイミングチャートでも、スロットル開度が“０”となり、エンジントルク指令値Ｔerがスロットル開度“０”時のエンジントルクＴe0より小さくなる時刻ｔ20以前に、時刻ｔ10で前記評価関数ｆb が前記所定値ＢON 以上となったため、前記ブレーキ準備信号発生器４３からブレーキ準備信号ＢPRが出力されてブレーキ予備制動制御が開始され、前記時刻ｔ20で前記最終目標駆動力ｙ1(k)に応じた減速度指令値ＶddCOM が出力されると、即座に制動力が作用して車両が減速され、その結果、車両の実際の減速度Ｖddは減速度指令値ＶddCOM によく一致している。
【００５９】
このように、減速度指令値ＶddCOM の変化率、つまり目標制動力の変化量に基づく評価関数ｆb が所定値ＢON 以上となったときに、ブレーキ準備信号ＢPRによる予備制動を行う本実施形態では、目標制動力の変化の状態から当該目標制動力が大きくなり続けるときに予め予備制動制御を行うことができ、目標制動力、即ち減速度指令値ＶddCOM に基づいてブレーキアクチュエータ６を作動したときの実際の制動力発生までの応答遅れを小さくすることができる。
【００６０】
また、エンジントルク指令値Ｔerとスロットル開度“０”時のエンジントルクＴe0との差、つまりエンジンで達成可能な最大制動力と実現している制動力との差に基づく評価関数ｆb が所定値ＢON 以上となったときに、ブレーキ準備信号ＢPRによる予備制動を行う本実施形態では、エンジンの最大制動力と実現している制動力との差が小さいときには、引き続きブレーキアクチュエータ６による制動が必要になるので、それに合わせて予備制動を行うことにより、目標制動力、即ち減速度指令値ＶddCOM に基づいてブレーキアクチュエータ６を作動したときの実際の制動力発生までの応答遅れをより一層小さくすることができる。
【００６１】
また、ブレーキアクチュエータ６の予備作動制御として、モータポンプの作動を開始する構成としたため、制動流体圧による制動の応答遅れを確実に小さくすることができる。
次に、本発明の制動制御装置の第３実施形態について説明する。この実施形態の車両概略構成、ブレーキアクチュエータの構成、走行速度制御装置の構成、車間距離制御系の構成、走行速度制御系の構成は何れも、前記第１実施形態の図１〜図６のものと同等であり、ブレーキ制御部３０の構成のみが、前記第１実施形態の図７のものから図１２のものに変更されている。
【００６２】
この図１２のブレーキ制御部３０では、前記第１実施形態のリミッタ補償器４２に代えて前置補償器４４が設けられている。この前置補償器４４では、前記減速度算出器４１から出力される減速度指令値ＶddCOM に対して、ブレーキの応答遅れを補償して補償済減速度指令値ＶddCOMHを出力するものである。この前置補償器４４では、初期設定された所定のブレーキ応答伝達特性をＧｄ(s) 、実際のブレーキアクチュエータの伝達特性の逆系をＧｂ(s) -1としたとき、下記２１式で表れる演算によって補償済減速度指令値ＶddCOMHを算出して前記ブレーキコントローラ３１に出力する。
【００６３】
【数１６】
本実施形態によるブレーキ制御のタイミングチャートを図１３に示す。このタイミングチャートも、前記第１実施形態の図８と同様に、例えば先行車両に追従走行しているとき、先行車両がブレーキ等で大きく減速し、徐々に目標駆動力が小さくなり、最終的にブレーキ制御を開始する状態をシミュレートしている。このタイミングチャートでは、スロットル開度が“０”となり、エンジントルク指令値Ｔerがスロットル開度“０”時のエンジントルクＴe0より小さくなる時刻ｔ20で、前記最終目標駆動力ｙ1(k)に応じた減速度指令値ＶddCOM が出力されるが、それは前記前置補償器４４で補償済減速度指令値ＶddCOMHに変換されている。その結果、補償済減速度指令値ＶddCOMHは、ブレーキ制御開始直後に、前記最終目標駆動力ｙ1(k)に応じた減速度指令値ＶddCOM より大きく立ち上がり、これによって制動の遅れ時間を短くしている。
【００６５】
このように、本実施形態によれば、ブレーキアクチュエータ６の応答特性が初期設定された所定の応答特性になるように、減速度指令値ＶddCOM 、つまり目標制動力に基づくブレーキアクチュエータ６の指令値を補償して補償済減速度指令値ＶddCOMHを出力するようにしたことにより、ブレーキアクチュエータ６の応答特性を初期設定された応答特性に近づけ、もって実際の制動力発生までの応答遅れを小さくすることができる。
【００６６】
次に、本発明の制動制御装置の第４実施形態について説明する。この実施形態の車両概略構成、ブレーキアクチュエータの構成、走行速度制御装置の構成、車間距離制御系の構成、走行速度制御系の構成は何れも、前記第１実施形態の図１〜図６のものと同等であり、ブレーキ制御部３０の構成のみが、前記第１実施形態の図７のものから図１４のものに変更されている。
この図１４のブレーキ制御部３０では、前記第１実施形態のリミッタ補償器４２に代えて、前記減速度算出器４１と並列にブレーキ励起信号発生器４５が設けられ、それらの出側にスイッチ４６が介装されている。前記ブレーキ励起信号発生器４５は、前記減速度指令値ＶddCOM が“０”以上となった時点からブレーキアクチュエータ６に向けてブレーキ励起信号ＢFFを出力するものであり、前記スイッチ４６は、前記スロットル開度“０”で且つスロットル開度“０”時のエンジントルクＴe0がエンジントルク指令値Ｔerより大きくなると切り替えられ、それ以前は前記ブレーキ励起信号発生器４５とブレーキコントローラ３１とを接続し、その後は前記減速度算出器４１とブレーキコントローラ３１とを接続する。つまり、前記減速度指令値ＶddCOM が“０”以上となってからスロットル開度“０”で且つスロットル開度“０”時のエンジントルクＴe0がエンジントルク指令値Ｔer以下であるときには前記ブレーキ励起信号発生器４５で発生されるブレーキ励起信号ＢFFが最終減速度指令値ＶddCOMFとしてブレーキコントローラ３１に出力され、スロットル開度“０”で且つスロットル開度“０”時のエンジントルクＴe0がエンジントルク指令値Ｔerより大きくなってからは前記減速度算出器４１で算出された減速度指令値ＶddCOM が最終減速度指令値ＶddCOMFとしてブレーキコントローラ３１に出力される。
【００６７】
前記ブレーキ励起信号発生器４５で発生されるブレーキ励起信号ＢFFは、振幅一定、周期一定、デューティ比一定のパルス信号であり、振幅ＡV は前記最小減速度指令値ＶddCOMLTD、周期ＴV 、デューティ比ＤV は、前記ブレーキアクチュエータ６のモータポンプ１８ａ、１８ｂや各バルブの静止摩擦の影響がなくなる時間とする。つまり、このブレーキ励起信号ＢFFがブレーキアクチュエータ６に入力されると、各アクチュエータが微小動作し、これにより静止摩擦の影響がなくなってブレーキアクチュエータの動作応答遅れが改善される。
【００６８】
本実施形態によるブレーキ制御のタイミングチャートを図１３に示す。このタイミングチャートも、前記第１実施形態の図８と同様に、例えば先行車両に追従走行しているとき、先行車両がブレーキ等で大きく減速し、徐々に目標駆動力が小さくなり、最終的にブレーキ制御を開始する状態をシミュレートしている。このタイミングチャートでは、スロットル開度が“０”となり、エンジントルク指令値Ｔerがスロットル開度“０”時のエンジントルクＴe0より小さくなる時刻ｔ20以前に、時刻ｔ00で前記減速度指令値ＶddCOM が“０”以上となったときから前記ブレーキ励起信号ＢFFが最終減速度指令値ＶddCOMFとして出力され、前記時刻ｔ20以後は減速度指令値ＶddCOM が最終減速度指令値ＶddCOMFとして出力されている。従って、時刻ｔ20以後、最終目標駆動力ｙ1(k)に基づく減速度指令値ＶddCOM が最終減速度指令値ＶddCOMFとして出力されると、ブレーキアクチュエータ６内の静止摩擦の影響がない分だけ、制動の遅れ時間が短くなっている。
【００６９】
このように本実施形態によれば、最終目標駆動力ｙ1(k)に応じた減速度指令値ＶddCOM 、即ち目標制動力に基づくブレーキアクチュエータ６の作動状態制御前に、静止摩擦の影響がなくなる周期で当該ブレーキアクチュエータ６が微小動作するブレーキ励起信号ＢFFを制動指令値として出力することにより、目標制動力、即ち減速度指令値ＶddCOM に基づいてブレーキアクチュエータ６を作動したときの実際の制動力発生までの応答遅れを小さくすることができる。
【００７０】
次に、本発明の制動制御装置の第５実施形態について説明する。この実施形態の車両概略構成、ブレーキアクチュエータの構成、走行速度制御装置の構成、車間距離制御系の構成、走行速度制御系の構成は何れも、前記第１実施形態の図１〜図６のものと同等であり、ブレーキ制御部３０の構成は前記第４実施形態の図１４のものと同等である。
本実施形態では、前記ブレーキ励起信号発生器４５で発生されるブレーキ励起信号ＢFFが変更されている。本実施形態のブレーキ励起信号は、振幅やデューティ比は一定であるものの、周期が変化する。振幅ＡV は前記最小減速度指令値ＶddCOMLTDである。これに対して、周期ＴV は、前記ブレーキアクチュエータ６のモータポンプ１８ａ、１８ｂや各バルブの静止摩擦の影響がなくなる時間を考慮しながら、下記２２式で与えられる。
【００７１】
【数１７】
但し、α1 ：減速度指令値ＶddCOM の変化率に係る係数、β1 ：スロットル開度“０”時のエンジントルクＴe0とエンジントルク指令値Ｔerとの差分値ΔＴe に係る係数、δ1 ：減速度指令値ＶddCOM に係る係数であり、各係数α1 、β1 、δ1 はブレーキアクチュエータの動特性からブレーキ制動開始遅れを補償できる値とし、結果的に、減速度指令値ＶddCOM の変化率が大きくなったり、エンジントルク差分値ΔＴe の絶対値が大きくなったり、減速度指令値ＶddCOM 自体が大きくなったりしたときに周期ＴV が小さくなるように設定する。
【００７３】
本実施形態によるブレーキ制御のタイミングチャートを図１６に示す。このタイミングチャートも、前記第１実施形態の図８と同様に、例えば先行車両に追従走行しているとき、先行車両がブレーキ等で大きく減速し、徐々に目標駆動力が小さくなり、最終的にブレーキ制御を開始する状態をシミュレートしている。このタイミングチャートでは、スロットル開度が“０”となり、エンジントルク指令値Ｔerがスロットル開度“０”時のエンジントルクＴe0より小さくなる時刻ｔ20以前に、時刻ｔ00で前記減速度指令値ＶddCOM が“０”以上となったときから前記ブレーキ励起信号ＢFFが最終減速度指令値ＶddCOMFとして出力され、前記時刻ｔ20以後は減速度指令値ＶddCOM が最終減速度指令値ＶddCOMFとして出力されている。従って、時刻ｔ20以後、最終目標駆動力ｙ1(k)に基づく減速度指令値ＶddCOM が最終減速度指令値ＶddCOMFとして出力されると、前記ブレーキ励起信号ＢFFによりブレーキアクチュエータの制動開始遅れが補償され、車両の実際の減速度Ｖddは減速度指令値ＶddCOM によく一致している。
【００７４】
このように本実施形態によれば、最終目標駆動力ｙ1(k)に応じた減速度指令値ＶddCOM 、即ち目標制動力に基づくブレーキアクチュエータ６の作動状態制御前に、当該減速度指令値ＶddCOM の大きさやその変化率に応じて、ブレーキ励起信号ＢFFの周期ＴV 、つまりブレーキアクチュエータ６が微小動作する周期を設定することにより、減速度指令値ＶddCOM 、即ち目標制動力が大きいほど、当該目標制動力に基づいてブレーキアクチュエータ６を作動したときの実際の制動力を大きくすることが可能となり、その分だけ、実際の制動力発生までの応答遅れをより一層小さくすることができる。
【００７５】
次に、本発明の制動制御装置の第６実施形態について説明する。この実施形態の車両概略構成、ブレーキアクチュエータの構成、走行速度制御装置の構成、車間距離制御系の構成、走行速度制御系の構成は何れも、前記第１実施形態の図１〜図６のものと同等であり、ブレーキ制御部３０の構成は前記第４実施形態の図１４のものと同等である。
本実施形態では、前記ブレーキ励起信号発生器４５で発生されるブレーキ励起信号ＢFFが変更されている。本実施形態のブレーキ励起信号は、周期やデューティ比は一定であるものの、振幅が変化する。周期ＴV やデューティ比は、前記ブレーキアクチュエータ６のモータポンプ１８ａ、１８ｂや各バルブの静止摩擦の影響がなくなる時間とし、振幅ＡV は下記２３式で与えられる。
【００７６】
【数１８】
但し、α2 ：減速度指令値ＶddCOM の変化率に係る係数、β2 ：スロットル開度“０”時のエンジントルクＴe0とエンジントルク指令値Ｔerとの差分値ΔＴe に係る係数、δ2 ：減速度指令値ＶddCOM に係る係数であり、各係数α2 、β2 、δ2 はブレーキアクチュエータの動特性からブレーキ制動開始遅れを補償できる値とし、結果的に、減速度指令値ＶddCOM の変化率が大きくなったり、エンジントルク差分値ΔＴe の絶対値が大きくなったり、減速度指令値ＶddCOM 自体が大きくなったりしたときに振幅ＡV が大きくなるように設定する。
【００７８】
本実施形態によるブレーキ制御のタイミングチャートを図１７に示す。このタイミングチャートも、前記第１実施形態の図８と同様に、例えば先行車両に追従走行しているとき、先行車両がブレーキ等で大きく減速し、徐々に目標駆動力が小さくなり、最終的にブレーキ制御を開始する状態をシミュレートしている。このタイミングチャートでは、スロットル開度が“０”となり、エンジントルク指令値Ｔerがスロットル開度“０”時のエンジントルクＴe0より小さくなる時刻ｔ20以前に、時刻ｔ00で前記減速度指令値ＶddCOM が“０”以上となったときから前記ブレーキ励起信号ＢFFが最終減速度指令値ＶddCOMFとして出力され、前記時刻ｔ20以後は減速度指令値ＶddCOM が最終減速度指令値ＶddCOMFとして出力されている。従って、時刻ｔ20以後、最終目標駆動力ｙ1(k)に基づく減速度指令値ＶddCOM が最終減速度指令値ＶddCOMFとして出力されると、前記ブレーキ励起信号ＢFFによりブレーキアクチュエータの制動開始遅れが補償され、車両の実際の減速度Ｖddは減速度指令値ＶddCOM によく一致している。
【００７９】
このように本実施形態によれば、最終目標駆動力ｙ1(k)に応じた減速度指令値ＶddCOM 、即ち目標制動力に基づくブレーキアクチュエータ６の作動状態制御前に、当該減速度指令値ＶddCOM の大きさやその変化率に応じて、ブレーキ励起信号ＢFFの振幅ＡV 、つまりブレーキアクチュエータ６が微小動作する動作量を設定することにより、減速度指令値ＶddCOM 、即ち目標制動力が大きいほど、当該目標制動力に基づいてブレーキアクチュエータ６を作動したときの実際の制動力を大きくすることが可能となり、その分だけ、実際の制動力発生までの応答遅れをより一層小さくすることができる。
【００８０】
次に、本発明の制動制御装置の第７実施形態について説明する。この実施形態の車両概略構成、ブレーキアクチュエータの構成、走行速度制御装置の構成、車間距離制御系の構成、走行速度制御系の構成は何れも、前記第１実施形態の図１〜図６のものと同等であり、ブレーキ制御部３０の構成は前記第４実施形態の図１４のものと同等である。
本実施形態では、前記ブレーキ励起信号発生器４５で発生されるブレーキ励起信号ＢFFが変更されている。本実施形態のブレーキ励起信号は、振幅や周期は一定であるものの、デューティ比が変化する。振幅ＡV は前記最小減速度指令値ＶddCOMLTDT とし、周期ＴV は、前記ブレーキアクチュエータ６のモータポンプ１８ａ、１８ｂや各バルブの静止摩擦の影響がなくなる時間とし、デューティ比ＤV は下記２４式で与えられる。
【００８１】
【数１９】
但し、α3 ：減速度指令値ＶddCOM の変化率に係る係数、β3 ：スロットル開度“０”時のエンジントルクＴe0とエンジントルク指令値Ｔerとの差分値ΔＴe に係る係数、δ3 ：減速度指令値ＶddCOM に係る係数であり、各係数α3 、β3 、δ3 はブレーキアクチュエータの動特性からブレーキ制動開始遅れを補償できる値とし、結果的に、減速度指令値ＶddCOM の変化率が大きくなったり、エンジントルク差分値ΔＴe の絶対値が大きくなったり、減速度指令値ＶddCOM 自体が大きくなったりしたときにデューティ比ＤV が大きくなるように設定する。
【００８３】
本実施形態によるブレーキ制御のタイミングチャートを図１８に示す。このタイミングチャートも、前記第１実施形態の図８と同様に、例えば先行車両に追従走行しているとき、先行車両がブレーキ等で大きく減速し、徐々に目標駆動力が小さくなり、最終的にブレーキ制御を開始する状態をシミュレートしている。このタイミングチャートでは、スロットル開度が“０”となり、エンジントルク指令値Ｔerがスロットル開度“０”時のエンジントルクＴe0より小さくなる時刻ｔ20以前に、時刻ｔ00で前記減速度指令値ＶddCOM が“０”以上となったときから前記ブレーキ励起信号ＢFFが最終減速度指令値ＶddCOMFとして出力され、前記時刻ｔ20以後は減速度指令値ＶddCOM が最終減速度指令値ＶddCOMFとして出力されている。従って、時刻ｔ20以後、最終目標駆動力ｙ1(k)に基づく減速度指令値ＶddCOM が最終減速度指令値ＶddCOMFとして出力されると、前記ブレーキ励起信号ＢFFによりブレーキアクチュエータの制動開始遅れが補償され、車両の実際の減速度Ｖddは減速度指令値ＶddCOM によく一致している。
【００８４】
このように本実施形態によれば、最終目標駆動力ｙ1(k)に応じた減速度指令値ＶddCOM 、即ち目標制動力に基づくブレーキアクチュエータ６の作動状態制御前に、当該減速度指令値ＶddCOM の大きさやその変化率に応じて、ブレーキ励起信号ＢFFのデューティ比ＤV 、つまりブレーキアクチュエータ６が微小動作する動作時間を設定することにより、減速度指令値ＶddCOM 、即ち目標制動力が大きいほど、当該目標制動力に基づいてブレーキアクチュエータ６を作動したときの実際の制動力を大きくすることが可能となり、その分だけ、実際の制動力発生までの応答遅れをより一層小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の制動制御装置を用いた走行速度制御装置の一例を示す車両概略構成図である。
【図２】図１のブレーキアクチュエータの構成を示す説明図である。
【図３】図１の走行速度制御装置を示すブロック図である。
【図４】図３の走行速度制御装置のうちの車間距離制御系のブロック図である。
【図５】図３の走行速度制御装置のうちの走行速度制御系のブロック図である。
【図６】図３の駆動力分配制御部で用いられる制御マップである。
【図７】本発明の制動制御装置の第１実施形態を示すブレーキ制御部のブロック図である。
【図８】図７のブレーキ制御部による減速度の経時変化を示すタイミングチャートである。
【図９】本発明の制動制御装置の第２実施形態を示すブレーキ制御部のブロック図である。
【図１０】図９のブレーキ準備信号発生器で行われる演算処理を示すフローチャートである。
【図１１】図９のブレーキ制御部による減速度の経時変化を示すタイミングチャートである。
【図１２】本発明の制動制御装置の第３実施形態を示すブレーキ制御部のブロック図である。
【図１３】図１２のブレーキ制御部による減速度の経時変化を示すタイミングチャートである。
【図１４】本発明の制動制御装置の第４実施形態を示すブレーキ制御部のブロック図である。
【図１５】図１４のブレーキ制御部による減速度の経時変化を示すタイミングチャートである。
【図１６】本発明の制動制御装置の第５実施形態のブレーキ制御部による減速度の経時変化を示すタイミングチャートである。
【図１７】本発明の制動制御装置の第６実施形態のブレーキ制御部による減速度の経時変化を示すタイミングチャートである。
【図１８】本発明の制動制御装置の第７実施形態のブレーキ制御部による減速度の経時変化を示すタイミングチャートである。
【図１９】従来の制動制御装置のブレーキ制御部のブロック図である。
【図２０】図１９のブレーキ制御部による減速度の経時変化を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１は車間距離センサ
２は走行速度センサ
３はスロットルアクチュエータ
４は変速機アクチュエータ
５は走行速度コントロールユニット
６はブレーキアクチュエータ
７はエンジン
８は自動変速機
９ＦＬ〜９ＲＲはホイールシリンダ
１６ａ、１６ｂはカットオフバルブ
１７ａ、１７ｂはリターンバルブ
１８ａ、１８ｂはモータポンプ
２０ＦＬ〜２０ＲＲは増圧バルブ
２１ＦＬ〜２１ＲＲは減圧バルブ
２８は駆動力分配制御部
３０はブレーキ制御部
４１は減速度算出器
４２はリミッタ補償器
４３はブレーキ準備信号発生器
４４は前置補償器
４５はブレーキ励起信号発生器
Claims (8)
- 自車両前方の物体を検出する自車両前方物体検出手段と、前記自車両前方物体検出手段で検出された自車両前方の物体と自車両との相対位置又は相対速度が所定の関係になるように目標制動力を設定する目標制動力設定手段と、前記目標制動力設定手段で設定された目標制動力に基づき、車輪を制動するための制動手段の作動状態を制御する目標制動力制御手段とを備え、前記目標制動力制御手段は、前記目標制動力に基づく制動手段の作動状態制御前に、当該目標制動力が大きくなり続けるときに当該制動手段を予備作動制御することを特徴とする制動制御装置。
- 前記目標制動力制御手段は、前記目標制動力に基づいて前記制動手段及び車輪を駆動する駆動手段の作動状態を設定すると共に、前記駆動手段で達成可能な最大制動力と実現している制動力との差に基づいて前記制動手段の予備作動制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の制動制御装置。
- 前記目標制動力制御手段は、前記制動手段の予備作動制御として、制動流体圧源の作動を開始することを特徴とする請求項１又は２に記載の制動制御装置。
- 自車両前方の物体を検出する自車両前方物体検出手段と、前記自車両前方物体検出手段で検出された自車両前方の物体と自車両との相対位置又は相対速度が所定の関係になるように目標制動力を設定する目標制動力設定手段と、前記目標制動力設定手段で設定された目標制動力に基づき、車輪を制動するための制動手段の作動状態を制御する目標制動力制御手段とを備え、前記目標制動力制御手段は、前記制動手段の応答特性が所定の応答特性になるように、前記目標制動力に基づく制動手段への制動指令値を補正することを特徴とする制動制御装置。
- 自車両前方の物体を検出する自車両前方物体検出手段と、前記自車両前方物体検出手段で検出された自車両前方の物体と自車両との相対位置又は相対速度が所定の関係になるように目標制動力を設定する目標制動力設定手段と、前記目標制動力設定手段で設定された目標制動力に基づき、車輪を制動するための制動手段の作動状態を制御する目標制動力制御手段とを備え、前記目標制動力制御手段は、前記目標制動力に基づく制動手段の作動状態制御前に、静止摩擦の影響がなくなる周期で当該制動手段が微小動作する制動指令値を出力することを特徴とする制動制御装置。
- 前記制動制御手段は、前記目標制動力の大きさに応じて、前記制動指令値により前記制動手段が微小動作する周期を設定することを特徴とする請求項５に記載の制動制御装置。
- 前記制動制御手段は、前記目標制動力の大きさに応じて、前記制動指令値により前記制動手段が微小動作する動作量を設定することを特徴とする請求項５又は６に記載の制動制御装置。
- 前記制動制御手段は、前記制動手段が微小動作する制動指令値をパルス幅変調信号とし、その信号のデューティを目標制動力の大きさに応じて設定することを特徴とする請求項５乃至７の何れかに記載の制動制御装置。
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