JP4949204B2 - 制動力制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、登坂路での発進時にドライバがブレーキペダルからアクセルペダルへと踏み替えを行う際の車両のずり下がりを抑制する坂道発進補助機能を備えた制動力制御装置の技術分野に属する。

従来、この種の制動力制御装置では、登坂路での車両停車時、ブレーキスイッチのONによりホイルシリンダ内にブレーキ液を封入して制動力を保持し、その後ブレーキスイッチのOFFにより制動力保持を解除している。この従来技術では、制動力保持中に車両のずり下がりが検出された場合には、ホイルシリンダ内を加圧する制動力加圧保持を行うことで、車両のずり下がりを最小限に抑えている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−１０４１４７号公報

しかしながら、上記従来技術にあっては、ブレーキスイッチのOFFに基づいて制動力保持を解除する構成であるため、制動力加圧保持中にドライバが一旦ブレーキペダルから足を放し、その後車両のずり下がりにより制動力を増加した状態でドライバが再びブレーキを踏み込んだとき、油圧回路内は高圧となっていることから、ブレーキペダルが踏み込めず、ブレーキスイッチがONとならないことがある。したがって、ブレーキスイッチのOFFの継続により制動力保持が解除されるため、ドライバの制動意志が制御動作に反映されず、ドライバの操作と制御動作とが一致しないという問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、ドライバの操作に合致した制御動作を実現できる制動力制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明では、坂道発進補助手段は、第１の保持モード中、ブレーキ操作の非検出が所定時間継続した場合、制動力保持を解除し、第２の保持モード中、ドライバのアクセル操作が検出されるまで前記制動力保持を行い、アクセル操作が検出された場合、制動力保持を解除する。
ドライバの発進意志は、アクセル操作により判断することができ、アクセル操作が無い場合、ドライバは停車意志があると判断できる。本発明では、ドライバのアクセル操作、すなわちドライバの発進意志を検知するまでの間は、制動力加圧保持を継続するため、ドライバの意志に反する制動力保持の解除を回避することができる。
この結果、ドライバの操作に合致した制御動作を実現できる。

以下、本発明の制動力制御装置を実現するための最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は、実施例１の制動力制御装置のシステム構成図である。
油圧ユニット（以下、HU）３１は、ブレーキコントローラ（以下、ブレーキECU）３２からの指令に基づいて左前輪FLのホイルシリンダW/C(FL)、右後輪RRのホイルシリンダW/C(RR)、右前輪FRのホイルシリンダW/C(FR)、左後輪RLのホイルシリンダW/C(RL)の各液圧の保持、増圧または減圧を行う。

ブレーキECU３２は、加速度センサ（以下、Ｇセンサ）３３と、車輪速センサ３４と、エンジンコントローラ（以下、ENGCU）３５と、自動変速機コントローラ（以下、ATCU）３６からCAN通信を通して得られる情報と、ブレーキスイッチ（ブレーキ操作検出手段）BSからの情報に基づいて、制動制御実施の判断を行う。制御実施中は、ホイルシリンダ液圧の保持、増減圧指令を生成する。

ブレーキペダルBPは、ドライバが制動を行う場合に操作され、操作量に応じて制動力を発生する。ブレーキスイッチBSは、ドライバがブレーキペダルBPを一定以上踏み込むことでONになる。ブレーキECU３２は、ブレーキスイッチBSがONのときドライバブレーキ操作有り、OFFのときブレーキ操作無しと判断する。

各ホイルシリンダW/Cは、対応する各車輪の制動を行う。車輪速センサ３４は、各車輪の車輪速の検出を行う。ブレーキECU３２は、各車輪の車輪速に基づいて停車判断を行う。

Ｇセンサ３３は、車両前後方向の加速度を検出する。特に坂道に着目すると、Ｇセンサ３３は勾配に応じた前後方向加速度の発生を検出する。実施例１では、これを用いて、停車時に発生している加速度を車両進行方向の勾配として勾配検出を行う。

アクセルペダルAPは、ドライバの操作により車両の加減速コントロールを行う。ENGCU３５は、ドライバのアクセルペダル操作からエンジン３７のコントロールを行う。また、エンジン３７の発生トルクと、アクセルペダル操作量の情報を通信（CAN）で出力する。ATCU３６は、自動変速機３８のコントロールを行う。また、ギア位置信号（自動変速機３８のレンジポジション）を通信（CAN）で出力する。

図２は、実施例１のHU３１の油圧回路図である。実施例１のHU３１は、Ｐ系統とＳ系統との２系統からなる、Ｘ配管と呼ばれる配管構造となっている。

Ｐ系統には、左前輪のホイルシリンダW/C(FL)、右後輪のホイルシリンダW/C(RR)が接続され、Ｓ系統には、右前輪のホイルシリンダW/C(FR)、左後輪のホイルシリンダW/C(RL)が接続されている。また、Ｐ系統、Ｓ系統それぞれに、ポンプPPとポンプPSとが設けられ、このポンプPPとポンプPSは、１つのモータMによって駆動される。なお、ポンプは、プランジャポンプやギヤポンプ等が適宜搭載される。コストの面から言えば、プランジャポンプが望ましく、滑らかさ（制御性）から言えば、ギヤポンプが望ましい。

マスタシリンダM/CとポンプPP，PS（以下、ポンプPと記載する）の吸入側とは、管路11P,11S（以下、管路１１と記載する）によって接続されている。この各管路１１上には、常閉型の電磁弁であるゲートインバルブ2P,2Sが設けられている。

また、管路１１上であって、ゲートインバルブ2P,2S（以下、ゲートインバルブ２と記載する）とポンプPとの間にはチェックバルブ6P,6S（以下、チェックバルブ６と記載する）が設けられ、この各チェックバルブ６は、ゲートインバルブ２からポンプPへ向かう方向へのブレーキ液の流れを許容し、反対方向の流れを禁止する。

各ポンプPの吐出側と各ホイルシリンダW/Cとは、管路12P,12S（以下、管路１２と記載する）によって接続されている。この各管路１２上には、各ホイルシリンダW/Cに対応する常開型の電磁弁であるソレノイドインバルブ4FL,4RR,4FR,4RL（以下、ソレノイドインバルブ４と記載する）が設けられている。

また、各管路１２上であって、各ソレノイドインバルブ４とポンプPとの間にはチェックバルブ7P,7S（以下、チェックバルブ７と記載する）が設けられて、この各チェックバルブ７は、ポンプPからソレノイドインバルブ４へ向かう方向へのブレーキ液の流れを許容し、反対方向の流れを禁止する。

さらに、各管路１２には、各ソレノイドインバルブ４を迂回する管路17FL,17RR,17FR,17RL（以下、管路１７と記載する）が設けられ、この管路１７には、チェックバルブ10FL,10RR,10FR,10RL（以下、チェックバルブ１０と記載する）が設けられている。この各チェックバルブ１０は、ホイルシリンダW/CからポンプPへ向かう方向へのブレーキ液の流れを許容し、反対方向の流れを禁止する。

マスタシリンダM/Cと管路１２とは管路13P,13S（以下、管路１３と記載する）によって接続され、管路１２と管路１３とはポンプPとソレノイドインバルブ４との間において合流する。この各管路１３上には、常開型の電磁弁であるゲートアウトバルブ3P,3S（以下、ゲートアウトバルブ３と記載する）が設けられている。

また各管路１３には、各ゲートアウトバルブ３を迂回する管路18P,18S（以下、管路１８と記載する）が設けられ、この管路１８には、チェックバルブ9P,9S（以下、チェックバルブ９と記載する）が設けられている。この各チェックバルブ９は、マスタシリンダM/C側からホイルシリンダW/Cへ向かう方向のブレーキ液の流れを許容し、反対方向の流れを禁止する。

ポンプPの吸入側にはリザーバ16P,16S（以下、リザーバ１６と記載する）が設けられ、このリザーバ１６とポンプPとは管路15P,15S（以下、管路１５と記載する）によって接続されている。リザーバ１６とポンプPとの間にはチェックバルブ8P,8S（以下、チェックバルブ８と記載する）が設けられて、この各チェックバルブ８は、リザーバ１６からポンプPへ向かう方向のブレーキ液の流れを許容し、反対方向の流れを禁止する。

ホイルシリンダW/Cと管路１５とは管路14P,14S（以下、管路１４と記載する）によって接続され、管路１４と管路１５とはチェックバルブ８とリザーバ１６との間において合流する。この各管路１４には、それぞれ常閉型の電磁弁であるソレノイドアウトバルブ5FL,5RR,5FR,5RL（以下、ソレノイドアウトバルブ５と記載する）が設けられている。

ブレーキECU３２は、各センサの入力信号およびドライバのブレーキペダル操作状態等に基づいてドライバの操作に従う通常ブレーキ制御の演算と、アンチスキッドブレーキ制御（ABS）、車両挙動安定化制御（VDC）、車間距離制御および障害物回避制御等車両の情報を用いてタイヤのスリップや車両挙動を制御するための演算を行い、車両として必要な制動力（全ての輪）を算出し、各車輪に必要な制動力目標値を演算する。

また、ブレーキECU３２は、登坂路での車両停車によりドライバのブレーキ操作に応じた制動力を保持し、この制動力保持中に車両が登坂路をずり下がったとき、制動力をより増加して保持する坂道発進補助制御を実施する（坂道発進補助手段）。なお、坂道発進補助制御中は、通常ブレーキ制御と同様、ソレノイドインバルブ４は開弁状態、ソレノイドアウトバルブ５は閉弁状態に維持する。

ECU３２は、坂道発進補助制御を行う場合、ゲートアウトバルブ３を開弁状態から閉弁状態へと切り替える。このとき、ゲートインバルブ２は閉弁状態を維持している。これにより、ドライバのブレーキ操作量に応じてマスタシリンダM/Cから各ホイルシリンダW/Cに送られたホイルシリンダ液圧が保持される。

また、坂道発進補助制御中に車両のずり下がりが生じた場合には、ゲートインバルブ２を閉弁状態から開弁状態へと切り替えるとともに、ポンプPを駆動する。これにより、各ホイルシリンダ液圧が加圧される。

［坂道発進補助制御処理］
図３は、実施例１のブレーキECU３２で実行される坂道発進補助制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。この制御処理は、所定の演算周期で繰り返し実行される。

ステップS1では、坂道発進補助制御を実施しているか否かを判定する。YESの場合にはステップS2へ移行し、NOの場合にはステップS6へ移行する。

ステップS2では、坂道発進補助制御の終了条件を判断する制御終了条件判断処理を実行する。この制御終了条件判断処理の詳細については後述する。

ステップS3では、ブレーキOFF状態で車両の移動（ずり下がり）が発生したか否かを判定する。YESの場合にはステップS4へ移行し、NOの場合にはステップS5へ移行する。ここで、ブレーキOFFは、ブレーキスイッチBSの信号から判定する。また、車両のずり下がりは、アクセルペダルAPの操作が検出されない状態で、車輪速センサ３４から車両の移動が検出された場合、車両の移動が発生したと判定する。

ステップS4では、ゲートインバルブ２を閉→開とし、モータMを作動してポンプPにより各ホイルシリンダ液圧を加圧し、その後保持する加圧制御（第２の保持モード）を実行し、リターンへ移行する。

一方、ステップS5では、ゲートアウトバルブ３を開→閉とし、各ホイルシリンダ液圧を保持する保持制御（第１の保持モード）を継続し、リターンへ移行する。

ステップS6では、ドライバがブレーキペダルBPを踏んでいるか否かを、ブレーキスイッチBSの信号がONであるか否かに基づいて判定する。YESの場合にはステップS7へ移行し、NOの場合にはリターンへ移行する。

ステップS7では、車両が停止しているか否かを、車輪速センサ３４の信号がゼロである状態が所定時間（Δt、例えば0.2秒）継続したか否かに基づいて判定する。YESの場合にはステップS8へ移行し、NOの場合にはリターンへ移行する。

ステップS8では、登坂路の勾配が閾値以上であるか否かを、Ｇセンサ３３の信号に基づいて判断する。ここでは、ATCU３６からの情報であるレンジポジションから、車両の進行方向を検出し、レンジポジションと路面の傾斜方向から、進行方向が登坂であって、路面勾配が閾値以上である場合には、ステップS9へ移行し、それ以外はステップS10へ移行する。

ステップS9では、ゲートアウトバルブ３を開→閉とし、各ホイルシリンダ液圧を保持する保持制御（第１の保持モード）を実施し、リターンへ移行する。

［制御終了条件判断処理］
図４は、図３のステップS2で実行される制御終了条件判断処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。

ステップS10では、ドライバがアクセルペダルAPを踏み込み、ENGCU３５からのアクセルペダル操作量またはエンジントルクに基づいて発進可能な状態であるか否かを判定する（アクセル操作検出手段）。YESの場合にはステップS11へ移行し、NOの場合にはステップS12へ移行する。

ステップS11では、ゲートアウトベルブ３の操作電流を徐々に減少し、操作電流がゼロとなったとき、坂道発進補助制御を終了し、図３のリターンへ移行する。

ステップS12では、ドライバのブレーキ操作がOFFとなってから所定時間（例えば２秒）継続したか否かを判定する。YESの場合にはステップS13へ移行し、NOの場合には図３のステップS3へ移行する。

ステップS13では、加圧制御禁止状態（第１の保持モード実施中）であるか否かを判定する。YESの場合にはステップS11へ移行し、NOの場合には図３のステップS3へ移行する。

次に、作用を説明する。
［坂道発進補助作用］
従来の制動力制御装置では、登坂路での停車時、ホイルシリンダ内にブレーキ液を封入して制動力を保持することで、発進時のペダル踏み替えの際に発生する車両のずり下がりを抑制している。さらに、制動力保持中に車両のずり下がりが発生した場合には、ホイルシリンダ内を加圧して制動力をより増加することで、車両のずり下がりを最小限に抑えている。

ところが、従来の制動力制御装置では、ドライバの発進意志をブレーキスイッチのOFFにより判断し、ブレーキスイッチOFFから所定時間経過後に制動力保持を解除する構成であるため、ホイルシリンダの加圧後、ブレーキ操作の有無を正確に判断できない場合がある。

すなわち、ホイルシリンダ内の加圧後は、油圧回路内においてホイルシリンダとマスタシリンダとの間が加圧状態となっているため、ドライバはブレーキペダルを踏み込むことができない場合がある。このとき、ブレーキスイッチはブレーキペダルを所定量以上踏み込まなければONされないため、ドライバの制動意志に反して制動力保持が解除されてしまう。

これに対し、実施例１のブレーキECU３２では、ステップS10の発進条件成立判断時、制動力加圧保持を行う第２の保持モード中にドライバのアクセル操作が検出された場合、ステップS11へと進み、制動力保持を解除する。一方、ドライバのアクセル操作を非検出の場合には、ステップS10→ステップS12またはステップS10→ステップS12→ステップS13へと進んで発進条件成立判断を終了し、その後ステップS3→ステップS4またはステップS3→ステップS5へと進んで制動力保持を継続する。

つまり、実施例１では、ドライバの発進意志をブレーキ操作ではなくアクセル操作に基づいて判断するため、ドライバに発進意志がある場合には、制動力保持を解除し、ドライバに制動意志がある場合には、制動力保持を継続することにより、ドライバの意志に応じた制動制御を行うことができる。

また、ブレーキECU３２は、第１の保持モードの実施中、ステップS10で発進条件が成立していない場合であっても、ブレーキ操作の非検出が所定時間継続した場合、ステップS10→ステップS12→ステップS13→ステップS11へと進み、制動力保持を解除する。

すなわち、ブレーキOFF後、第２の保持モードに移行することなく第１の保持モードが所定時間継続した場合、車両のずり下がりは発生しない状況であると判断できる。よって、この場合は制動力保持を解除することで、不要に制動力保持が継続されることで、制動制御装置の発熱を小さく抑えることができる。

ブレーキECU３２は、ステップS11の制動力保持の解除時、ゲートアウトバルブ３の操作電流を徐々に低減する。
例えば、制動力保持の解除時、ゲートアウトバルブ３の操作電流を一度にゼロとする場合、アクセルペダルAPの踏み込みを開始した直後には十分な発進トルクが立ち上がっていないため、車両のずり下がりが発生するおそれがある。この現象は、停車中にエンジンを停止させるアイドルストップ車両において、特に顕著な問題である。

これに対し、実施例１では、制動力保持を解除する際、ホイルシリンダ液圧を徐々に抜くようにしたため、発進トルクの立ち上がり遅れに伴う車両のずり下がりを抑制することができる。

［坂道発進補助制御作用］
図５は、実施例１の坂道発進補助制御作用を示すタイムチャートである。
時点t1では、登坂路を走行中にドライバがブレーキペダルBPを踏み込み、制動を開始する。このとき、ブレーキスイッチBSはOFFからONに変化する。時点t1〜t2の間の区間では、ドライバのブレーキペダルBPの踏み込み量の増大に従って車輪速が低下し、時点t2では、車輪速がゼロとなる。

時点t3では、車輪速ゼロの状態が所定時間（Δt、例えば0.2秒）継続したため、停車状態と判断し、坂道発進補助制御の実施条件が成立する。このとき、図３のフローチャートでは、ステップS1→ステップS6→ステップS7→ステップS8→ステップS9へと進み、ステップS9では、HU３１のゲートアウトバルブ３を開→閉として保持制御を開始する。ここで、ゲートアウトバルブ３の操作電流は、閉状態を維持できる最低限の電流値とする。
時点t3〜t4の間の区間では、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS5へと進む流れが繰り返され、制動力保持を継続する。

時点t4では、坂道発進補助制御中にドライバのブレーキ操作がOFFとなり、時点t5では、発進操作を行っていない（アクセルペダル操作量がゼロ）状態で車両のずり下がりが検出されたため、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4へと進む流れとなり、ステップS4では、ゲートインバルブ２を閉→開とし、ポンプPを駆動して加圧制御を行う。このとき、ゲートアウトバルブ３の閉弁状態が確実に維持されるよう、ゲートアウトバルブ３の操作電流を増加させる。時点t4〜t5の間の区間では、車両のずり下がりが継続しているため、加圧制御を継続する。

時点t6では、車両が停止（車輪速＝０）したため、再びステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS5へと進む流れに切り替わり、ポンプPを停止してゲートインバルブ２を開→閉とし、加圧制御から保持制御に切り替える。

時点t7では、ドライバがアクセルペダルAPを踏み込んでアクセルペダル操作量が増加し、車両が発進可能な状態となったため、ステップS2の制御終了条件判断処理において、ステップS10→ステップS11へと進み、ゲートアウトバルブ３の操作電流を徐々に減少させる。時点t8では、ゲートアウトバルブ３の操作電流がゼロとなったため、坂道発進補助制御を終了する。

以上説明したように、実施例１の制動力制御装置にあっては、以下に列挙する効果を奏する。

(1) 登坂路での車両停車によりブレーキ操作に応じた制動力を保持し、この制動力保持中に車両のずり下がりが生じたとき、制動力をより増加して保持する制動力加圧保持を行うECU３２を備えた制動力制御装置において、ブレーキECU３２は、制動力加圧保持中にドライバのアクセル操作が検出された場合、制動力保持を解除する。これにより、ドライバの制動または発進意志に応じた制動制御を実現することができる。

(2) ドライバのブレーキ操作を検出するブレーキ操作検出手段（ブレーキスイッチBS）を備え、ブレーキECU３２は、登坂路で車両が停止した場合、ドライバのブレーキ操作が検出されたとき、ブレーキ操作量に応じた制動力保持を行う第１の保持モードと、制動力保持中のブレーキ操作非検出時であって、車両のずり下がりが検出されたとき、車両が停止するまで保持する制動力を増加する制動力加圧保持を行う第２の保持モードと、を有する。これにより、登坂路で車両を発進させる際の車両のずり下がりを抑制することができる。

(3) ブレーキECU３２は、第１の保持モード中、ブレーキ操作の非検出が所定時間継続した場合、制動力保持を解除する。これにより、不要に制動力保持が継続されるのを抑制でき、制動制御装置の発熱を低減して耐久性向上を図ることができる。

(4) ブレーキ操作検出手段を、ブレーキペダルBPに取り付けられたブレーキスイッチBSとしたため、マスタシリンダ圧センサ等、他のブレーキ操作検出手段を設ける場合と比較して、より安価な構成でドライバのブレーキ操作を検出することができる。

(5) マスタシリンダM/CとホイルシリンダW/Cとの間の管路１３上に常開のゲートアウトバルブ３を設け、ブレーキECU３２は、制動力保持の解除時、ゲートアウトバルブ３の操作電流を徐々に低減する。これにより、発進トルクの立ち上がり遅れに伴う車両のずり下がりを抑制することができる。

（他の実施例）
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例１に示した構成に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。

例えば、実施例１では、油圧ユニットとして、アンチスキッドブレーキ制御（ABS）、車両挙動安定化制御（VDC）等を実行可能な油圧ユニット３１を用いた例を示したが、ホイルシリンダ液圧の保持および増減圧が可能であれば、油圧ユニットの構成は任意である。

また、実施例１では、１つの油圧ユニット３１により４輪の液圧を制御する構成としたが、前輪側と後輪側とで別々の油圧ユニット３１を備えた構成であっても、各油圧ユニットにおいて実施例１と同様の制御を実行することができる。

実施例１の制動力制御装置のシステム構成図である。 実施例１の油圧ユニット３１の油圧回路図である。 実施例１のブレーキECU３２で実行される坂道発進補助制御処理の流れを示すフローチャートである。 図３のステップS2で実行される制御終了条件判断処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１の坂道発進補助制御作用を示すタイムチャートである。

符号の説明

AP アクセルペダル
BS ブレーキスイッチ
BP ブレーキペダル
M/C マスタシリンダ
P ポンプ
M モータ
W/C ホイルシリンダ
２ ゲートインバルブ
３ ゲートアウトバルブ
４ ソレノイドインバルブ
５ ソレノイドアウトバルブ
３１ 油圧ユニット
３２ ブレーキコントローラ
３３ 加速度センサ
３４ 車輪速センサ
３５ エンジンコントローラ
３６ 自動変速機コントローラ
３７ エンジン
３８ 自動変速機

Claims (3)

1. 登坂路での車両停車によりブレーキ操作に応じた制動力を保持し、この制動力保持中に車両のずり下がりが生じたとき、保持する制動力を増加する制動力加圧保持を行う坂道発進補助手段を備えた制動力制御装置において、
   ドライバのアクセル操作を検出するアクセル操作検出手段と、
   ドライバのブレーキ操作を検出するブレーキ操作検出手段と、
   を備え、
   前記坂道発進補助手段は、登坂路で車両が停止した場合、ドライバのブレーキ操作が検出されたとき、ブレーキ操作量に応じた制動力保持を行う第１の保持モードと、制動力保持中のブレーキ操作非検出時であって、車両のずり下がりが検出されたとき、車両が停止するまで保持する制動力を増加する制動力加圧保持を行う第２の保持モードと、を有し、
   前記第１の保持モード中、ブレーキ操作の非検出が所定時間継続した場合、制動力保持を解除し、
   前記第２の保持モード中、ドライバのアクセル操作が検出されるまで前記制動力保持を行い、アクセル操作が検出された場合、制動力保持を解除することを特徴とする制動力制御装置。
2. 請求項１に記載の制動力制御装置において、
   前記ブレーキ操作検出手段は、ブレーキペダルに取り付けられたブレーキスイッチであることを特徴とする制動力制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の制動力制御装置において、
   マスタシリンダとホイルシリンダとを連通するブレーキ管路上に常開の電磁弁を設け、
   前記坂道発進補助手段は、制動力保持の解除時、前記電磁弁の操作電流を徐々に低減することを特徴とする制動力制御装置。

Images