JP5984430B2

JP5984430B2 - ブレーキ制御装置

Info

Publication number: JP5984430B2
Application number: JP2012044836A
Authority: JP
Inventors: 薬師神　宙夫; 宙夫薬師神
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2012-02-29
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2016-09-06
Anticipated expiration: 2032-02-29
Also published as: JP2013180630A

Description

本発明は、車両のブレーキ制御装置に関する。

自動車などの車両では、車輪がブレーキによってロックすると、車体の姿勢が不安定になり、また、ステアリング操作による車両の方向制御が困難になる。

そのため、近年の車両には、各車輪のブレーキのホイールシリンダの液圧（ホイールシリンダ液圧）を制御するためのバルブなどを内蔵したＡＢＳアクチュエータが備えられている。そして、後輪のロックを防止するために、ＡＢＳアクチュエータによるＥＢＤ（Electronic Brake force Distribution）制御や、各車輪のロックを防ぐために、ＡＢＳアクチュエータによるＡＢＳ（Antilock Brake System）制御が行われる。

たとえば、ブレーキ操作時には、車両の前方への荷重移動が生じ、前輪に加わる荷重（フロント荷重）が増え、後輪に加わる荷重（リア荷重）が減る。そのため、後輪に付与される制動力（リア制動力）がリア荷重を超えやすく、リア制動力がリア荷重を超えると、後輪がロックする。そこで、リア制動力がリア荷重を超える前に、後輪のロックを防止するためのＥＢＤ制御が行われ、前輪および後輪への制動力の配分が変更されて、後輪のブレーキのホイールシリンダ液圧の上昇が抑えられる。

特許第４２４４４５４号公報

図５は、ブレーキ操作時のリア荷重およびリア制動力の時間変化を示すグラフである。

ブレーキペダルが瞬時に強く踏み込まれる急ブレーキ操作時には、図５に実線で示されるように、リア制動力が急峻に増加するとともに、前方への荷重移動により、リア荷重が初期荷重Ａから最小荷重Ｂまで急峻に減少する。その後、リア荷重は、ばね系による車体の振動に伴って増減を繰り返す過渡状態を経て、初期荷重Ａよりも小さく、かつ、最小荷重Ｂよりも大きい安定荷重Ｃでほぼ変化しない定常状態となる。

急ブレーキ操作時における後輪のロックを防止するため、ＥＢＤ制御は、リア制動力が最小荷重Ｂを超える前に開始される。

一方、ブレーキペダルが比較的緩やかに踏み込まれる緩ブレーキ操作時には、図５に二点鎖線で示されるように、リア荷重が初期荷重Ａから安定荷重Ｃまでほぼ単調かつ緩やかに減少する。そのため、緩ブレーキ操作時には、リア制動力が安定荷重Ｃを超える直前でＥＢＤ制御が開始されることが望ましい。しかしながら、従来の車両では、急ブレーキ操作を考慮して、リア制動力が最小荷重Ｂを超える前に、ＥＢＤ制御が開始される。

本発明の目的は、緩ブレーキ状態でリア制動力を有効に利用することができる、ブレーキ制御装置を提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明に係るブレーキ制御装置は、前輪および後輪の各車輪に設けられ、前記車輪に制動力を付与するブレーキと、各前記車輪への制動力の配分を変更するためのＡＢＳアクチュエータとを備える車両に適用される。前記ブレーキ制御装置は、前記ブレーキの制動力が相対的に急峻に変化する急ブレーキ状態と前記ブレーキの制動力が相対的に緩やかに変化する緩ブレーキ状態とを判別するブレーキ状態判別手段と、前記ブレーキ状態判別手段による判別結果に基づいて、急ブレーキ状態のときには、前記後輪への制動力の配分量が相対的に小さく、緩ブレーキ状態のときには、前記後輪への制動力の配分量が相対的に大きくなるように、前記ＡＢＳアクチュエータを制御するＥＢＤ制御手段とを含み、前記ＥＢＤ制御手段は、急ブレーキ状態のときには、前記後輪に付与される制動力が最小荷重を超える前に、前記ＡＢＳアクチュエータの制御を開始し、緩ブレーキ状態のときには、前記後輪に付与される制動力が前記最小荷重を超えた後、前記最小荷重より大きい安定荷重を超える前に、前記ＡＢＳアクチュエータの制御を開始する。

前輪および後輪の各車輪には、ブレーキが設けられている。また、車両には、車輪への制動力の配分を変更するためのＡＢＳアクチュエータが備えられている。

ブレーキによる車両の制動時には、ブレーキの制動力が相対的に急峻に変化する急ブレーキ状態とブレーキの制動力が相対的に緩やかに変化する緩ブレーキ状態とが判別される。

そして、急ブレーキ状態では、ＡＢＳアクチュエータの制御により、後輪への制動力の配分量が相対的に小さくされる。これにより、急ブレーキ状態では、後輪の制動力が抑えられるので、後輪のロックを防止することができる。

一方、緩ブレーキ状態では、ＡＢＳアクチュエータの制御により、後輪への制動力の配分量が相対的に大きくされる。これにより、緩ブレーキ状態では、後輪に大きい制動力（リア制動力）を付与することができる。よって、緩ブレーキ状態において、リア制動力を有効に利用することができ、車両の制動距離を短くすることができる。

通常走行時には、急ブレーキ状態となるブレーキ操作よりも緩ブレーキ状態となるブレーキ操作が行われる頻度が高い。そのため、緩ブレーキ状態で後輪に大きい制動力が付与されることにより、車両の走行全般で前輪のブレーキへの負荷を減らすことができる。その結果、前輪のブレーキの温度上昇を抑制できるので、前輪のブレーキのフェード現象が生じることを抑制できる。また、前輪のブレーキの寿命を長くすることができる。

本発明によれば、緩ブレーキ状態において、リア制動力を有効に利用することができる。その結果、車両の制動距離を短くすることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るブレーキ制御装置の構成を図解的に示す図である。図２は、ブレーキ状態判別処理のフローチャートである。図３は、急ブレーキ操作時の後輪に加わる荷重および後輪に付与される制動力の時間変化を示すグラフである。図４は、緩ブレーキ操作時の後輪に加わる荷重および後輪に付与される制動力の時間変化を示すグラフである。図５は、従来の車両におけるブレーキ操作時の後輪に加わる荷重および後輪に付与される制動力の時間変化を示すグラフである。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るブレーキ制御装置の構成を図解的に示す図である。

ブレーキ制御装置１は、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲおよび左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲの４つの車輪を備える車両に適用される。

車輪２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲには、それぞれブレーキ３ＦＬ，３ＦＲ，３ＲＬ，３ＲＲが設けられている。ブレーキ３ＦＬ，３ＦＲ，３ＲＬ，３ＲＲは、それぞれホイールシリンダ４ＦＬ，４ＦＲ，４ＲＬ，４ＲＲを備えている。また、各車輪２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲには、その回転速度を検出するための車輪速センサ５ＦＬ，５ＦＲ，５ＲＬ，５ＲＲが設けられている。

車両の車室内には、運転者の足で操作されるブレーキペダル６が設けられている。ブレーキペダル６は、マスタシリンダ７と一体的に設けられたブレーキブースタ８に連結されている。

ブレーキペダル６が踏み込まれると、そのブレーキペダル６に入力された踏力がブレーキブースタ８に伝達される。ブレーキブースタ８に伝達された踏力は、ブレーキブースタ８の働きによって増幅（倍力）され、ブレーキブースタ８からマスタシリンダ７に入力される。マスタシリンダ７では、ブレーキブースタ８から入力される力（増幅された踏力）に応じた液圧（マスタシリンダ液圧）が発生する。

マスタシリンダ液圧は、ＡＢＳアクチュエータ９に伝達される。ＡＢＳアクチュエータ９には、各ホイールシリンダ４ＦＬ，４ＦＲ，４ＲＬ，４ＲＲの液圧を制御するためのバルブやブレーキフルードをマスタシリンダ７に戻すためのポンプなどが内蔵されている。マスタシリンダ７からＡＢＳアクチュエータ９に伝達された液圧は、各ホイールシリンダ４ＦＬ，４ＦＲ，４ＲＬ，４ＲＲに分配されて伝達される。そして、ホイールシリンダ４ＦＬ，４ＦＲ，４ＲＬ，４ＲＲの液圧（ホイールシリンダ液圧）により、ブレーキ３ＦＬ，３ＦＲ，３ＲＬ，３ＲＲからそれぞれ車輪２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲに制動力が付与される。

ＡＢＳアクチュエータ９の制御のために、ＣＰＵおよびメモリを含む構成のＡＢＳ−ＥＣＵ１１が設けられている。

ＡＢＳ−ＥＣＵ１１には、車輪速センサ５ＦＬ，５ＦＲ，５ＲＬ，５ＲＲが接続されており、車輪速センサ５ＦＬ，５ＦＲ，５ＲＬ，５ＲＲの検出信号が入力される。また、ＡＢＳ−ＥＣＵ１１には、マスタシリンダ液圧を検出するためのマスタシリンダ液圧センサ１２が接続されており、マスタシリンダ液圧センサ１２の検出信号が入力される。

ＡＢＳ−ＥＣＵ１１は、車輪速センサ５ＦＬ，５ＦＲ，５ＲＬ，５ＲＲの検出信号およびマスタシリンダ液圧センサ１２の検出信号に基づいて、ＡＢＳアクチュエータ９を制御することにより、ＡＢＳ（Antilock Brake System）制御およびＥＢＤ（Electronic
Brake force Distribution）制御を実現する。

車両の制動時（ブレーキ３ＦＬ，３ＦＲ，３ＲＬ，３ＲＲの作動時）には、車両の前方への荷重移動が生じ、前輪２ＦＬ，２ＦＲに加わる荷重（以下「フロント荷重」という。
）が増え、後輪２ＲＬ，２ＲＲに加わる荷重（以下「リア荷重」という。）が減る。そのため、前輪２ＦＬ，２ＦＲに比べて、後輪２ＲＬ，２ＲＲがロックしやすい。

車両の制動時に、後輪２ＲＬ，２ＲＲがロックするような条件が成立すると、ＥＢＤ制御が行われる。ＥＢＤ制御では、ＡＢＳ−ＥＣＵ１１により、ＡＢＳアクチュエータ９が制御されて、軽荷重となる後輪２ＲＬ，２ＲＲのブレーキ３ＲＬ，３ＲＲのホイールシリンダ液圧が前輪２ＦＬ，２ＦＲのブレーキ３ＦＬ，３ＦＲのホイールシリンダ液圧よりも低く抑えられるように、各ホイールシリンダ４ＦＬ，４ＦＲ，４ＲＬ，４ＲＲへの液圧の配分が変更される。これにより、後輪２ＲＬ，２ＲＲのロックが防止される。

そして、ＥＢＤ制御中に、車輪２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲのいずれかの車輪がロックするような条件が成立すると、ＥＢＤ制御が終了されて、ＡＢＳ制御が行われる。ＡＢＳ制御では、ＡＢＳ−ＥＣＵ１１により、ＡＢＳアクチュエータ９が制御されて、各車輪２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲの車輪スリップ率が閾値以下となるように、各ホイールシリンダ４ＦＬ，４ＦＲ，４ＲＬ，４ＲＲへの液圧の配分が変更される。これにより、車輪２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲのロックを防止することができる。

車輪スリップ率は、ＡＢＳ−ＥＣＵ１１により、車輪速センサ５ＦＬ，５ＦＲ，５ＲＬ，５ＲＲの検出信号に基づいて演算される。すなわち、車輪速センサ５ＦＬ，５ＦＲ，５ＲＬ，５ＲＲの検出信号に基づいて、まず、各車輪２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲの車輪速を演算する。また、各車輪速の平均値に基づいて、車両の車体速が演算によって推定される。そして、車輪２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲごとに、車体速から車輪速を減算して得られる値が車体側で除されることにより、車輪スリップ率（＝（車体速−車輪速）／車体速）が演算される。

図２は、ブレーキ状態判別処理のフローチャートである。

ブレーキペダル６が操作されると、ＡＢＳ−ＥＣＵ１１により、ブレーキ状態判別処理が実行される。ブレーキペダル６の操作は、たとえば、ブレーキペダル６が踏まれるとオンになり、ブレーキペダル６から足が放されるとオフになるブレーキスイッチによって検出することができる。

ブレーキ状態判別処理では、まず、マスタシリンダ液圧センサ１２の検出信号に基づいて、マスタシリンダ液圧が取得される（ステップＳ１）。

次に、マスタシリンダ液圧の微分演算により、マスタシリンダ液圧の変化速度（液圧変化速度）が求められる（ステップＳ２）。マスタシリンダ７の液圧は、ブレーキペダル６の操作に応じて変化するので、液圧変化速度は、ブレーキペダル６の操作速度に対応する。

また、マスタシリンダ液圧が予め定める液圧閾値以上であるか否かが判断される（ステップＳ３）。すなわち、ブレーキペダル６が強く踏み込まれたか否かが判断される。

マスタシリンダ液圧が液圧閾値以上であれば（ステップＳ３のＹＥＳ）、次いで、液圧変化速度が予め定める速度閾値以上であるか否かが判断される（ステップＳ４）。すなわち、ブレーキペダル６が素早く操作されたか否かが判断される。

そして、液圧変化速度が速度閾値以上であれば（ステップＳ４のＹＥＳ）、ブレーキペダル６が瞬時に強く踏み込まれる操作、つまり急ブレーキ操作が行われたと判別される（ステップＳ５）。

一方、マスタシリンダ液圧が液圧閾値未満であるか（ステップＳ３のＮＯ）、または、液圧変化速度が速度閾値未満である場合には（ステップＳ４のＮＯ）、急ブレーキ操作ではない緩ブレーキ操作が行われたと判別される（ステップＳ６）。

なお、ステップＳ３の判断とステップＳ４の判断とは、その順序が逆であってもよい。すなわち、液圧変化速度が速度閾値以上であるか否かの判断が先に行われ、液圧変化速度が速度閾値以上であれば、その後にマスタシリンダ液圧が液圧閾値以上であるか否かが判断されてもよい。

図３は、急ブレーキ操作時の後輪に加わる荷重および後輪に付与される制動力の時間変化を示すグラフである。

急ブレーキ操作時には、後輪２ＲＬ，２ＲＲに付与される制動力（以下「リア制動力」という。）が急峻に増加するとともに、車両における前方への荷重移動により、リア荷重が初期荷重Ａから最小荷重Ｂまで急峻に減少する。その後、リア荷重は、サスペンションのスプリングなどのばね系による車体の振動に伴って増減を繰り返す過渡状態を経て、安定荷重Ｃでほぼ変化しない定常状態となる。

急ブレーキ操作時には、後輪２ＲＬ，２ＲＲのロックを防止するため、リア制動力が最小荷重Ｂを超える前に、ＥＢＤ制御が開始される。

図４は、緩ブレーキ操作時の後輪に加わる荷重および後輪に付与される制動力の時間変化を示すグラフである。

緩ブレーキ操作時には、リア荷重が初期荷重Ａから安定荷重Ｃまでほぼ単調かつ緩やかに減少する。そして、リア荷重は、安定荷重Ｃでほぼ変化しない定常状態となる。

緩ブレーキ操作時には、リア制動力が最小荷重Ｂよりも大きい安定荷重Ｃを超える直前で、ＥＢＤ制御が開始される。これにより、緩ブレーキ操作時には、急ブレーキ操作時と比較して、後輪２ＲＬ，２ＲＲへの制動力の配分量が大きくなるように、つまりホイールシリンダ４ＲＬ，４ＲＲへの液圧の配分量が大きくなるように、ＡＢＳ−ＥＣＵ１１により、ＡＢＳアクチュエータ９が制御される。

以上のように、ブレーキ３ＦＬ，３ＦＲ，３ＲＬ，３ＲＲによる車両の制動時には、急ブレーキ操作が行われたか、緩ブレーキ操作が行われたかが判別される。言い換えれば、急ブレーキ操作により、ブレーキ３ＦＬ，３ＦＲ，３ＲＬ，３ＲＲの制動力が相対的に急峻に変化する急ブレーキ状態と、緩ブレーキ操作により、ブレーキ３ＦＬ，３ＦＲ，３ＲＬ，３ＲＲの制動力が相対的に緩やかに変化する緩ブレーキ状態とが判別される。

そして、急ブレーキ操作時には、ＡＢＳアクチュエータ９の制御により、後輪２ＲＬ，２ＲＲへの制動力の配分量が相対的に小さくされる。これにより、急ブレーキ状態では、後輪２ＲＬ，２ＲＲの制動力が抑えられるので、後輪２ＲＬ，２ＲＲのロックを防止することができる。

一方、緩ブレーキ状態では、ＡＢＳアクチュエータ９の制御により、後輪２ＲＬ，２ＲＲへの制動力の配分量が相対的に大きくされる。これにより、緩ブレーキ状態では、後輪２ＲＬ，２ＲＲに大きいリア制動力を付与することができる。よって、緩ブレーキ状態において、リア制動力を有効に利用することができる。その結果、車両の制動距離を短くすることができる。

通常走行時には、急ブレーキ操作よりも緩ブレーキ操作が行われる頻度が高い。そのため、緩ブレーキ状態で後輪２ＲＬ，２ＲＲに大きい制動力が付与されることにより、車両の走行全般で前輪のブレーキ３ＦＬ，３ＦＲへの負荷を減らすことができる。その結果、前輪のブレーキ３ＦＬ，３ＦＲの温度上昇を抑制できるので、前輪のブレーキ３ＦＬ，３ＦＲのフェード現象が生じることを抑制できる。また、前輪のブレーキ３ＦＬ，３ＦＲの寿命を長くすることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。

前述の実施形態では、ブレーキ３ＦＬ，３ＦＲ，３ＲＬ，３ＲＲの作動状態が急ブレーキ状態であるか緩ブレーキ状態であるかが判別されて、緩ブレーキ状態では、急ブレーキ状態と比較して、ＥＢＤ制御における後輪２ＲＬ，２ＲＲへの制動力の配分量が大きくされる場合を例にとった。

しかしながら、ブレーキ３ＦＬ，３ＦＲ，３ＲＬ，３ＲＲの作動状態が３以上の状態に分けられて、各状態に応じて、ＥＢＤ制御における後輪２ＲＬ，２ＲＲへの制動力の配分量が変更されてもよい。

たとえば、ブレーキ３ＦＬ，３ＦＲ，３ＲＬ，３ＲＲの作動状態が第１ブレーキ状態、第２ブレーキ状態、第３ブレーキ状態および第４ブレーキ状態に分けられて、第１ブレーキ状態では、第２ブレーキ状態と比較して、ＥＢＤ制御における後輪２ＲＬ，２ＲＲへの制動力の配分量が大きくされ、第２ブレーキ状態では、第３ブレーキ状態と比較して、ＥＢＤ制御における後輪２ＲＬ，２ＲＲへの制動力の配分量が大きくされ、第３ブレーキ状態では、第４ブレーキ状態と比較して、ＥＢＤ制御における後輪２ＲＬ，２ＲＲへの制動力の配分量が大きくされてもよい。この場合、ブレーキペダル６が操作されたときに、マスタシリンダ液圧が第１液圧閾値未満かつ液圧変化速度が第１速度閾値未満であれば、ブレーキ３ＦＬ，３ＦＲ，３ＲＬ，３ＲＲの作動状態が第１ブレーキ状態であると判別される。マスタシリンダ液圧が第１液圧閾値よりも大きい第２液圧閾値未満かつ液圧変化速度が第１速度閾値よりも大きい第２速度閾値未満であって、マスタシリンダ液圧が第１液圧閾値未満かつ液圧変化速度が第１速度閾値未満でなければ、ブレーキ３ＦＬ，３ＦＲ，３ＲＬ，３ＲＲの作動状態が第２ブレーキ状態であると判別される。マスタシリンダ液圧が第２液圧閾値よりも大きい第３液圧閾値未満かつ液圧変化速度が第２速度閾値よりも大きい第３速度閾値未満であって、マスタシリンダ液圧が第２液圧閾値未満かつ液圧変化速度が第２速度閾値未満でなければ、ブレーキ３ＦＬ，３ＦＲ，３ＲＬ，３ＲＲの作動状態が第３ブレーキ状態であると判別される。マスタシリンダ液圧が第３液圧閾値以上または液圧変化速度が第３速度閾値以上であって、マスタシリンダ液圧が第３液圧閾値未満かつ液圧変化速度が第３速度閾値未満でなければ、ブレーキ３ＦＬ，３ＦＲ，３ＲＬ，３ＲＲの作動状態が第４ブレーキ状態であると判別される。

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１ブレーキ制御装置
２ＦＬ前輪
２ＦＲ前輪
２ＲＬ後輪
２ＲＲ後輪
３ＦＬブレーキ
３ＦＲブレーキ
３ＲＬブレーキ
３ＲＲブレーキ
９ＡＢＳアクチュエータ
１１ＡＢＳ−ＥＣＵ（ブレーキ状態判別手段、ＥＢＤ制御手段）

Claims

前輪および後輪の各車輪に設けられ、前記車輪に制動力を付与するブレーキと、各前記車輪への制動力の配分を変更するためのＡＢＳアクチュエータとを備える車両に適用されるブレーキ制御装置であって、
前記ブレーキの制動力が相対的に急峻に変化する急ブレーキ状態と前記ブレーキの制動力が相対的に緩やかに変化する緩ブレーキ状態とを判別するブレーキ状態判別手段と、
前記ブレーキ状態判別手段による判別結果に基づいて、急ブレーキ状態のときには、前記後輪への制動力の配分量が相対的に小さく、緩ブレーキ状態のときには、前記後輪への制動力の配分量が相対的に大きくなるように、前記ＡＢＳアクチュエータを制御するＥＢＤ制御手段とを含み、
前記ＥＢＤ制御手段は、急ブレーキ状態のときには、前記後輪に付与される制動力が最小荷重を超える前に、前記ＡＢＳアクチュエータの制御を開始し、緩ブレーキ状態のときには、前記後輪に付与される制動力が前記最小荷重を超えた後、前記最小荷重より大きい安定荷重を超える前に、前記ＡＢＳアクチュエータの制御を開始する、ブレーキ制御装置。