JP6485418B2 - ブレーキ制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両のブレーキ制御装置に関する。特に、本発明は、車輪のアンチロック制御を行うブレーキ制御装置に関する。
特許文献1は、車両用制動装置を開示している。その車両用制動装置は、マスターシリンダ、サーボ圧発生装置、及びブレーキアクチュエータを備えている。サーボ圧発生装置は、運転者によるブレーキペダルの操作に依らずに、サーボ圧を発生させる。マスターシリンダは、サーボ圧に基づいて動作し、サーボ圧に応じたマスター圧のブレーキ液をブレーキアクチュエータに出力する。ブレーキアクチュエータは、マスターシリンダから出力されるブレーキ液を各輪のホイールシリンダに分配する。また、ブレーキアクチュエータは、各輪のホイールシリンダに供給するブレーキ液の圧力を個別に制御することができる。
制動時に車輪のロックを防ぐためのアンチロック制御が知られている。従来、アンチロック制御は、ブレーキアクチュエータを用いて対象車輪のブレーキ圧を個別に制御することにより行われてきた。
特開2015−136993号公報
ブレーキアクチュエータを用いた従来のアンチロック制御が利用できない場合に、アンチロック制御の実施を放棄すると、安全性が低下する。
本発明の1つの目的は、従来のアンチロック制御が利用できない場合であっても、アンチロック制御を実施することが可能な技術を提供することにある。
第1の発明は、車両のブレーキ制御装置を提供する。
ブレーキ制御装置は、
マスター圧のブレーキ液を出力するマスターシリンダと、
ブレーキペダルの操作に依らずにマスター圧を変更可能なマスター圧変更装置と、
マスターシリンダから出力されるブレーキ液を各車輪のホイールシリンダに供給し、且つ、ホイールシリンダに供給されるブレーキ液のブレーキ圧を制御可能なブレーキアクチュエータと、
制動時、ブレーキペダルの操作に依らずに対象車輪のブレーキ圧を減らすことによって、車輪ロックを防ぐアンチロック制御を行う制御装置と
を備える。
アンチロック制御のモードは、通常モードと擬似モードとを含む。
通常モードにおいて、制御装置は、対象車輪のブレーキ圧の目標値が得られるようにブレーキアクチュエータを動作させる。
擬似モードにおいて、制御装置は、マスター圧が上記対象車輪のブレーキ圧の目標値となるようにマスター圧変更装置を動作させ、マスター圧と連動するように対象車輪のブレーキ圧を変える。
通常モードが利用できない場合、制御装置は、擬似モードでアンチロック制御を行う。
第2の発明は、第1の発明において、次の特徴を有する。
通常モードが利用できない場合は、ブレーキアクチュエータに含まれるポンプが利用できない場合である。
第3の発明は、第1又は第2の発明において、次の特徴を有する。
ブレーキアクチュエータは、
マスターシリンダから出力されるブレーキ液が入力される入力ノードと、
各車輪について入力ノードとホイールシリンダとの間に設けられた増圧弁と、
各車輪についてホイールシリンダとリザーバとの間に設けられた減圧弁と、
リザーバから入力ノードにブレーキ液を戻すポンプと、
を備える。
第4の発明は、第3の発明において、次の特徴を有する。
擬似モードにおいて、対象車輪は全ての車輪である。
制御装置は、全ての車輪に関し、増圧弁を開き、減圧弁を閉じ、マスター圧を下げることによりブレーキ圧を減少させる。
第5の発明は、第4の発明において、次の特徴を有する。
増圧弁は、ノーマルオープン型である。
減圧弁は、ノーマルクローズ型である。
第6の発明は、第3の発明において、次の特徴を有する。
対象車輪以外の車輪は、非対象車輪である。
擬似モードにおいて、制御装置は、対象車輪に対する増圧弁を開き、対象車輪に対する減圧弁を閉じ、非対象車輪に対する増圧弁を閉じ、マスター圧を下げることによって、非対象車輪のブレーキ圧を維持したまま対象車輪のブレーキ圧を減少させる。
第7の発明は、第6の発明において、次の特徴を有する。
制御装置は、少なくとも1つの車輪のスリップ量あるいはスリップ率が閾値を超えた場合に、少なくとも1つの車輪を対象車輪としてアンチロック制御を行う。
第8の発明は、第1から第5の発明のいずれかにおいて、次の特徴を有する。
擬似モードにおいて、制御装置は、ロック条件が満たされた場合に、全ての車輪を対象車輪としてアンチロック制御を行う。
ロック条件は、少なくとも1つの車輪がロック徴候を示すことである。
ロック徴候とは、スリップ量あるいはスリップ率が閾値を超えることである。
第9の発明は、第8の発明において、次の特徴を有する。
ロック条件は、少なくとも1つの後輪がロック徴候を示すことを含む。
第10の発明は、第9の発明において、次の特徴を有する。
ロック条件は、少なくとも1つの前輪がロック徴候を示すことを更に含む。
第11の発明は、第9の発明において、次の特徴を有する。
ロック条件は、左右の前輪の一方だけがロック徴候を示すことを含まず、左右の前輪の両方がロック徴候を示すことを更に含む。
第12の発明は、第9の発明において、次の特徴を有する。
車両が直進している場合、ロック条件は、左右の前輪の一方だけがロック徴候を示すことを含まず、左右の前輪の両方がロック徴候を示すことを更に含む。
車両が旋回している場合、ロック条件は、左右の前輪の少なくとも一方がロック徴候を示すことを更に含む。
第13の発明は、第9の発明において、次の特徴を有する。
車両が直進している場合、ロック条件は、左右の前輪の一方だけがロック徴候を示すことを含まず、左右の前輪の両方がロック徴候を示すことを更に含む。
車両が旋回している場合、ロック条件は、左右の前輪のうち内輪だけがロック徴候を示すことを含まず、左右の前輪のうち外輪がロック徴候を示すことを更に含む。
第14の発明は、第9の発明において、次の特徴を有する。
車両は、自動運転制御を行う自動運転装置を備える。
自動運転装置が車両の軌跡制御を実施している場合、ロック条件は、少なくとも1つの前輪がロック徴候を示すことを更に含む。
第15の発明は、第8の発明において、次の特徴を有する。
車両がスプリットμ路を走行している場合、ロック条件は、低μ側の車輪だけがロック徴候を示すことを含まず、高μ側の車輪がロック徴候を示すことを含む。
第16の発明は、第15の発明において、次の特徴を有する。
制御装置は、車両のヨーレートを監視する。
ヨーレートが基準値を超えた場合、制御装置は、マスター圧変更装置を動作させてマスター圧を減少させる。
第17の発明は、第1から第16の発明のいずれかにおいて、次の特徴を有する。
車両は、自動運転制御を行う自動運転装置を備える。
擬似モードのアンチロック制御を行う場合、制御装置は、自動運転装置に対し、車間距離の増加、車速の低減、運転者への通知、及び自動運転制御の再開の禁止のうち少なくとも1つを要求する。
第18の発明は、車両のブレーキ制御装置を提供する。
ブレーキ制御装置は、
マスター圧のブレーキ液を出力するマスターシリンダと、
ブレーキペダルの操作に依らずにマスター圧を変更可能なマスター圧変更装置と、
マスターシリンダから出力されるブレーキ液を各車輪のホイールシリンダに供給し、且つ、ホイールシリンダに供給されるブレーキ液のブレーキ圧を制御可能なブレーキアクチュエータと、
制動時、ブレーキペダルの操作に依らずに対象車輪のブレーキ圧を減らすことによって、車輪ロックを防ぐアンチロック制御を行う制御装置と
を備える。
ブレーキアクチュエータに含まれるポンプが利用できない場合、制御装置は、擬似モードでアンチロック制御を行う。
擬似モードにおいて、制御装置は、マスター圧が対象車輪のブレーキ圧の目標値となるようにマスター圧変更装置を動作させ、マスター圧と連動するように対象車輪のブレーキ圧を変える。
第1の発明によれば、ブレーキアクチュエータを用いた従来の通常モードが利用できない場合であっても、擬似モードによってアンチロック制御を実施することが可能となる。よって、従来技術と比較して、アンチロック制御を実施することができる機会及び期間が増加し、安全性が向上する。
第2の発明によれば、ブレーキアクチュエータに含まれるポンプが利用できない場合であっても、擬似モードによってアンチロック制御を実施することが可能となる。
第3及び第4の発明によれば、擬似モードにおいて、全ての車輪を対象車輪とすることができる。この場合、擬似モードのアンチロック制御がシンプルになる。
第5の発明によれば、擬似モードにおいて増圧弁及び減圧弁の開閉操作が不要となる。
第6及び第7の発明によれば、非対象車輪のブレーキ圧を維持したまま、対象車輪のブレーキ圧を減少させることが可能となる。これにより、必要な車輪に対してだけアンチロック制御を行うことが可能となる。
第8の発明によれば、全ての車輪が対象車輪となるため、擬似モードのアンチロック制御がシンプルになる。
第9の発明によれば、スピンを回避し、安定性を高めることができる。
第10の発明によれば、操舵が効きにくくなる状態を回避し、安定性を高めることができる。
第11の発明によれば、より多くの制動力を確保することが可能となる。
第12の発明によれば、車両の状況に応じて優先度の高い特性を得ることが可能となる。
第13の発明によれば、旋回中の旋回性と制動力をバランスよく実現することが可能となる。
第14の発明によれば、擬似モードのアンチロック制御が実施される場合であっても、自動運転装置は車両の軌跡制御を良好に実施することが可能となる。
第15の発明によれば、車両がスプリットμ路を走行している場合に、より多くの制動力を確保することが可能となる。
第16の発明によれば、スプリットμ路における安定性が確保される。
第17の発明によれば、擬似モードを考慮した自動運転制御が実現される。
第18の発明によれば、ブレーキアクチュエータに含まれるポンプが利用できない場合であっても、擬似モードによってアンチロック制御を実施することが可能となる。よって、従来技術と比較して、アンチロック制御を実施することができる機会及び期間が増加し、安全性が向上する。
本発明の実施の形態に係る車両の構成例を示す概略図である。 本発明の実施の形態に係るブレーキ制御装置の構成例を示す図である。 本発明の実施の形態に係るブレーキアクチュエータの構成例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る自動制動制御の第1モードを説明するためのタイミングチャートである。 本発明の実施の形態に係る自動制動制御の第2モードを説明するためのタイミングチャートである。 本発明の実施の形態に係る自動制動制御の第2モードを説明するための概念図である。 本発明の実施の形態に係るアンチロック制御を要約的に示すフローチャートである。 本発明の実施の形態におけるマスター圧及びブレーキ圧の時間変化の一例を示すタイミングチャートである。 本発明の実施の形態に係るブレーキアクチュエータの変形例を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係る車両の他の構成例を示す概略図である。
添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
1.車両の概略構成
図1は、本発明の実施の形態に係る車両1の構成例を示す概略図である。車両1は、車輪10、駆動制御装置30、ブレーキ制御装置50、及びセンサ群70を備えている。
1−1.車輪10
車輪10は、左前輪10FL、右前輪10FR、左後輪10RL、及び右後輪10RRを含んでいる。
1−2.駆動制御装置30
駆動制御装置30は、エンジン31、エンジンECU(Electronic Control Unit)32、動力分割機構33、動力伝達機構34、発電機35、インバータ36、バッテリ37、モータ38、及びハイブリッドECU39を備えている。
エンジン31は、動力源である。エンジンECU32は、エンジン31の運転を制御する。動力分割機構33は、エンジン31が発生する駆動力を、動力伝達機構34と発電機35に分配する。動力伝達機構34は、駆動力を駆動輪(本例では、左前輪10FLと右前輪10FR)に伝達する。発電機35は、受け取った駆動力により交流電力を生成する。インバータ36は、発電機35によって生成された交流電力を直流電力に変換し、その直流電力をバッテリ37に供給し、バッテリ37を充電する。
モータ38は、別の動力源である。インバータ36は、バッテリ37から放電される直流電力を交流電力に変換し、その交流電力をモータ38に供給し、モータ38の駆動制御を行う。モータ38が発生する駆動力は、動力伝達機構34を介して駆動輪に伝達される。
また、モータ38は、回生ブレーキを発生させる手段としても機能する。具体的には、車両1の走行中であって、エンジン31及びモータ38が駆動力を発生していないとき、駆動輪の回転力が動力伝達機構34を介してモータ38に伝達される。この場合、モータ38は発電機として働き、発電時の回転抵抗が駆動輪に対する制動力となる。インバータ36は、モータ38の回生発電により発生した交流電力を直流電力に変換し、その直流電力をバッテリ37に供給し、バッテリ37を充電する。
ハイブリッドECU39は、2つの動力源であるエンジン31及びモータ38を用いたハイブリッド運転制御を行う。具体的には、ハイブリッドECU39は、エンジンECU32に指示を出し、エンジン31による駆動力生成を制御する。また、ハイブリッドECU39は、インバータ36を制御して、モータ38による駆動力生成を制御する。また、ハイブリッドECU39は、インバータ36を制御して、回生ブレーキの制御(回生制御)を行う。また、ハイブリッドECU39は、バッテリ37の充電状態をモニタし、インバータ36を制御してバッテリ37の充放電を制御する。
1−3.ブレーキ制御装置50
ブレーキ制御装置50は、ブレーキECU51、ブレーキペダル52、ストロークセンサ53、ホイールシリンダ54FL、54FR、54RL、54RR、及びブレーキ圧発生装置55を備えている。
ブレーキECU51は、ブレーキ制御装置50の動作を制御するための制御装置である。ブレーキペダル52は、運転者が制動操作を行うために用いる操作部材である。ストロークセンサ53は、ブレーキペダル52のストローク量(操作量)を検出する。ストロークセンサ53は、検出したストローク量に関する情報をブレーキECU51に送る。
ホイールシリンダ54FL、54FR、54RL、54RRは、それぞれ、左前輪10FL、右前輪10FR、左後輪10RL、右後輪10RRに設けられている。左前輪10FL、右前輪10FR、左後輪10RL、右後輪10RRにおいて発生する制動力は、それぞれ、ホイールシリンダ54FL、54FR、54RL、54RRに供給されるブレーキ液の圧力に応じて決まる。ホイールシリンダ54FL、54FR、54RL、54RRのそれぞれに供給されるブレーキ液の圧力は、以下、ブレーキ圧Pfl、Pfr、Prl、Prrと呼ばれる。
ブレーキ圧発生装置55は、ホイールシリンダ54FL、54FR、54RL、54RRにブレーキ液を供給し、ブレーキ圧Pfl、Pfr、Prl、Prrを発生させる。ブレーキ圧発生装置55は、ブレーキ圧Pfl、Pfr、Prl、Prrのそれぞれを可変に制御する機能も有している。
ここで、ブレーキペダル52はブレーキ圧発生装置55に連結されているが、ブレーキ圧発生装置55の動作はブレーキペダル52の操作と直結していなくてもよい。例えば、上述の回生ブレーキが使用される場合を考える。運転者がブレーキペダル52を踏むと、ストロークセンサ53は、ブレーキペダル52のストローク量に関する情報をブレーキECU51に送る。ブレーキECU51は、そのストローク量に基づいて、運転者が要求している要求制動力を算出する。そして、ブレーキECU51は、要求制動力に関する情報をハイブリッドECU39に送る。ハイブリッドECU39は、要求制動力に基づいて回生制御を行い、回生ブレーキを発生させる。ハイブリッドECU39は、発生している回生制動力に関する情報をブレーキECU51に送る。ブレーキECU51は、要求制動力から回生制動力を減算し、目標摩擦制動力を算出する。この目標摩擦制動力が、ブレーキ制御装置50(ブレーキ圧発生装置55)が負担すべき制動力である。ブレーキECU51は、目標摩擦制動力に応じたブレーキ圧Pfl、Pfr、Prl、Prrが発生するように、ブレーキ圧発生装置55の動作を制御する。
このように、本実施の形態に係るブレーキ圧発生装置55は、少なくともブレーキECU51からの指示に従ってブレーキ圧Pfl、Pfr、Prl、Prrを制御するように構成される。つまり、ブレーキ圧発生装置55は、ブレーキペダル52の操作に依らず、ブレーキ圧Pfl、Pfr、Prl、Prrを制御することが可能である。ブレーキECU51は、上述の回生ブレーキに限らず、様々な用途で、ブレーキ圧発生装置55の動作を制御することができる。
尚、ブレーキECU51は、プロセッサ、メモリ、及び入出力インタフェースを備えるマイクロコンピュータである。ブレーキECU51は、入出力インタフェースを通して、各種センサから検出情報を受け取り、また、ブレーキ圧発生装置55に指示を送る。メモリには制御プログラムが格納され、プロセッサがその制御プログラムを実行することにより、ブレーキECU51の機能が実現される。
1−4.センサ群70
センサ群70は、車輪速センサ71FL、71FR、71RL、71RR、操舵角センサ72、車速センサ74、横加速度センサ76、ヨーレートセンサ78、等を含んでいる。車輪速センサ71FL、71FR、71RL、71RRは、それぞれ、左前輪10FL、右前輪10FR、左後輪10RL、右後輪10RRの回転速度を検出する。操舵角センサ72は、操舵角を検出する。車速センサ74は、車両1の速度を検出する。横加速度センサ76は、車両1に作用する横加速度(横G)を検出する。ヨーレートセンサ78は、車両1に発生する実ヨーレートを検出する。
2.ブレーキ制御装置の構成例
以下、ブレーキ制御装置50、特にブレーキ圧発生装置55の構成をより詳しく説明する。図1に示されるように、ブレーキ圧発生装置55は、マスターシリンダ100、マスター圧変更装置200、及びブレーキアクチュエータ300を備えている。
マスターシリンダ100は、ブレーキ液の供給源である。マスターシリンダ100は、外力に応答して、ブレーキ液を押し出す、あるいは、引き込む。マスターシリンダ100から出力されるブレーキ液の圧力は、以下「マスター圧Pm」と呼ばれる。
マスター圧変更装置200は、ブレーキペダル52の操作に依らず、マスターシリンダ100に対して外力を加える。マスター圧変更装置200がその外力を増加させると、ブレーキ液がマスターシリンダ100から押し出され、マスター圧Pmは増加する。一方、マスター圧変更装置200がその外力を減少させると、ブレーキ液がマスターシリンダ100に引き込まれ、マスター圧Pmは減少する。すなわち、マスター圧変更装置200は、ブレーキペダル52の操作に依らず、マスター圧Pmを変更することが可能である。このマスター圧変更装置200の動作は、ブレーキECU51によって制御される。
ブレーキアクチュエータ300は、マスターシリンダ100とホイールシリンダ54FL、54FR、54RL、54RRとの間に設けられている。ブレーキアクチュエータ300は、マスターシリンダ100から出力されるブレーキ液をホイールシリンダ54FL、54FR、54RL、54RRに分配し、ブレーキ圧Pfl、Pfr、Prl、Prrを発生させる。ブレーキ圧Pfl、Pfr、Prl、Prrは、基本的にはマスター圧Pmに依存して変化する。但し、ブレーキアクチュエータ300は、ブレーキ圧Pfl、Pfr、Prl、Prrをそれぞれ個別に制御することもできる。このブレーキアクチュエータ300の動作も、ブレーキECU51によって制御される。
以下、マスターシリンダ100、マスター圧変更装置200、及びブレーキアクチュエータ300の具体的な構成例を説明する。
2−1.マスターシリンダ100
図2に、マスターシリンダ100の構成例が示されている。マスターシリンダ100は、一端が開口し、他端が閉塞したシリンダ110を備えている。以下の説明において、シリンダ110の開口側を「A側」と呼び、閉塞側を「B側」と呼ぶ。
シリンダ110は、入力シリンダ111、隔壁112、出力シリンダ113、及び底部114から構成されており、それらはA側からB側に向けて順番に配置されている。入力シリンダ111の一端がシリンダ110の開口部に相当し、底部114がシリンダ110の閉塞部に相当する。隔壁112は、入力シリンダ111と出力シリンダ113との間に配置されている。隔壁112は、貫通孔112aを有している。貫通孔112aの内径は、入力シリンダ111の内径及び出力シリンダ113の内径よりも小さい。
シリンダ110の内部には、入力ピストン120、第1出力ピストン121、及び第2出力ピストン122が配置されている。これら入力ピストン120、第1出力ピストン121、及び第2出力ピストン122は、A側からB側に向けて順番に、シリンダ110の軸方向に沿って配置されている。
より詳細には、入力ピストン120は、入力シリンダ111の内壁に沿って摺動可能に配置されている。この入力ピストン120は、操作ロッドを介してブレーキペダル52に連結されている。運転者によるブレーキペダル52の操作に連動して、入力ピストン120は前後に移動する。
第1出力ピストン121は、A側の突出部121aとB側のピストン部121bを有している。突出部121aは、出力シリンダ113の中から、隔壁112の貫通孔112aを通して、入力シリンダ111の内部に延びている。但し、突出部121aは、入力ピストン120とは連結しておらず、入力ピストン120の移動によって影響を受けない。図2に示されるように、入力ピストン120と突出部121aとの間には離間空間130が形成されている。この離間空間130は、通路131を介してリザーバ132につながっている。
入力シリンダ111、隔壁112、入力ピストン120の先端、及び突出部121aによって囲まれた空間は、反力室140である。反力室140は、ブレーキ液で満たされている。反力室140は、ポート141及び配管142を介して、ストロークシミュレータ150につながっている。
ストロークシミュレータ150は、シリンダ151、ピストン152、バネ153、及び液室154を備えている。シリンダ151の一端は開口しており、他端は閉塞している。ピストン152は、シリンダ151の内壁に沿って摺動可能に配置されている。また、ピストン152は、バネ153を介して、シリンダ151の閉塞部に連結されている。液室154は、シリンダ151の開口部とピストン152との間に形成されており、ブレーキ液で満たされている。この液室154は、配管142及びポート141を介して、反力室140につながっている。
運転者がブレーキペダル52を踏むと、入力ピストン120がB方向に移動する。すると、反力室140からストロークシミュレータ150の液室154にブレーキ液が流れ、ピストン152がシリンダ151の閉塞部方向に押し込まれる。このときに発生するバネ153の弾性力に応じて、反力室140における液圧が上昇し、運転者はそれを反力として感じる。バネ153の弾性力、すなわち、反力は、入力ピストン120の移動量に比例する。ストロークシミュレータ150は、運転者がブレーキペダル52を踏んだときの操作感を擬似的に作り出していると言える。
第1出力ピストン121のピストン部121bは、出力シリンダ113の内壁に沿って摺動可能に配置されている。出力シリンダ113、ピストン部121b、及び第2出力ピストン122によって囲まれた空間は、第1マスター室160である。第1マスター室160は、ブレーキ液で満たされている。第1マスター室160は、ポート161及び配管162を介して、ブレーキアクチュエータ300につながっている。また、第1マスター室160は、ポート163を介してリザーバ164につながっている。第1マスター室160内には、ピストン部121bと第2出力ピストン122との間をつなぐようにバネ165が配置されている。
第2出力ピストン122は、出力シリンダ113の内壁に沿って摺動可能に配置されている。出力シリンダ113、第2出力ピストン122、及びシリンダ110の底部114によって囲まれた空間は、第2マスター室170である。第2マスター室170は、ブレーキ液で満たされている。第2マスター室170は、ポート171及び配管172を介して、ブレーキアクチュエータ300につながっている。また、第2マスター室170は、ポート173を介してリザーバ174につながっている。第2マスター室170内には、第2出力ピストン122と底部114との間をつなぐようにバネ175が配置されている。
バネ165及びバネ175が弾性力を有していない状態は、初期状態である。図2には、その初期状態が示されている。初期状態でのブレーキ液の圧力は、リザーバ圧である。
図2に示されるように、第1出力ピストン121のピストン部121bと隔壁112とは離間しており、それらの間にサーボ室180が形成されている。サーボ室180は、ブレーキ液で満たされている。サーボ室180内のブレーキ液の圧力は、以下「サーボ圧Ps」と呼ばれる。サーボ室180は、ポート181及び配管182を介して、マスター圧変更装置200につながっている。マスター圧変更装置200は、サーボ室180にブレーキ液を送り込む、あるいは、サーボ室180からブレーキ液を引き抜く。
マスター圧変更装置200がサーボ室180にブレーキ液を送り込むと、サーボ圧Psが増加し、第1出力ピストン121がB方向に移動する。第1出力ピストン121がB方向に移動すると、第1マスター室160とリザーバ164との間の連通が遮断され、第1マスター室160内のブレーキ液圧が増加する。その結果、第1マスター室160から配管162にブレーキ液が出力される。
同時に、第1マスター室160内の液圧の増加により、第2出力ピストン122も、第1出力ピストン121に連動してB方向に移動する。第2出力ピストン122がB方向に移動すると、第2マスター室170とリザーバ174との間の連通が遮断され、第2マスター室170内のブレーキ液圧が増加する。その結果、第2マスター室170から配管172にブレーキ液が出力される。
一方、マスター圧変更装置200がサーボ室180からブレーキ液を引き抜くと、サーボ圧Psが低下する。その結果、第1出力ピストン121及び第2出力ピストン122はA方向に移動し、第1マスター室160及び第2マスター室170内のブレーキ液圧が低下する。このとき、配管162から第1マスター室160にブレーキ液が引き込まれ、配管172から第2マスター室170にブレーキ液が引き込まれる。第1出力ピストン121及び第2出力ピストン122が初期状態の位置に戻ると、第1マスター室160は再びリザーバ164とつながり、第2マスター室170は再びリザーバ174とつながる。
第1マスター室160及び第2マスター室170内のブレーキ液の圧力は、上述のマスター圧Pmである。マスター圧Pmは、サーボ室180内のサーボ圧Psとほぼ等しい。サーボ圧Psは、マスター圧変更装置200からのブレーキ液の供給状態に依存して増減する。すなわち、マスター圧Pmは、マスター圧変更装置200によって変更可能である。
尚、マスターシリンダ100の構成は、図2で示されたものに限られない。例えば、特許文献1(特開2015−136993号公報)に開示されているようなマスターシリンダが用いられても構わない。また、必要に応じて、ブレーキペダル52の操作とマスター圧Pmの変化が直結するモードが使用されてもよい。
2−2.マスター圧変更装置200
図2に、マスター圧変更装置200の構成例が示されている。マスター圧変更装置200は、高圧液源210、増圧弁220、減圧弁230、リザーバ240、及び圧力センサ250を備えている。
高圧液源210は、液圧ポンプ211、モータ212、リザーバ213、アキュムレータ214、及び圧力センサ215を含んでいる。液圧ポンプ211は、モータ212によって駆動され、リザーバ213からブレーキ液を吸い込み、そのブレーキ液の圧力を増加させる。アキュムレータ214は、増圧されたブレーキ液を蓄積する。圧力センサ215は、アキュムレータ214に蓄積されているブレーキ液の圧力Phを検出する。ブレーキECU51は、圧力センサ215によって検出される圧力Phをモニタし、圧力Phが一定値以上となるように、モータ212を制御する。
増圧弁220は、サーボ室180につながる配管182と高圧液源210との間に設けられている。一方、減圧弁230は、配管182とリザーバ240との間に設けられている。増圧弁220はノーマルクローズ(NC: Normally Closed)型であり、減圧弁230はノーマルオープン(NO: Normally Open)型である。増圧弁220を開き、減圧弁230を閉じることにより、高圧のブレーキ液をサーボ室180に送り込み、サーボ圧Psひいてはマスター圧Pmを増加させることができる。一方、増圧弁220を閉じ、減圧弁230を開くことにより、ブレーキ液をサーボ室180から引き抜き、サーボ圧Psひいてはマスター圧Pmを減少させることができる。
圧力センサ250は、配管182におけるブレーキ液の圧力、すなわち、サーボ圧Psを検出する。圧力センサ250によって検出されるサーボ圧Psの情報はブレーキECU51に送られる。ブレーキECU51は、サーボ圧Psが目標値となるように、増圧弁220及び減圧弁230の開閉を制御する。
尚、マスター圧変更装置200の構成は、図2で示されたものに限られない。ブレーキECU51からの指示に従ってマスター圧Pmを変更可能であれば、どのような構成でも構わない。例えば、特許文献1(特開2015−136993号公報)に開示されているサーボ圧発生装置がマスター圧変更装置200として用いられても構わない。あるいは、エンジン吸気系の負圧またはバキュームポンプを用いた真空サーボ装置やブースター装置を用いてもマスター圧Pmを変更することができる。その場合は、真空サーボ装置やブースター装置がマスター圧変更装置200に相当する。
2−3.ブレーキアクチュエータ300
図3は、ブレーキアクチュエータ300の構成例を示している。ブレーキアクチュエータ300は、入力ノード310F、310R、弁ユニット320FL、320FR、320RL、320RR、リザーバ330F、330R、及びポンプユニット350を備えている。
入力ノード310Fは、配管172を介して、マスターシリンダ100の第2マスター室170につながっている。入力ノード310Fには、第2マスター室170から出力されるブレーキ液が入力される。入力ノード310Rは、配管162を介して、マスターシリンダ100の第1マスター室160につながっている。入力ノード310Rには、第1マスター室160から出力されるブレーキ液が入力される。
弁ユニット320FL、320FR、320RL、320RRは、ホイールシリンダ54FL、54FR、54RL、54RRのそれぞれに対して設けられている。具体的には、弁ユニット320FLは、入力ノード310Fとホイールシリンダ54FLとの間に設けられている。弁ユニット320FRは、入力ノード310Fとホイールシリンダ54FRとの間に設けられている。弁ユニット320RLは、入力ノード310Rとホイールシリンダ54RLとの間に設けられている。弁ユニット320RRは、入力ノード310Rとホイールシリンダ54RRとの間に設けられている。
弁ユニット320FL、320FR、320RL、320RRの各々は、増圧弁321、減圧弁322、及び逆止弁323を含んでいる。増圧弁321及び減圧弁322は、例えば電磁弁(ソレノイド弁)である。
代表として、弁ユニット320FLについて説明する。増圧弁321は、入力ノード310Fとホイールシリンダ54FLとの間に設けられている。減圧弁322は、ホイールシリンダ54FLとリザーバ330Fとの間に設けられている。例えば、増圧弁321はノーマルオープン型であり、減圧弁322はノーマルクローズ型である。逆止弁323は、ホイールシリンダ54FLから入力ノード310Fへのブレーキ液の通過だけを許可するように接続されている。増圧弁321が閉じている時に、マスター圧Pmがブレーキ圧Pflよりも低くなると、逆止弁323を通ってブレーキ液が流れ、ブレーキ圧Pflが下がる。
ブレーキECU51は、このような弁ユニット320FLの動作を制御することによって、ホイールシリンダ54FLのブレーキ圧Pflを可変に制御することができる。具体的には、増圧弁321を開き、減圧弁322を閉じることにより、マスター圧Pm以下の範囲内でブレーキ圧Pflを増加させることができる。一方、増圧弁321を閉じ、減圧弁322を開くことにより、ブレーキ液をホイールシリンダ54FLからリザーバ330Fに移動させ、ブレーキ圧Pflを減少させることができる。増圧弁321と減圧弁322の開閉を制御することによって、ブレーキ圧Pflを可変に制御することができる。
他の弁ユニット320FR、320RL、320RRについても同様である。弁ユニット320RL、320RRの場合、「入力ノード310F」を「入力ノード310R」と読み替え、「リザーバ330F」を「リザーバ330R」と読み替える。
ポンプユニット350は、ブレーキECU51からの指示に従って、リザーバ330F、330Rから入力ノード310F、310Rにブレーキ液を戻すように構成されている。より詳細には、ポンプユニット350は、ポンプ351F、351R、逆止弁352F、352R、逆止弁353F、353R、及びモータユニット355を含んでいる。
ポンプ351Fは、リザーバ330Fと入力ノード310Fとの間に設けられており、リザーバ330Fから入力ノード310Fにブレーキ液を戻すように構成されている。逆止弁352Fは、リザーバ330Fからポンプ351Fへのブレーキ液の通過だけを許可するように接続されている。逆止弁353Fは、ポンプ351Fから入力ノード310Fへのブレーキ液の通過だけを許可するように接続されている。この逆止弁353Fは、ポンプ351Fに高圧なブレーキ液が印加されることを防止する。
同様に、ポンプ351Rは、リザーバ330Rと入力ノード310Rとの間に設けられており、リザーバ330Rから入力ノード310Rにブレーキ液を戻すように構成されている。逆止弁352Rは、リザーバ330Rからポンプ351Rへのブレーキ液の通過だけを許可するように接続されている。逆止弁353Rは、ポンプ351Rから入力ノード310Rへのブレーキ液の通過だけを許可するように接続されている。この逆止弁353Rは、ポンプ351Rに高圧なブレーキ液が印加されることを防止する。
モータユニット355は、ポンプ351F、351Rの駆動制御を行う。具体的には、モータユニット355は、ポンプ351F、351Rを駆動するモータと、モータの動作を制御するモータコントローラと、を含んでいる。モータコントローラは、ブレーキECU51から駆動指令を受け取り、受け取った駆動指令に応じたモータ駆動指令を生成する。そして、モータコントローラは、モータ駆動指令をモータに供給することにより、モータ、ひいては、ポンプ351F、351Rを駆動する。ポンプ351F、351Rを駆動することにより、リザーバ330F、330Rから入力ノード310F、310Rにブレーキ液を戻すことができる。
ポンプユニット350は、ポンプ351F、351Rが正常に作動しないことを自己検知する機能を備えている。ポンプ351F、351Rが正常に作動しないことを検知した場合、ポンプユニット350は、エラー信号をブレーキECU51に出力する。例えば、モータが故障した場合、ポンプ351F、351Rは正常に作動しない。モータコントローラは、モータに取り付けられたセンサからモータ回転状態情報を受け取り、モータ駆動指令とモータ回転状態情報とを比較することによって、モータが正常に作動しているか否かを判定することができる。モータが正常に作動しない場合、モータコントローラはエラー信号をブレーキECU51に出力する。
尚、ブレーキアクチュエータ300の構成は、図3で示されたものに限られない。ブレーキECU51からの指示に従ってブレーキ圧Pfl、Pfr、Prl、Prrをそれぞれ個別に制御することが可能であれば、どのような構成でも構わない。例えば、入力ノード310F、310Rの各々とマスターシリンダ100との間にマスターカット弁が設けられ、ポンプ351F、351Rの駆動によりブレーキ圧Pfl、Pfr、Prl、Prrを増加させることができるような構成でも構わない。
3.自動制動制御の2つのモード
ブレーキECU51は、ブレーキペダル52の操作に依らずに制動力を変化させる「自動制動制御」を行う。本実施の形態によれば、自動制動制御のモードとして、「第1モード」と「第2モード」の二種類が提供される。以下、第1モードと第2モードのそれぞれを詳しく説明する。
尚、以下の説明において、左前輪10FL、右前輪10FR、左後輪10RL、右後輪10RRのブレーキ圧とは、それぞれ、ホイールシリンダ54FL、54FR、54RL、54RRのブレーキ圧Pfl、Pfr、Prl、Prrを意味する。また、左前輪10FL、右前輪10FR、左後輪10RL、右後輪10RRに対する弁ユニットとは、それぞれ、ホイールシリンダ54FL、54FR、54RL、54RRに接続された弁ユニット320FL、320FR、320RL、320RRを意味する。
左前輪10FL、右前輪10FR、左後輪10RL、右後輪10RRのうちブレーキ圧が変更される車輪は、「対象車輪10T」と呼ばれる。対象車輪10Tに対する弁ユニットは、「弁ユニット320T」と呼ばれる。対象車輪10Tのブレーキ圧は、「ブレーキ圧Pt」と呼ばれる。対象車輪以外の車輪は、「非対象車輪10NT」と呼ばれる。非対象車輪10NTに対する弁ユニットは、「弁ユニット320NT」と呼ばれる。非対象車輪10NTのブレーキ圧は、「ブレーキ圧Pnt」と呼ばれる。
3−1.第1モード
図4は、第1モードにおけるマスター圧Pmと対象車輪10Tのブレーキ圧Ptを示すタイミングチャートである。横軸は時間を表し、縦軸は圧力を表している。対象車輪10Tに対する自動制動制御は、時刻tsから時刻teまでの期間実施される。
ブレーキECU51は、マスター圧変更装置200を動作させ、マスター圧Pmをある程度の大きさまで増加させる。その一方で、ブレーキECU51は、センサ群70から受け取る検出情報に基づき、自動制動制御に必要な対象車輪10Tのブレーキ圧Ptの目標値を算出する。その目標値は、以下「目標ブレーキ圧」と呼ばれる。ブレーキECU51は、目標ブレーキ圧が得られるようにブレーキアクチュエータ300を動作させる。
具体的には、非対象車輪10NTに関し、ブレーキECU51は、弁ユニット320NTの増圧弁321及び減圧弁322を閉じる。これにより、非対象車輪10NTのブレーキ圧Pntは、マスター圧Pmの影響を受けず、維持される。一方、対象車輪10Tに関し、ブレーキECU51は、目標ブレーキ圧が得られるように弁ユニット320Tの動作を制御する。具体的には、増圧弁321を開き、減圧弁322を閉じることにより、ブレーキ圧Ptを増加させることができる。一方、増圧弁321を閉じ、減圧弁322を開くことにより、ブレーキ圧Ptを減少させることができる。増圧弁321と減圧弁322の開閉を制御することによって、ブレーキ圧Ptを目標ブレーキ圧に制御することができる。
図4に示されるように、第1モードは、対象車輪10Tのブレーキ圧Ptがマスター圧Pmと連動して変化しないという特徴を有している。つまり、第1モードにおいて、ブレーキECU51は、ブレーキアクチュエータ300を動作させることによって、マスター圧Pmと連動しないように対象車輪10Tのブレーキ圧Ptを変える。
3−2.第2モード
図5は、第2モードにおけるマスター圧Pmと対象車輪10Tのブレーキ圧Ptを示すタイミングチャートである。図5における横軸及び縦軸は、図4の場合と同じである。第1モードの場合と異なり、第2モードは、対象車輪10Tのブレーキ圧Ptがマスター圧Pmと連動して変化するという特徴を有している。
図6を参照して、第2モードの実現方法を説明する。対象車輪10Tに関し、ブレーキECU51は、弁ユニット320Tの増圧弁321を開き、弁ユニット320Tの減圧弁322を閉じる。増圧弁321がノーマルオープン型であり、減圧弁322がノーマルクローズ型である場合、ブレーキECU51は、対象車輪10Tに対する弁ユニット320Tを操作する必要はない。一方、非対象車輪10NTに関し、ブレーキECU51は、弁ユニット320NTの増圧弁321及び減圧弁322を閉じる。
ブレーキECU51は、センサ群70から受け取る検出情報に基づき、自動制動制御に必要な対象車輪10Tの目標ブレーキ圧を算出する。そして、ブレーキECU51は、マスター圧Pmが目標ブレーキ圧となるようにマスター圧変更装置200を動作させる。つまり、ブレーキECU51は、目標ブレーキ圧と同じようにマスター圧Pmを変化させる。このとき、図6に示されるように、マスター圧Pmとほぼ同じブレーキ圧Ptが、弁ユニット320Tを通して対象車輪10Tに印加される。その結果、対象車輪10Tのブレーキ圧Ptは、マスター圧Pmと連動して変化することになる。一方、非対象車輪10NTのブレーキ圧Pntは、変わらずに維持される。
対象車輪が複数ある場合、対象車輪毎に目標ブレーキ圧が異なる可能性もある。この場合、ブレーキECU51は、マスター圧Pmが目標ブレーキ圧の最大値となるように、マスター圧変更装置200を動作させる。この場合でも、各時点において、いずれかの対象車輪10Tのブレーキ圧Ptがマスター圧Pmと連動して変化することに変わりはない。
このように、第2モードは、対象車輪10Tのブレーキ圧Ptがマスター圧Pmと連動して変化するという特徴を有している。つまり、第2モードにおいて、ブレーキECU51は、マスター圧変更装置200を動作させてマスター圧Pmを変え、マスター圧Pmと連動するように対象車輪10Tのブレーキ圧Ptを変える。
4.アンチロック制御
自動制動制御の一種である「アンチロック制御」を考える。アンチロック制御は、制動時に車輪のロックを防ぐための自動制動制御であり、ABS(Antilock Brake System)制御とも呼ばれている。
ブレーキECU51は、対象車輪10Tのブレーキ圧Ptを減らすことによってアンチロック制御を行う。上述の通り、対象車輪10Tのブレーキ圧Ptを変えるための手段としては、第1モードと第2モードの2種類が存在する。本実施の形態によれば、ブレーキECU51は、第1モードが利用可能か否かに応じて、第1モードと第2モードとを使い分ける。
一例として、図3で示されたブレーキアクチュエータ300のポンプユニット350が正常に作動しない場合を考える。この場合、ポンプ351F、351Rが正常に作動せず、リザーバ330F、330Rから入力ノード310F、310Rにブレーキ液を戻すことができない。よって、リザーバ330F、330Rが一杯になった後は、ブレーキ圧Pfl、Pfr、Prl、Prrを減少させることができなくなる。このことは、第1モードでのアンチロック制御を正常に実施することができないこと、つまり、第1モードが利用できないことを意味する。
従って、本実施の形態によれば、ブレーキECU51は、ポンプユニット350が正常に作動しないことを検知した場合、第1モードを禁止し、第2モードを許可する。例えば、ポンプユニット350は、ポンプ351F、351Rが正常に作動しないことを自己検知する機能を備えている。ポンプ351F、351Rが正常に作動しないことを検知した場合、ポンプユニット350は、エラー信号をブレーキECU51に出力する。ブレーキECU51は、エラー信号に応答して、第1モードを禁止し、第2モードを許可する。
他の例として、ブレーキECU51は、システムからの要請に応答して、第1モードを禁止し、第2モードを許可してもよい。
ブレーキ圧Pfl、Pfr、Prl、Prrの応答性の観点から言えば、第1モードの方が優れている。従って、第1モードが利用可能であれば、ブレーキECU51は、通常通り、第1モードでアンチロック制御を実施する。その意味で、第1モードを「通常モード」と呼ぶことができる。一方、第2モードを「擬似モード」あるいは「非常モード」と呼ぶことができる。
図7は、本実施の形態に係るアンチロック制御を要約的に示すフローチャートである。ブレーキECU51は、図7に示される処理フローを繰り返し実行する。
ステップS10:
ブレーキECU51は、センサ群70から検出情報を受け取り、車両1の走行状態を把握する。そして、ブレーキECU51は、その走行状態に基づいて、「ロック条件」が満たされているか否かを判定する。典型的には、ロック条件は、少なくとも1つの車輪のスリップ量あるいはスリップ率が閾値を超えることである。ロック条件が満たされた場合(ステップS10;Yes)、処理はステップS20に進む。一方、ロック条件が満たされていない場合(ステップS10;No)、今回のサイクルにおける処理は終了する。
ステップS20:
ブレーキECU51は、アンチロック制御を行う。このとき、ブレーキECU51は、第1モードが利用可能か否かを確認する(ステップS21)。第1モードが許可されている場合、つまり、第1モードが利用可能な場合、ブレーキECU51は、第1モードでアンチロック制御を行う(ステップS22)。一方、第1モードが禁止されている場合、つまり、第1モードが利用できない場合、ブレーキECU51は、第2モードでアンチロック制御を行う(ステップS23)。
以上に説明されたように、本実施の形態によれば、第1モード(通常モード)が利用できない場合であっても、第2モード(擬似モード)によってアンチロック制御を実施することが可能となる。よって、従来技術と比較して、アンチロック制御を実施することができる機会及び期間が増加し、安全性が向上する。
本実施の形態は、第1モードと第2モードの両方が存在するという“冗長性”を利用しているとも言える。すなわち、第1モードが利用できない場合、ブレーキECU51は、アンチロック制御を諦めるのではなく、第1モードの代わりに第2モードでのアンチロック制御を可能とする。本実施の形態は、アンチロック制御を簡単には放棄できないような状況(例えば、自動運転の最中)において特に有用である。
車両1が自動運転を行っている最中に、第1モードが利用できなくなった場合を考える。この場合であっても、アンチロック制御は無効とはならず、第2モードでのアンチロック制御は有効である。これにより、安全性が維持されるため、自動運転を継続することができる。すなわち、第1モードが利用できなくなったからといって、自動運転を中止する必要はない。本実施の形態によれば、自動運転の継続性を向上させることが可能である。
5.擬似モードのアンチロック制御の具体例
以下、擬似モード(第2モード)のアンチロック制御を詳しく説明する。まず、以下の説明で用いる用語の定義を行う。ある車輪が「ロック徴候」を示すとは、当該車輪のスリップ量あるいはスリップ率が閾値を超えることを意味する。ブレーキECU51は、各車輪の回転速度と車両1の速度とに基づいて、各車輪のスリップ量あるいはスリップ率を算出することができる。各車輪の回転速度は、車輪速センサ71FL、71FR、71RL、71RRによって検出される。車両1の速度は、車速センサ74によって検出される。あるいは、車両1の速度は、左前輪10FL、右前輪10FR、左後輪10RL、右後輪10RRの回転速度から算出されてもよい。ブレーキECU51は、ロック徴候を示すか否かを車輪毎に判定することができる。
図7で示されたように、ロック条件が満たされた場合(ステップS10;Yes)、ブレーキECU51はアンチロック制御を実施する。典型的には、ロック条件は、少なくとも1つの車輪がロック徴候を示すことである。ブレーキECU51は、少なくともロック徴候を示す車輪を対象車輪10Tに設定して、アンチロック制御を行う。
最もシンプルな形態として、全ての車輪を対象車輪10Tとすることが考えられる。この場合、ブレーキECU51は、全ての車輪に関して、増圧弁321を開き、減圧弁322を閉じる。増圧弁321がノーマルオープン型であり、減圧弁322がノーマルクローズ型である場合、ブレーキECU51は弁の開閉操作を行う必要がなく、好適である。そして、ブレーキECU51は、マスター圧Pmを下げることによって、全ての車輪のブレーキ圧Pfl、Pfr、Prl、Prrを減少させる。
図8は、マスター圧Pm及びブレーキ圧Pfl、Pfr、Prl、Prrの時間変化の一例を示すタイミングチャートである。横軸は時間を表し、縦軸は圧力を表している。また、図8には、左前輪10FL、右前輪10FR、左後輪10RL、及び右後輪10RRのそれぞれの車輪速の傾向も示されている。
時刻t0において、ブレーキECU51は、通常の制動制御を開始する。ブレーキECU51は、目標摩擦制動力に応じた目標マスター圧を算出し、マスター圧Pmを目標マスター圧まで増加させる。マスター圧Pmの増加に応答して、ブレーキ圧Pfl、Pfr、Prl、Prrも増加する。これにより、各車輪に制動力が発生し、車両1の速度が減少する。
制動中、右後輪10RRがロック徴候を示す。ブレーキECU51は、右後輪10RRのロック徴候を検出し、時刻tsにアンチロック制御を開始する。具体的には、ブレーキECU51は、マスター圧Pmを減少させる。マスター圧Pmの減少に応答して、全てのブレーキ圧Pfl、Pfr、Prl、Prrも減少する。少なくともブレーキ圧Prrが減少することにより、右後輪10RRのロック徴候が解消される。
ブレーキECU51は、右後輪10RRのロック徴候が解消されたことを検出し、時刻teにアンチロック制御を終了する。ブレーキECU51は、マスター圧Pmを元に戻し、それにより、ブレーキ圧Pfl、Pfr、Prl、Prrも元に戻る。
尚、本願発明は、全ての車輪を対象車輪10Tに設定する場合に限定されない。ロック徴候を示す車輪を対象車輪10Tに設定し、それ以外の車輪を非対象車輪10NTに設定してもよい。この場合、既出の図6で示されたように、ブレーキECU51は、非対象車輪10NTに対する増圧弁321を閉じる。但し、逆止弁323が存在しているため、マスター圧Pmが減少してブレーキ圧Pntより低くなると、逆止弁323を通ってブレーキ液が流れ、結局ブレーキ圧Pntも減少してしまう。擬似モードにおいて非対象車輪10NTのブレーキ圧Pntを変えずに維持するためには、逆止弁323を無効化する必要がある。
例えば、図9に示されるように、逆止弁323を無効化するためのノーマルオープン型の無効化弁324が設けられる。擬似モードのアンチロック制御を行う場合、ブレーキECU51は、非対象車輪10NTに対する増圧弁321及び無効化弁324を閉じる。これにより、マスター圧Pmを下げても、非対象車輪10NTのブレーキ圧Pntを変わらず維持することが可能となる。ブレーキECU51は、非対象車輪10NTのブレーキ圧Pntを維持したまま、対象車輪10Tのブレーキ圧Ptだけを下げることができる。
以下、アンチロック制御を開始するトリガーとなる「ロック条件」の様々な例を説明する。
5−1.第1の例
後輪10RL、10RRのいずれかでもロックすると、オーバーステア傾向が強まり、車両1はスピンしやすくなる。よって、後輪10RL、10RRの少なくとも1つがロック徴候を示す場合、ブレーキECU51はアンチロック制御を実施する。これにより、スピンを回避し、安定性を高めることができる。
また、前輪10FL、10FRのいずれかでもロックすると、操舵が効きにくくなる。よって、前輪10FL、10FRの少なくとも1つがロック徴候を示す場合、ブレーキECU51はアンチロック制御を実施する。これにより、操舵が効きにくくなる状態を回避し、安定性を高めることができる。
5−2.第2の例
第2の例では、全車輪が対象車輪10Tの場合を考える。全車輪が対象車輪10Tの場合、マスター圧Pmが減少すると、ロック徴候を示していない車輪のブレーキ圧も減少し、その分だけ制動力も弱まる。そこで、第2の例では、前輪10FL、10FRに関するロック条件が、第1の例よりも緩和される。
具体的には、前輪10FL、10FRの一方だけがロック徴候を示す段階では、ブレーキECU51はアンチロック制御を行わない。前輪10FL、10FRの両方がロック徴候を示すと、ブレーキECU51はアンチロック制御を行う。すなわち、ロック条件は、前輪10FL、10FRの一方だけがロック徴候を示すことを含まず、前輪10FL、10FRの両方がロック徴候を示すことを含む。これにより、前輪10FL、10FRのロック徴候に起因するアンチロック制御の機会が減る。結果として、より多くの制動力を確保することが可能となる。
後輪10RL、10RRに関するロック条件は、第1の例の場合と同じである。すなわち、後輪10RL、10RRの少なくとも1つがロック徴候を示す場合、前輪10FL、10FRの状態にかかわらず、ブレーキECU51はアンチロック制御を行う。これにより、スピンを回避することができる。第2の例は、スピンを回避しつつ、制動力をなるべく確保していると言える。
5−3.第3の例
第3の例は、第2の例の変形例である。第3の例では、ブレーキECU51は、車両1が直進しているか旋回しているかに応じて、前輪10FL、10FRに関するロック条件を変える。尚、車両1が直進しているか旋回しているかは、操舵角センサ72、横加速度センサ76、及びヨーレートセンサ78からの検出情報に基づいて判定可能である。
車両1が直進している場合は、操舵性よりも制動力を優先する。そのため、ロック条件は、第2の例の場合と同じに設定される。つまり、ロック条件は、前輪10FL、10FRの一方だけがロック徴候を示すことを含まず、前輪10FL、10FRの両方がロック徴候を示すことを含む。
一方、車両1が旋回している場合は、操舵性及び旋回性を優先する。そのため、ロック条件は、第1の例の場合と同じに設定される。つまり、ロック条件は、前輪10FL、10FRの少なくとも1つがロック徴候を示すことを含む。
このように、第3の例によれば、車両1の状況に応じて、前輪10FL、10FRに関するロック条件が設定される。これにより、車両1の状況に応じて優先度の高い特性を得ることが可能となる。
5−4.第4の例
第4の例は、第3の例の更なる変形例である。車両1が直進している場合のロック条件は、第3の例と同じである。一方、車両1が旋回している場合のロック条件は、ロック徴候を示す車輪が内前輪か外前輪かによって変わる。
旋回中、外前輪には内前輪よりも大きい荷重がかかる。その外前輪がロックすると、横力が大きく失われる。そこで、外前輪がロック傾向を示す場合、ブレーキECU51は、旋回性を維持するためアンチロック制御を実施する。一方、内前輪だけがロック傾向を示す場合、制動力を優先して、アンチロック制御を行わない。すなわち、車両1が旋回している場合、ロック条件は、内前輪だけがロック徴候を示すことを含まず、外前輪がロック徴候を示すことを含む。
このように、第4の例によれば、旋回中の旋回性と制動力をバランスよく実現することが可能となる。
5−5.第5の例
第5の例では、スプリットμ路を考える。スプリットμ路上では、摩擦係数(μ)が、左輪10FL、10RLの側と右輪10FR、10RRの側との間で異なる。ブレーキECU51は、左輪10FL、10RLと右輪10FR、10RRとの間でスリップ量あるいはスリップ率を対比することによって、車両1がスプリットμ路を走行しているか否かを判定することができる。
車両1がスプリットμ路を走行している場合、低μ側の車輪の方がロックしやすい。しかし、全車輪が対象車輪10Tの場合にマスター圧Pmが減少すると、高μ側のブレーキ圧も減少し、その分だけ制動力も弱まる。そこで、第5の例では、制動力をなるべく確保するため、低μ側のロック条件が第1の例よりも緩和される。
具体的には、低μ側の車輪だけがロック徴候を示す段階では、ブレーキECU51はアンチロック制御を行わない。高μ側の少なくとも1つの車輪がロック徴候を示すと、ブレーキECU51はアンチロック制御を行う。すなわち、ロック条件は、低μ側の車輪だけがロック徴候を示すことを含まず、高μ側の車輪がロック徴候を示すことを含む。これにより、より多くの制動力を確保することが可能となる。
尚、左輪10FL、10RLと右輪10FR、10RRとの間の制動力の差が大きくなると、ヨーレートが大きくなり、車両1がスピンしやすくなる。そこで、ブレーキECU51は、ヨーレートセンサ78からの検出情報に基づいて、ヨーレートを監視する。ヨーレートが基準値を超えた場合、ブレーキECU51は、マスター圧変更装置200を動作させてマスター圧Pmを減少させる。これにより、対象車輪10Tである全ての車輪のブレーキ圧も減少する。ブレーキ圧が減ると、左輪10FL、10RLと右輪10FR、10RRとの間の制動力の差も小さくなる。結果として、ヨーレートも小さくなり、スプリットμ路における安定性が確保される。
6.自動運転装置との連携
図10は、自動運転装置90を搭載した車両1の構成例を概略的に示している。自動運転装置90は、自動運転制御を行う。例えば、自動運転装置は、走行計画に沿って車両1を自動的に走らせる軌跡制御を行う。
自動運転装置90が軌跡制御を実施している場合、車両1が走行予定ルートから逸脱しないように、操舵性を確保することが好ましい。よって、自動運転装置90が軌跡制御を実施している場合のロック条件としては、上述の第1の例が好ましい。すなわち、前輪10FL、10FRの少なくとも1つがロック徴候を示す場合、ブレーキECU51はアンチロック制御を実施する。これにより、操舵性が確保され、軌跡制御を良好に実施することが可能となる。
アンチロック制御時のブレーキ圧の応答性の観点から言えば、通常モードの方が擬似モードよりも優れている。また、擬似モードにおいて全車輪が対象車輪10Tとなる場合の制動力は、通常モードの場合よりも小さくなる。これらのことから、擬似モードの場合、通常モードの場合と比較して、衝突回避に必要な時間が長くなる可能性がある。
そこで、擬似モードのアンチロック制御を行う場合、ブレーキECU51は、自動運転装置90に対して、“擬似モードの使用”を伝えると共に、次の(1)〜(4)のうち少なくとも1つを要求する。
(1)車間距離の増加:車間距離を予め増加させておくことにより、衝突回避を行いやすくなる。
(2)車速の低減:車速を予め下げておくことにより、衝突回避を行いやすくなる。
(3)運転者への通知:擬似モードの使用が通知されることにより、運転者は、通常モードの場合とは異なる運転感覚の原因を認識し、安心感を得ることができる。
(4)自動運転制御の再開の禁止:自動運転装置90は、その回の自動運転制御は継続するが、一度自動運転制御を停止した後は、自動運転制御を再開しない。これにより、通常モードが利用できないことによるリスクを回避する。
このように、本実施の形態によれば、擬似モードを考慮した自動運転制御が実現される。
1 車両
10 車輪
30 駆動制御装置
50 ブレーキ制御装置
51 ブレーキECU
52 ブレーキペダル
53 ストロークセンサ
54FL、54FR、54RL、54RR ホイールシリンダ
55 ブレーキ圧発生装置
70 センサ群
90 自動運転装置
100 マスターシリンダ
110 シリンダ
120 入力ピストン
121 第1出力ピストン
122 第2出力ピストン
130 離間空間
140 反力室
150 ストロークシミュレータ
160 第1マスター室
170 第2マスター室
180 サーボ室
200 マスター圧変更装置
210 高圧液源
220 増圧弁
230 減圧弁
300 ブレーキアクチュエータ
310F、310R 入力ノード
320FL、320FR、320RL、320RR 弁ユニット
321 増圧弁
322 減圧弁
323 逆止弁
324 無効化弁
330F、330R リザーバ
350 ポンプユニット
351F、351R ポンプ
355 モータユニット

Claims (18)

  1. 車両のブレーキ制御装置であって、
    マスター圧のブレーキ液を出力するマスターシリンダと、
    ブレーキペダルの操作に依らずに前記マスター圧を変更可能なマスター圧変更装置と、
    前記マスターシリンダから出力される前記ブレーキ液を各車輪のホイールシリンダに供給し、且つ、前記ホイールシリンダに供給される前記ブレーキ液のブレーキ圧を制御可能なブレーキアクチュエータと、
    制動時、前記ブレーキペダルの操作に依らずに対象車輪の前記ブレーキ圧を減らすことによって、車輪ロックを防ぐアンチロック制御を行う制御装置と
    を備え、
    前記アンチロック制御のモードは、通常モードと擬似モードとを含み、
    前記通常モードにおいて、前記制御装置は、前記対象車輪の前記ブレーキ圧の目標値が得られるように前記ブレーキアクチュエータを動作させ、
    前記擬似モードにおいて、前記制御装置は、前記マスター圧が前記目標値となるように前記マスター圧変更装置を動作させ、前記マスター圧と連動するように前記対象車輪の前記ブレーキ圧を変え、
    前記通常モードが利用できない場合、前記制御装置は、前記擬似モードで前記アンチロック制御を行う
    ブレーキ制御装置。
  2. 請求項1に記載のブレーキ制御装置であって、
    前記通常モードが利用できない場合は、前記ブレーキアクチュエータに含まれるポンプが利用できない場合である
    ブレーキ制御装置。
  3. 請求項1又は2に記載のブレーキ制御装置であって、
    前記ブレーキアクチュエータは、
    前記マスターシリンダから出力される前記ブレーキ液が入力される入力ノードと、
    各車輪について前記入力ノードと前記ホイールシリンダとの間に設けられた増圧弁と、
    各車輪について前記ホイールシリンダとリザーバとの間に設けられた減圧弁と、
    前記リザーバから前記入力ノードに前記ブレーキ液を戻すポンプと、
    を備える
    ブレーキ制御装置。
  4. 請求項3に記載のブレーキ制御装置であって、
    前記擬似モードにおいて、前記対象車輪は全ての車輪であり、
    前記制御装置は、前記全ての車輪に関し、前記増圧弁を開き、前記減圧弁を閉じ、前記マスター圧を下げることにより前記ブレーキ圧を減少させる
    ブレーキ制御装置。
  5. 請求項4に記載のブレーキ制御装置であって、
    前記増圧弁は、ノーマルオープン型であり、
    前記減圧弁は、ノーマルクローズ型である
    ブレーキ制御装置。
  6. 請求項3に記載のブレーキ制御装置であって、
    前記対象車輪以外の車輪は、非対象車輪であり、
    前記擬似モードにおいて、前記制御装置は、前記対象車輪に対する前記増圧弁を開き、前記対象車輪に対する前記減圧弁を閉じ、前記非対象車輪に対する前記増圧弁を閉じ、前記マスター圧を下げることによって、前記非対象車輪の前記ブレーキ圧を維持したまま前記対象車輪の前記ブレーキ圧を減少させる
    ブレーキ制御装置。
  7. 請求項6に記載のブレーキ制御装置であって、
    前記制御装置は、少なくとも1つの車輪のスリップ量あるいはスリップ率が閾値を超えた場合に、前記少なくとも1つの車輪を前記対象車輪として前記アンチロック制御を行う
    ブレーキ制御装置。
  8. 請求項1乃至5のいずれか一項に記載のブレーキ制御装置であって、
    前記擬似モードにおいて、前記制御装置は、ロック条件が満たされた場合に、全ての車輪を前記対象車輪として前記アンチロック制御を行い、
    前記ロック条件は、少なくとも1つの車輪がロック徴候を示すことであり、
    前記ロック徴候とは、スリップ量あるいはスリップ率が閾値を超えることである
    ブレーキ制御装置。
  9. 請求項8に記載のブレーキ制御装置であって、
    前記ロック条件は、少なくとも1つの後輪が前記ロック徴候を示すことを含む
    ブレーキ制御装置。
  10. 請求項9に記載のブレーキ制御装置であって、
    前記ロック条件は、少なくとも1つの前輪が前記ロック徴候を示すことを更に含む
    ブレーキ制御装置。
  11. 請求項9に記載のブレーキ制御装置であって、
    前記ロック条件は、左右の前輪の一方だけが前記ロック徴候を示すことを含まず、前記左右の前輪の両方が前記ロック徴候を示すことを更に含む
    ブレーキ制御装置。
  12. 請求項9に記載のブレーキ制御装置であって、
    前記車両が直進している場合、前記ロック条件は、左右の前輪の一方だけが前記ロック徴候を示すことを含まず、前記左右の前輪の両方が前記ロック徴候を示すことを更に含み、
    前記車両が旋回している場合、前記ロック条件は、前記左右の前輪の少なくとも一方が前記ロック徴候を示すことを更に含む
    ブレーキ制御装置。
  13. 請求項9に記載のブレーキ制御装置であって、
    前記車両が直進している場合、前記ロック条件は、左右の前輪の一方だけが前記ロック徴候を示すことを含まず、前記左右の前輪の両方が前記ロック徴候を示すことを更に含み、
    前記車両が旋回している場合、前記ロック条件は、前記左右の前輪のうち内輪だけが前記ロック徴候を示すことを含まず、前記左右の前輪のうち外輪が前記ロック徴候を示すことを更に含む
    ブレーキ制御装置。
  14. 請求項9に記載のブレーキ制御装置であって、
    前記車両は、自動運転制御を行う自動運転装置を備え、
    前記自動運転装置が前記車両の軌跡制御を実施している場合、前記ロック条件は、少なくとも1つの前輪が前記ロック徴候を示すことを更に含む
    ブレーキ制御装置。
  15. 請求項8に記載のブレーキ制御装置であって、
    前記車両がスプリットμ路を走行している場合、前記ロック条件は、低μ側の車輪だけが前記ロック徴候を示すことを含まず、高μ側の車輪が前記ロック徴候を示すことを含む
    ブレーキ制御装置。
  16. 請求項15に記載のブレーキ制御装置であって、
    前記制御装置は、前記車両のヨーレートを監視し、
    前記ヨーレートが基準値を超えた場合、前記制御装置は、前記マスター圧変更装置を動作させて前記マスター圧を減少させる
    ブレーキ制御装置。
  17. 請求項1乃至16のいずれか一項に記載のブレーキ制御装置であって、
    前記車両は、自動運転制御を行う自動運転装置を備え、
    前記擬似モードの前記アンチロック制御を行う場合、前記制御装置は、前記自動運転装置に対し、車間距離の増加、車速の低減、運転者への通知、及び前記自動運転制御の再開の禁止のうち少なくとも1つを要求する
    ブレーキ制御装置。
  18. 車両のブレーキ制御装置であって、
    マスター圧のブレーキ液を出力するマスターシリンダと、
    ブレーキペダルの操作に依らずに前記マスター圧を変更可能なマスター圧変更装置と、
    前記マスターシリンダから出力される前記ブレーキ液を各車輪のホイールシリンダに供給し、且つ、前記ホイールシリンダに供給される前記ブレーキ液のブレーキ圧を制御可能なブレーキアクチュエータと、
    制動時、前記ブレーキペダルの操作に依らずに対象車輪の前記ブレーキ圧を減らすことによって、車輪ロックを防ぐアンチロック制御を行う制御装置と
    を備え、
    前記ブレーキアクチュエータに含まれるポンプが利用できない場合、前記制御装置は、擬似モードで前記アンチロック制御を行い、
    前記擬似モードにおいて、前記制御装置は、前記マスター圧が前記対象車輪の前記ブレーキ圧の目標値となるように前記マスター圧変更装置を動作させ、前記マスター圧と連動するように前記対象車輪の前記ブレーキ圧を変える
    ブレーキ制御装置。
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