JP7331379B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両制御装置に関する。

現在の車両では、駐車プロセス中に自律的に速度制御する機能が提供されることが増えてきている。その機能は、車両の周辺状況などを各種センサによって認識し、駐車位置までの車両速度調整を自動的に制御する。
このとき一般に、駆動力と制動力を並行して動的に制御することで、車両の速度を調整している。

さらに、特許文献１では、自動的に車両の速度制御を実施するシステムにおいて、液圧ブレーキが不具合により制動力を発生できないときに、電動ブレーキ（パーキングブレーキ）が代わりに応答良く制動力を発生させ、安全性を向上させることが開示されている。

特許第６４０８５８５号公報

しかしながら、従来技術では、坂路など、道路の状態によっては、駆動力と制動力を並行して動的に制御すると、それぞれの制御応答性や精度の違いにより、制御干渉が発生することがあり、それを防ぐために制御が複雑になってしまう場合があった。また、液圧ブレーキに不具合があった際に、その不具合を電動ブレーキの制御装置が検知することが遅れることや、液圧ブレーキと電動ブレーキの制御装置が統合されて構成されている場合に、電動ブレーキにより狙い通りの制動力を実現できないことがあった。

そこで、本発明の課題は、駆動力と制動力の制御を簡素化することができ、安全性の高い車両制御装置を提供することである。

本発明は、例えば、車両の車輪が発生する駆動力を制御する駆動力制御部と、前記車輪が発生する制動力を制御する制動力制御部と、を備える車両制御装置であって、前記駆動力制御部が第１所定量の前記駆動力を発生させるとともに、前記制動力制御部が第２所定量の前記制動力を発生させることで、前記車両の速度を一定に制御し、前記駆動力制御部による前記駆動力の制御と、前記制動力制御部による前記制動力の制御の一方を行うことで、加速、減速のいずれも制御可能である。このとき、車両の速度を一定に制御する場合において、平地での走行時であれば、第１所定量と第２所定量は同等の値であり、登坂または降坂での走行時であれば、第２所定量は重力加速分を考慮した第１所定量とは異なる値となる。

また、上記の車両制御装置では、例えば、前記車両は、前記車輪に制動力を発生させる装置として、制動力発生のためのエネルギー供給が無くなった後も前記エネルギー供給が無くなる前の制動力を保持できる制動力保持機構付きブレーキ装置を備えており、前記車両の走行中に、前記制動力制御部は、前記制動力保持機構付きブレーキ装置を制御して前記第２所定量よりも小さい第３所定量以上の電動制動力を発生させる。

また、上記の車両制御装置では、例えば、前記車両は、前記車輪に制動力を発生させる装置として、前記制動力保持機構付きブレーキ装置としてのＥＰＢと、液圧ブレーキ装置と、を備え、前記ＥＰＢと前記液圧ブレーキ装置は、それぞれの制動力の大きいほうが選択的に作用するように構成されており、前記車両の走行中に、前記制動力制御部は、前記ＥＰＢを制御して前記電動制動力を発生させる指示を出力しているときに、前記駆動力と前記車両の加速度の関係に基いて、前記ＥＰＢが正常に作動しているか否かを判定する。

また、上記の車両制御装置では、例えば、前記車両は、前記車輪に制動力を発生させる装置として、ＥＰＢと、液圧ブレーキ装置と、を備え、前記ＥＰＢと前記液圧ブレーキ装置は、それぞれの制動力の大きいほうが選択的に作用するように構成されており、前記車両の停車中に、前記制動力制御部は、前記ＥＰＢを制御して前記第２所定量よりも大きい第４所定量の前記電動制動力を発生させ、その後、前記車両を発進させる前に、前記ＥＰＢを制御して前記電動制動力を前記第２所定量よりも小さい第３所定量まで下げる。

また、上記の車両制御装置では、例えば、前記制動力制御部は、前記車両を発進させる前に、前記ＥＰＢを制御して前記電動制動力を前記第３所定量まで下げる場合に、前記電動制動力を解除するリリース制御における制動機構駆動モータの電流特性に基いて前記電動制動力を推定することで、前記電動制動力を調整する。

図１は、第１実施形態の車両用ブレーキ装置の全体概要を示す模式図である。 図２は、第１実施形態の車両用ブレーキ装置に備えられる後輪系の車輪ブレーキ機構の断面模式図である。 図３は、第１実施形態における車両制御時の各物理量の経時変化の様子の例を示すタイムチャートである。 図４は、第１実施形態の車両制御装置による処理を示すフローチャートである。 図５は、第２実施形態における車両制御時の各物理量の経時変化の様子の例を示すタイムチャートである。 図６は、第２実施形態において車両発進前に電動制動力を低下させるときの各物理量の経時変化の様子の例を示すタイムチャートである。 図７は、第２実施形態の車両制御装置による処理を示すフローチャートである。 図８は、第３実施形態における車両制御時の各物理量の経時変化の様子の例を示すタイムチャートである。 図９は、第３実施形態の車両制御装置による処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の例示的な実施形態（第１実施形態～第３実施形態）が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果（効果）は、例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、以下の構成によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）のうち少なくとも一つを得ることが可能である。

（第１実施形態）
第１実施形態では、後輪系にディスクブレーキタイプのＥＰＢ（Electric Parking Brake）を適用している車両用ブレーキ装置を例に挙げて説明する。図１は、第１実施形態の車両用ブレーキ装置の全体概要を示す模式図である。図２は、第１実施形態の車両用ブレーキ装置に備えられる後輪系の車輪ブレーキ機構の断面模式図である。以下、これらの図を参照して説明する。

図１に示すように、第１実施形態の車両用ブレーキ装置は、サービスブレーキ１（液圧ブレーキ装置）と、ＥＰＢ２と、を備えている。

サービスブレーキ１は、運転者によるブレーキペダル３の踏み込みに基いて、車輪と一体に回転するブレーキディスク１２に向けて、液圧によってブレーキパッド１１を押圧して、サービスブレーキ力（液圧制動力）を発生させる液圧ブレーキ機構である。具体的には、サービスブレーキ１は、運転者によるブレーキペダル３の踏み込みに応じた踏力を倍力装置４にて倍力したのち、この倍力された踏力に応じたブレーキ液圧をマスタシリンダ（以下、Ｍ／Ｃという。）５内に発生させる。そして、このブレーキ液圧を各車輪の車輪ブレーキ機構に備えられたホイールシリンダ（以下、Ｗ／Ｃという。）６に伝えることでサービスブレーキ力を発生させる。また、Ｍ／Ｃ５とＷ／Ｃ６との間にブレーキ液圧制御用のアクチュエータ７が備えられている。アクチュエータ７は、サービスブレーキ１により発生させるサービスブレーキ力を調整し、車両の安全性を向上させるための各種制御（例えば、アンチスキッド制御等）を行う。

アクチュエータ７を用いた各種制御は、サービスブレーキ力を制御するＥＳＣ（Electronic Stability Control）－ＥＣＵ８にて実行される。例えば、アクチュエータ７に備えられる図示しない各種制御弁やポンプ駆動用のモータを制御するための制御電流をＥＳＣ－ＥＣＵ８が出力することにより、アクチュエータ７に備えられる液圧回路を制御し、Ｗ／Ｃ６に伝えられるＷ／Ｃ圧を制御する。これにより、車輪スリップの回避などを行い、車両の安全性を向上させる。

例えば、アクチュエータ７は、各車輪毎に、Ｗ／Ｃ６に対してＭ／Ｃ５内に発生させられたブレーキ液圧もしくはポンプ駆動により発生させられたブレーキ液圧が加えられることを制御する増圧制御弁や、各Ｗ／Ｃ６内のブレーキ液をリザーバに供給することでＷ／Ｃ圧を減少させる減圧制御弁等を備えており、Ｗ／Ｃ圧を増圧・保持・減圧制御できる構成とされている。また、アクチュエータ７は、サービスブレーキ１の自動加圧機能を実現可能にしており、ポンプ駆動および各種制御弁の制御に基いて、ブレーキ操作がない状態であっても自動的にＷ／Ｃ６を加圧できる。

一方、ＥＰＢ２は、モータ１０によって車輪ブレーキ機構を駆動させることで電動制動力を発生させるものであり、モータ１０の駆動を制御するＥＰＢ－ＥＣＵ９（制動力制御部）を有して構成されている。具体的には、例えば、ＥＰＢ２は、駐車時に車両が意図しない移動をしないように、ブレーキディスク１２に向けて、モータ１０を駆動することによってブレーキパッド１１を押圧して、電動制動力を発生させる。なお、ＥＰＢ－ＥＣＵ９とＥＳＣ－ＥＣＵ８は、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）通信によって情報の送受信を行う。

車輪ブレーキ機構は、第１実施形態の車両用ブレーキ装置においてブレーキ力を発生させる機械的構造であり、まず、前輪系の車輪ブレーキ機構はサービスブレーキ１の操作によってサービスブレーキ力を発生させる構造とされている。一方、後輪系の車輪ブレーキ機構は、サービスブレーキ１の操作とＥＰＢ２の操作の双方に対してブレーキ力を発生させる共用の構造とされている。前輪系の車輪ブレーキ機構は、後輪系の車輪ブレーキ機構に対して、ＥＰＢ２の操作に基いて電動制動力を発生させる機構をなくした従来から一般的に用いられている車輪ブレーキ機構であるため、ここでは説明を省略し、以下では後輪系の車輪ブレーキ機構について説明する。

後輪系の車輪ブレーキ機構では、サービスブレーキ１を作動させたときだけでなくＥＰＢ２を作動させたときにも、図２に示す摩擦材であるブレーキパッド１１を押圧し、ブレーキパッド１１によって被摩擦材であるブレーキディスク１２（１２ＲＬ、１２ＲＲ、１２ＦＲ、１２ＦＬ）を挟み込むことにより、ブレーキパッド１１とブレーキディスク１２との間に摩擦力を発生させ、ブレーキ力を発生させる。

具体的には、車輪ブレーキ機構は、図１に示すキャリパ１３内において、図２に示すようにブレーキパッド１１を押圧するためのＷ／Ｃ６のボディ１４に直接固定されているモータ１０を回転させることにより、モータ１０の駆動軸１０ａに備えられた平歯車１５を回転させる。そして、平歯車１５に噛合わされた平歯車１６にモータ１０の回転力（出力）を伝えることによりブレーキパッド１１を移動させ、ＥＰＢ２による電動制動力を発生させる。

キャリパ１３内には、Ｗ／Ｃ６およびブレーキパッド１１に加えて、ブレーキパッド１１に挟み込まれるようにしてブレーキディスク１２の端面の一部が収容されている。Ｗ／Ｃ６は、シリンダ状のボディ１４の中空部１４ａ内に通路１４ｂを通じてブレーキ液圧を導入することで、ブレーキ液収容室である中空部１４ａ内にＷ／Ｃ圧を発生させられるようになっており、中空部１４ａ内に回転軸１７、推進軸１８、ピストン１９などを備えて構成されている。

回転軸１７は、一端がボディ１４に形成された挿入孔１４ｃを通じて平歯車１６に連結され、平歯車１６が回動させられると、平歯車１６の回動に伴って回動させられる。この回転軸１７における平歯車１６と連結された端部とは反対側の端部において、回転軸１７の外周面には雄ネジ溝１７ａが形成されている。一方、回転軸１７の他端は、挿入孔１４ｃに挿入されることで軸支されている。具体的には、挿入孔１４ｃには、Ｏリング２０と共に軸受け２１が備えられており、Ｏリング２０にて回転軸１７と挿入孔１４ｃの内壁面との間を通じてブレーキ液が漏れ出さないようにされながら、軸受け２１により回転軸１７の他端を軸支持している。

推進軸１８は、中空状の筒部材からなるナットにて構成され、内壁面に回転軸１７の雄ネジ溝１７ａと螺合する雌ネジ溝１８ａが形成されている。この推進軸１８は、例えば回転防止用のキーを備えた円柱状もしくは多角柱状に構成されることで、回転軸１７が回動しても回転軸１７の回動中心を中心として回動させられない構造になっている。このため、回転軸１７が回動させられると、雄ネジ溝１７ａと雌ネジ溝１８ａとの噛合いにより、回転軸１７の回転力を回転軸１７の軸方向に推進軸１８を移動させる力に変換する。推進軸１８は、モータ１０の駆動が停止されると、雄ネジ溝１７ａと雌ネジ溝１８ａとの噛合いによる摩擦力により同じ位置で止まるようになっており、目標とする電動制動力になったときにモータ１０の駆動を停止すれば、推進軸１８がその位置で保持され、所望の電動制動力を保持してセルフロック（以下、単に「ロック」という。）できるようになっている。

ピストン１９は、推進軸１８の外周を囲むように配置されるもので、有底の円筒部材もしくは多角筒部材にて構成され、外周面がボディ１４に形成された中空部１４ａの内壁面と接するように配置されている。ピストン１９の外周面とボディ１４の内壁面との間のブレーキ液漏れが生じないように、ボディ１４の内壁面にシール部材２２が備えられ、ピストン１９の端面にＷ／Ｃ圧を付与できる構造とされている。シール部材２２は、ロック制御後のリリース制御時にピストン１９を引き戻すための反力を発生させるために用いられる。このシール部材２２を備えてあるため、基本的には旋回中に傾斜したブレーキディスク１２によってブレーキパッド１１およびピストン１９がシール部材２２の弾性変形量を超えない範囲で押し込まれても、それらをブレーキディスク１２側に押し戻してブレーキディスク１２とブレーキパッド１１との間が所定のクリアランス（図２のクリアランスＣ２）で保持されるようにできる。

また、ピストン１９は、回転軸１７が回転しても回転軸１７の回動中心を中心として回動させられないように、推進軸１８に回転防止用のキーが備えられる場合にはそのキーが摺動するキー溝が備えられ、推進軸１８が多角柱状とされる場合にはそれと対応する形状の多角筒状とされる。

このピストン１９の先端にブレーキパッド１１が配置され、ピストン１９の移動に伴ってブレーキパッド１１を紙面左右方向に移動させるようになっている。具体的には、ピストン１９は、推進軸１８の移動に伴って紙面左方向に移動可能で、かつ、ピストン１９の端部（ブレーキパッド１１が配置された端部と反対側の端部）にＷ／Ｃ圧が付与されることで推進軸１８から独立して紙面左方向に移動可能な構成とされている。そして、推進軸１８が通常リリースのときの待機位置であるリリース位置（モータ１０が回転させられる前の状態）のときに、中空部１４ａ内のブレーキ液圧が付与されていない状態（Ｗ／Ｃ圧＝０）であれば、後述するシール部材２２の弾性力によりピストン１９が紙面右方向に移動させられ、ブレーキパッド１１をブレーキディスク１２から離間させられるようになっている。

また、モータ１０が回転させられて推進軸１８が初期位置から紙面左方向に移動させられているときには、Ｗ／Ｃ圧がゼロになっても、移動した推進軸１８によってピストン１９の紙面右方向への移動が規制され、ブレーキパッド１１がその場所で保持される。なお、図２のクリアランスＣ１は、推進軸１８の先端とピストン１９の間の距離を示す。ＥＰＢのリリース完了後、推進軸１８は、ボディ１４に対し位置固定される。

このように構成された車輪ブレーキ機構では、サービスブレーキ１が操作されると、それにより発生させられたＷ／Ｃ圧に基いてピストン１９が紙面左方向に移動させられることでブレーキパッド１１がブレーキディスク１２に押圧され、サービスブレーキ力を発生させる。また、ＥＰＢ２が操作されると、モータ１０が駆動されることで平歯車１５が回転させられ、それに伴って平歯車１６および回転軸１７が回転させられるため、雄ネジ溝１７ａおよび雌ネジ溝１８ａの噛合いに基いて推進軸１８がブレーキディスク１２側（紙面左方向）に移動させられる。そして、それに伴って推進軸１８の先端がピストン１９に当接してピストン１９を押圧し、ピストン１９も同方向に移動させられることでブレーキパッド１１がブレーキディスク１２に押圧され、電動制動力を発生させる。このため、サービスブレーキ１の操作とＥＰＢ２の操作の双方に対してブレーキ力を発生させる共用の車輪ブレーキ機構とすることが可能となる。

なお、第１実施形態の車両用ブレーキ装置では、モータ１０の電流を検出する電流センサ（不図示）による電流検出値を確認することにより、ＥＰＢ２による電動制動力の発生状態を確認したり、その電流検出値を認識したりすることができるようになっている。

前後Ｇセンサ２５は、車両の前後方向（進行方向）のＧ（加速度）を検出し、検出信号をＥＰＢ－ＥＣＵ９に送信する。

Ｍ／Ｃ圧センサ２６は、Ｍ／Ｃ５におけるＭ／Ｃ圧を検出して、検出信号をＥＰＢ－ＥＣＵ９に送信する。

温度センサ２８は、車輪ブレーキ機構（例えばブレーキディスク）の温度を検出して、検出信号をＥＰＢ－ＥＣＵ９に送信する。

車輪速センサ２９は、各車輪の回転速度を検出し、検出信号をＥＰＢ－ＥＣＵ９に送信する。なお、車輪速センサ２９は、実際には各車輪に対応して１つずつ設けられるが、ここでは、詳細な図示や説明を省略する。

ＥＰＢ－ＥＣＵ９は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなどを備えた周知のマイクロコンピュータによって構成され、ＲＯＭなどに記憶されたプログラムにしたがってモータ１０の回転を制御することにより駐車ブレーキ制御を行うものである。

ＥＰＢ－ＥＣＵ９は、例えば車室内のインストルメントパネル（図示せず）に備えられた操作ＳＷ（スイッチ）２３の操作状態に応じた信号等を入力し、操作ＳＷ２３の操作状態に応じてモータ１０を駆動する。さらに、ＥＰＢ－ＥＣＵ９は、モータ１０の電流検出値に基いてロック制御やリリース制御などを実行するものであり、その制御状態に基いてロック制御中であることやロック制御によって車輪がロック状態であること、および、リリース制御中であることやリリース制御によって車輪がリリース状態（ＥＰＢ解除状態）であることを認識する。そして、ＥＰＢ－ＥＣＵ９は、インストルメントパネルに備えられた表示ランプ２４に対し、各種表示を行わせるための信号を出力する。

以上のように構成された車両用ブレーキ装置では、基本的には、車両走行時にサービスブレーキ１によってサービスブレーキ力を発生させることで車両に制動力を発生させるという動作を行う。また、サービスブレーキ１によって車両が停車した際に、運転者が操作ＳＷ２３を押下してＥＰＢ２を作動させて電動制動力を発生させることで停車状態を維持したり、その後に電動制動力を解除したりするという動作を行う。すなわち、サービスブレーキ１の動作としては、車両走行時に運転者によるブレーキペダル３の操作が行われると、Ｍ／Ｃ５に発生したブレーキ液圧がＷ／Ｃ６に伝えられることでサービスブレーキ力を発生させる。また、ＥＰＢ２の動作としては、モータ１０を駆動することでピストン１９を移動させ、ブレーキパッド１１をブレーキディスク１２に押し付けることで電動制動力を発生させて車輪をロック状態にしたり、ブレーキパッド１１をブレーキディスク１２から離すことで電動制動力を解除して車輪をリリース状態にしたりする。

具体的には、ロック・リリース制御により、電動制動力を発生させたり解除したりする。ロック制御では、モータ１０を正回転させることによりＥＰＢ２を作動させ、ＥＰＢ２にて所望の電動制動力を発生させられる位置でモータ１０の回転を停止し、この状態を維持する。これにより、所望の電動制動力を発生させる。リリース制御では、モータ１０を逆回転させることによりＥＰＢ２を作動させ、ＥＰＢ２にて発生させられている電動制動力を解除する。

また、車両の走行時であっても、例えば、緊急時、自動運転時、サービスブレーキ１の故障時等、ＥＰＢ２を使用することが有効な場面もあるので、それらの場面ではＥＰＢ２を使用してもよい。また、例えば、自動運転において、制動力を発生させる手段としてＥＰＢ２を使用してもよい。

車両制御装置は、車両の車輪が発生する駆動力を制御する駆動力制御部（不図示）と、車輪が発生する制動力を制御する制動力制御部（ＥＳＣ－ＥＣＵ８、ＥＰＢ－ＥＣＵ９）と、を備える。この第１実施形態では、車両制御装置は、駆動力制御部が第１所定量の駆動力を発生させるとともに、制動力制御部が第２所定量の制動力を発生させることで、車両の速度を一定に制御する。車両の速度を一定に制御する場合において、平地での走行時であれば、第１所定量と第２所定量は同等の値であり、登坂または降坂での走行時であれば、第２所定量は重力加速分を考慮した第１所定量とは異なる値となる。そして、駆動力制御部による駆動力の制御と、制動力制御部による制動力の制御の一方を行うことで、加速、減速のいずれも制御可能となっている。つまり、車両制御装置は、駆動力と制動力をつり合わせるように制御することで車両の速度を一定にすることができ、また、その状態から駆動力と制動力のいずれか一方を動的に制御することで、加速と減速の両方を実現することができる。

図３は、第１実施形態における車両制御時の各物理量の経時変化の様子の例を示すタイムチャートである。図３において、（ａ）は車体速度を示し、（ｂ）は車体加速度を示し、（ｃ）は駆動力を示し、（ｄ）は制動力（液圧制動力、電動制動力）を示す。
なお、以下の各実施形態は車両が平地を走行する状況の実施例を示したものであり、従って駆動力制御部が発生する第１所定量と制動力制御部が発生する第２所定量は同等の値である。上述したように、車両が登坂または降坂を走行する状況では第１所定量と第２所定量は異なる値を示すことになる。

車両が停車している時刻ｔ１において、駆動力と制動力の両方を発生させるが、制動力のほうを大きくすることで、車両の停車状態を維持できる。その後、時刻ｔ２において、車両を発進させる場合、駆動力を固定したままで、制動力を駆動力以下に下げることで、車両を発進させることができる。その後、時刻ｔ９まで、駆動力を固定したままで、制動力を動的に制御することで、駆動力が制動力より大きい時間帯は車両を加速させ、駆動力が制動力より小さい時間帯は車両を減速させることができる。

その後、時刻ｔ９から時刻ｔ１０までは、駆動力と制動力をつり合わせることで、車体加速度をゼロにし、車体速度を一定とすることができる。

また、時刻ｔ１０から時刻ｔ１３までは、制動力を固定したままで、駆動力を動的に制御することで、駆動力が制動力より大きい時間帯は車両を加速させ、駆動力が制動力より小さい時間帯は車両を減速させることができる。

その後、時刻ｔ１３から時刻ｔ１４までは、駆動力と制動力をつり合わせることで、車体加速度をゼロにし、車体速度を一定とすることができる。

また、時刻ｔ１４以降において、駆動力を固定したままで、制動力を動的に制御することで、駆動力が制動力より大きい時間帯は車両を加速させ、駆動力が制動力より小さい時間帯は車両を減速させることができる。

図４は、第１実施形態の車両制御装置による処理を示すフローチャートである。なお、以下の説明において、駆動力制御の説明は省略するが、図３（ｃ）に示すような駆動力を発生させるものとする。

車両の停車中に、ステップＳ１において（図３の時刻ｔ１）、制動力駆動部（ＥＳＣ－ＥＣＵ８、ＥＰＢ－ＥＣＵ９の少なくともいずれか）は、制動装置（サービスブレーキ１、ＥＰＢ２の少なくともいずれか）を制御して、第２所定量よりも大きい第４所定量（図３（ｄ）の時刻ｔ１～ｔ２の制動力の大きさ）の制動力を発生させる。

次に、ステップＳ２において、車両制御装置は、車両の発進要求（例えば、運転者による発進操作時や、自動運転（自動駐車を含む。）における発進判定時）があるか否かを判定し、Ｙｅｓの場合はステップＳ３に進み、Ｎｏの場合はステップＳ２に戻る。

ステップＳ３において（図３の時刻ｔ２）、制動力駆動部は、制動装置を制御して、制動力を第２所定量よりも小さい第３所定量（図３（ｄ）の時刻ｔ２～ｔ３の制動力の大きさ）まで低下させる。

ステップＳ４において、車両制御装置は、駆動力と制動力の一方を固定し、他方を可変とする制御により、車両の加速度、速度を調整する（図３の時刻ｔ２以降）。

このように、第１実施形態の車両制御装置によれば、駆動力と制動力の一方を固定し、他方を可変とする制御により、車両の加速度、速度を調整することができるので、駆動力と制動力の制御を簡素化するとともに、安全性を高めることができる。

例えば、車両がアップダウンを繰り返すような道を走行する場合、従来技術のように駆動力と制動力を並行して動的に制御すると、制御が複雑になるだけでなく、駆動力や制動力が無駄に発生したり、制御が不安定になって乗り心地が悪くなったりすることがあるという問題がある。一方、第１実施形態の車両制御装置によれば、駆動力と制動力の一方を固定し、他方を可変とする制御により、車両の加速度、速度を調整することができるので、制御が簡素化され、そのような問題の発生を回避または低減できる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。第１実施形態と同様の事項については説明を適宜省略する。なお、サービスブレーキ１とＥＰＢ２は、それぞれの制動力の大きいほうが選択的に作用するように構成されている。具体的には、図２に示す推進軸１８が紙面左方向に移動した状態でモータ１０が停止している場合、液圧が無くても電動制動力は維持され、また、その電動制動力よりも大きい液圧制動力があるとその液圧制動力が発生する。したがって、推進軸１８が紙面左方向にある程度移動した状態にしておけば、液圧ブレーキ装置が失陥した場合でも、制動力がゼロになってしまう事態を回避でき、より安全性の高い車両制御を実現することができる。

また、ＥＰＢ２は、制動力発生のためのエネルギー供給が無くなった後もエネルギー供給が無くなる前の制動力を保持できる制動力保持機構付きブレーキ装置の一例である。そして、車両の走行中に、制動力制御部は、ＥＰＢ２を制御して第２所定量よりも小さい第３所定量以上の電動制動力を発生させることで、正常時の制御に対する影響を減らすことができる。なお、制動力保持機構付きブレーキ装置は、ＥＰＢに限定されず、例えば、ノーマルクローズの電磁弁などで故障時に液圧保持できるような構成でもよい。そのような構成にすれば、第２所定量以上の制動力を発生させて、故障発生の場合でもその液圧を保持できる。ここでエネルギーとは、制動力保持機能付きブレーキ装置がＥＰＢ２であればモータ１０を回転させるために供給される電流であり、電磁弁であれば当該電磁弁を開閉させるために供給される電流である。

図５は、第２実施形態における車両制御時の各物理量の経時変化の様子の例を示すタイムチャートである。図５において、（ａ）は車体速度を示し、（ｂ）は車体加速度を示し、（ｃ）は駆動力を示し、（ｄ）は制動力を示す。また、（ｅ）は液圧制動力を示し、（ｆ）は電動制動力を示す。そして、液圧制動力と電動制動力の大きいほうが選択的に制動力として作用するので、つまり、（ｄ）の制動力は、各時刻において、（ｅ）の液圧制動力と（ｆ）の電動制動力の大きいほうに対応する。

車両が停車している時刻ｔ２１において、駆動力と制動力の両方を発生させるが、制動力のほうを大きくすることで、車両の停車状態を維持できる。また、電動制動力は、時刻ｔ２１で第４所定量まで上げて、時刻ｔ２２で第３所定量まで下げ、以降その状態を維持する。一方、液圧制動力は、時刻ｔ２１で第４所定量まで上げて、車両を発進させる時刻ｔ２３で第３所定量まで下げる。つまり、時刻ｔ２３において、駆動力を固定したままで、制動力を駆動力以下に下げることで、車両を発進させることができる。その後、時刻ｔ３０まで、駆動力を固定したままで、液圧制動力を動的に制御することで、駆動力が制動力より大きい時間帯は車両を加速させ、駆動力が制動力より小さい時間帯は車両を減速させることができる。

その後、時刻ｔ３０から時刻ｔ３１までは、液圧制動力を駆動力と同等に維持して、駆動力と制動力をつり合わせることで、車体加速度をゼロにし、車体速度を一定とすることができる。

また、時刻ｔ３１から時刻ｔ３４までは、制動力を固定したままで、駆動力を動的に制御することで、駆動力が制動力より大きい時間帯は車両を加速させ、駆動力が制動力より小さい時間帯は車両を減速させることができる。

その後、時刻ｔ３４から時刻ｔ３５までは、液圧制動力を駆動力と同等に維持して、駆動力と制動力をつり合わせることで、車体加速度をゼロにし、車体速度を一定とすることができる。

また、時刻ｔ３５以降において、駆動力を固定したままで、液圧制動力を動的に制御することで、駆動力が制動力より大きい時間帯は車両を加速させ、駆動力が制動力より小さい時間帯は車両を減速させることができる。

ここで、図６は、第２実施形態において車両発進前に電動制動力を低下させるとき（図５の時刻ｔ２２）の各物理量の経時変化の様子の例を示すタイムチャートである。図６において、（ａ）は電動制動力を示し、（ｂ）はＥＰＢモータ電流値（モータ１０の電流値）を示す。

車両の停車中に、ＥＰＢ－ＥＣＵ９は、ＥＰＢ２を制御して第２所定量よりも大きい第４所定量の電動制動力を発生させ（図５（ｆ）の時刻ｔ２１）、その後、車両を発進させる前に、ＥＰＢ２を制御して電動制動力を第３所定量まで下げる（図５（ｆ）の時刻ｔ２２）。

また、ＥＰＢ－ＥＣＵ９は、車両を発進させる前に、ＥＰＢ２を制御して電動制動力を第３所定量まで下げる場合に、電動制動力を解除するリリース制御におけるモータ１０（制動機構駆動モータ）の電流特性（例として図６（ｂ）の「ＥＰＢモータ電流値」）に基いて電動制動力を推定することで、電動制動力を調整する。つまり、ＥＰＢ－ＥＣＵ９は、ＥＰＢモータ電流値に基いて、図６の時刻ｔ２１～ｔ２４にロック制御を行った後、時刻ｔ２５～ｔ２６にリリース制御を行って電動制動力を所望の値まで下げることができる。また、その後、ＥＰＢ－ＥＣＵ９は、ＥＰＢモータ電流値に基いて、図６の時刻ｔ２７～ｔ２８にリリース制御を行って電動制動力を別の所望の値まで下げることができる。

図７は、第２実施形態の車両制御装置による処理を示すフローチャートである。ここでは、図５の時刻ｔ２１の直後を起点とする。車両の停車中に、ステップＳ１１において（図５の時刻ｔ２２）、ＥＰＢ－ＥＣＵ９は、ＥＰＢ２を制御して、電動制動力を第３所定量（図５（ｄ）の時刻ｔ２２以降の電動制動力の大きさ）まで低下させる。

次に、ステップＳ１２において、車両制御装置は、車両の発進要求（例えば、運転者による発進操作時や、自動運転（自動駐車を含む。）における発進判定時）があるか否かを判定し、Ｙｅｓの場合はステップＳ１３に進み、Ｎｏの場合はステップＳ１２に戻る。

ステップＳ１３において、車両制御装置は、電動制動力を固定した状態で、駆動力と液圧制動力の一方を固定し、他方を可変とする制御により、車両の加速度、速度を調整する（図５の時刻ｔ２２以降）。

このように、第２実施形態の車両制御装置によれば、電動制動力を固定した状態で、駆動力と液圧制動力の一方を固定し、他方を可変とする制御により、車両の加速度、速度を調整することができるので、駆動力と制動力の制御を簡素化することができる。

また、リリース制御の途中でリリース動作を止めて電動制動力を調整することで、リリース制御を完了してからロック制御を行って電動制動力を調整する従来手法に比べて、応答性を向上させることができる。

また、車両の走行中も電動制動力を第３所定量の状態で維持することで、サービスブレーキ１が失陥（故障や電力切れ等による停止）した場合でも、ＥＰＢ２のアイドルストロークやエアギャップが取り除かれた状態となっているので、ＥＰＢ２を迅速に作動させて必要な制動力を実現することができる。

例えば、従来技術のアシストシステム(車両制御装置)において、自動運転を実行する前にブレーキ装置のアイドルストロークやエアギャップを取り除くために、ブレーキ作用を生成させない範囲でパーキングブレーキを作動させるとともに、通常ブレーキ装置であるフットブレーキまたはフットブレーキ設備(液圧ブレーキ装置)の故障が生じた場合に、上り坂ではエンジンの駆動トルクを部分的に低減し、下り坂では駆動トルクを全面的に低減するものがある。液圧ブレーキ装置が失陥した場合、車両を安全な場所に停車させて乗員の安全を確保する必要があるが、この従来技術ではこのような課題については考慮されておらず、上述のような駆動トルクの減速制御のみでは車速を精度よく制御できないため、周辺状況の変化によっては車両を安全な場所に停車させることができない虞があった。

一方、第２実施形態の車両制御装置によれば、液圧ブレーキ装置が作動不能となった場合でも、電動制動力が第３所定量で維持されているので、駆動力を動的に制御することで、車両の加速と減速の両方を精度よく実現でき、車両を周辺状況に合わせた所望の場所（目的地、安全な場所等）に移動させることができるため、乗員の安全を確保できる。

また、車両の発進前に、液圧制動力が無い状態で電動制動力を発生させれば、液圧による影響を受けずにＥＰＢ２におけるクリアランス詰めを精度よく行うことができる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。第１実施形態、第２実施形態の少なくとも一方と同様の事項については説明を適宜省略する。この第３実施形態では、車両の走行中に、ＥＰＢ－ＥＣＵ９は、ＥＰＢ２を制御して電動制動力を発生させる指示を出力しているときに、駆動力と車両の加速度の関係に基いて、ＥＰＢ２が正常に作動しているか否かを判定する。つまり、液圧制動力を発生させているときは、ＥＰＢ２が電動制動力をどのくらい発生できるかわからないので、以下のようにして、ＥＰＢ２の故障検出を行う。

図８は、第３実施形態における車両制御時の各物理量の経時変化の様子の例を示すタイムチャートである。図５と同様の事項については、説明を適宜省略する。図８の時刻ｔ４１～ｔ５０、ｔ５２～５９は、図５の時刻ｔ２１～ｔ３８に対応している。また、図８の（ａ）、（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）において、実線が目標値で、破線が実値である。

図８（ｆ）に示すように、時刻ｔ５１においてＥＰＢ２が失陥して、それ以降、電動制動力がゼロになったものとする。その場合、時刻ｔ５４～ｔ５５において、液圧制動力と電動制動力の大きいほうが選択的に制動力として作用するので、図８（ｄ）に示すように制動力の実値が目標値と異なってゼロとなり、その分、図８（ａ）に示すように車体速度も実値が目標値と異なり、また、図８（ｂ）に示すように車体加速度も実値が目標値と異なるようになる。ＥＰＢ－ＥＣＵ９は、この車体速度や車体加速度について実値が目標値と異なっていることに基いて、ＥＰＢ２が異常であると判定することができる。

図９は、第３実施形態の車両制御装置による処理を示すフローチャートである。ステップＳ２１において（図８の時刻ｔ５４）、ＥＳＣ－ＥＣＵ８は液圧ブレーキ装置（サービスブレーキ１）を制御して、液圧制動力を所定値（例えばゼロ）まで低下させる。

次に、ステップＳ２２において、ＥＰＢ－ＥＣＵ９は、車体速度の目標値と実値の差が第１の閾値（所定の車体速度閾値）以下か否かを判定し、Ｙｅｓの場合はステップＳ２３に進み、Ｎｏの場合はステップＳ２４に進む。

ステップＳ２３において、ＥＰＢ－ＥＣＵ９は、車体加速度の目標値と実値の差が第２の閾値（所定の車体加速度閾値）以下か否かを判定し、Ｙｅｓの場合はステップＳ２５に進み、Ｎｏの場合はステップＳ２４に進む。

ステップＳ２４において、ＥＰＢ－ＥＣＵ９は、ＥＰＢ２を異常と判定する。その場合、例えば、ＥＰＢ－ＥＣＵ９は、ＥＰＢ２が異常である旨をデータとして記録に残したり、表示ランプ２４等によって運転者に報知したりする。ステップＳ２５において、ＥＰＢ－ＥＣＵ９は、ＥＰＢ２を正常と判定する。

このように、第３実施形態の車両制御装置によれば、電動制動力を発生させている場合に、液圧制動力を下げて車両状態量（車両の加速度や速度）の目標値と実値の差を調べるだけで、ＥＰＢ２が正常に作動しているか否かを容易に判定することができる。したがって、ＥＰＢ２の信頼性が向上する。

以上、本発明の実施形態が例示されたが、上記実施形態はあくまで例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、等のスペック（構造や、種類、数等）は、適宜に変更して実施することができる。

例えば、ＥＰＢによる制動の対象となる車輪は、後輪に限定されず、前輪であってもよい。また、本発明の対象となる車両の車輪数は、四輪に限定されず、六輪以上であってもよい。

１…サービスブレーキ、２…ＥＰＢ、５…Ｍ／Ｃ、６…Ｗ／Ｃ、７…アクチュエータ、８…ＥＳＣ－ＥＣＵ、９…ＥＰＢ－ＥＣＵ、１０…モータ、１１…ブレーキパッド、１２…ブレーキディスク、１３…キャリパ、１４…ボディ、１４ａ…中空部、１４ｂ…通路、１７…回転軸、１７ａ…雄ネジ溝、１８…推進軸、１８ａ…雌ネジ溝、１９…ピストン、２３…操作ＳＷ、２４…表示ランプ、２５…前後Ｇセンサ、２６…Ｍ／Ｃ圧センサ、２８…温度センサ、２９…車輪速センサ。

Claims (3)

1. 車両の車輪が発生する駆動力を制御する駆動力制御部と、
   前記車輪が発生する制動力を制御する制動力制御部と、を備える車両制御装置であって、
   前記駆動力制御部が第１所定量の前記駆動力を発生させるとともに、前記制動力制御部が第２所定量の前記制動力を発生させることで、前記車両の速度を一定に制御し、
   前記駆動力制御部による前記駆動力の制御と、前記制動力制御部による前記制動力の制御の一方を行うことで、加速、減速のいずれも制御可能であり、
   前記車両は、前記車輪に制動力を発生させる装置として、制動力発生のためのエネルギー供給が無くなった後も前記エネルギー供給が無くなる前の制動力を保持できる制動力保持機構付きブレーキ装置としてのＥＰＢ（Electric Parking Brake）と、液圧ブレーキ装置と、を備え、前記ＥＰＢと前記液圧ブレーキ装置は、それぞれの制動力の大きいほうが選択的に作用するように構成されており、
   前記車両の走行中に、前記制動力制御部は、前記ＥＰＢを制御して前記第２所定量よりも小さい第３所定量以上の電動制動力を発生させる指示を出力しているときに、前記駆動力と前記車両の加速度の関係に基いて、前記ＥＰＢが正常に作動しているか否かを判定する、車両制御装置。
2. 車両の車輪が発生する駆動力を制御する駆動力制御部と、
   前記車輪が発生する制動力を制御する制動力制御部と、を備える車両制御装置であって、
   前記駆動力制御部が第１所定量の前記駆動力を発生させるとともに、前記制動力制御部が第２所定量の前記制動力を発生させることで、前記車両の速度を一定に制御し、
   前記駆動力制御部による前記駆動力の制御と、前記制動力制御部による前記制動力の制御の一方を行うことで、加速、減速のいずれも制御可能であり、
   前記車両は、前記車輪に制動力を発生させる装置として、ＥＰＢと、液圧ブレーキ装置と、を備え、前記ＥＰＢと前記液圧ブレーキ装置は、それぞれの制動力の大きいほうが選択的に作用するように構成されており、
   前記車両の停車中に、前記制動力制御部は、前記ＥＰＢを制御して前記第２所定量よりも大きい第４所定量の電動制動力を発生させ、その後、前記車両を発進させる前に、前記ＥＰＢを制御して前記電動制動力を前記第２所定量よりも小さい第３所定量まで下げる、車両制御装置。
3. 前記制動力制御部は、前記車両を発進させる前に、前記ＥＰＢを制御して前記電動制動力を前記第３所定量まで下げる場合に、前記電動制動力を解除するリリース制御における制動機構駆動モータの電流特性に基いて前記電動制動力を推定することで、前記電動制動力を調整する、請求項２に記載の車両制御装置。

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