WO2009107663A1

WO2009107663A1 - 車両の制動力制御装置

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Publication number: WO2009107663A1
Application number: PCT/JP2009/053413
Authority: WO
Inventors: 武石本
Original assignee: 日産自動車株式会社
Priority date: 2008-02-28
Filing date: 2009-02-25
Publication date: 2009-09-03
Also published as: US8346453B2; JP2009227266A; US20110004385A1; CN101932484B; EP2266851A1; CN101932484A; JP5228209B2

Abstract

　車両の制動力制御装置のコントローラが、マニュアルブレーキ装置による制動力と自動ブレーキ装置による要求制動力とを比較し、該要求制動力の方が大きい場合は自動ブレーキ装置を選択的に作動させる自動ブレーキ選択作動部と、マニュアルブレーキ装置による制動力から自動ブレーキ装置による要求制動力を引いた差分の単位時間当たりの変化量である制動力差時間変化率を算出する制動力差時間変化率演算部と、自動ブレーキ装置を選択的に作動する場合、自動ブレーキ装置による要求制動力を低減補正すると共に、算出された制動力差時間変化率が大きいほど要求制動力の低減量を小さく補正する要求制動力制御部とから構成されたことを特徴とする。

Description

車両の制動力制御装置

　本発明は、運転者の操作により作動するマニュアルブレーキと、運転者の操作によらないで作動する自動ブレーキとを組み合わせた液圧ブレーキ系統の制御に関する。

　自動ブレーキ作動中、運転者がブレーキペダルの踏込み操作をすると、ブレーキペダル反力が通常よりも弱くなったり、ブレーキペダル反力が全くなくなったりするブレーキペダル吸い込まれ違和感が生じる。

　この違和感を解消することを目的として、特許文献１に記載の自動ブレーキ装置は、自車両の前方を走行する前方車両への衝突防止のために大きな減速が必要と判断された場合、或いは、前方車両との車間距離を所定距離に維持しつつ自動走行を行い、車間距離が小さくなったと判断された場合、自動ブレーキ手段を作動することにより、ブレーキ液圧を発生している。しかしながら、この自動ブレーキ手段の作動中、運転者によるブレーキペダル踏込み操作があった場合、自動ブレーキから運転者によるマニュアルブレーキ状態への移行が起こる。その際、運転者によるブレーキ操作により発生されるマスターシリンダ圧と自動ブレーキにより得られるホイ－ルシリンダ圧とがほぼ等しくなったときに遮断弁を開き、ブレーキ操作感が一時的に低減されるブレーキ抜け感の発生やペダルキックバック等の違和感を解消するというものである。
特開平８－１９８０７５号公報

発明の概要

　しかしながら、上記従来のような自動ブレーキ装置にあっては、自動ブレーキ状態から運転者によるマニュアルブレーキ状態へ移行する場合に自動ブレーキは解除されることになるため、以下に説明するような問題を生ずる。つまり、自動ブレーキ状態からマニュアルブレーキ状態への移行時、特許文献１に記載の技術では、運転者のマニュアルブレーキによる制動力の方が自動ブレーキによる制動力より小さい場合は、減速度が小さくなる為、減速度抜け感が発生してしまうという問題があった。

　本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、自動からマニュアルへのブレーキモード切替え時に起こり得る減速度抜け感とマニュアルから自動へのブレーキモード切替え時に起こり得るブレーキペダル吸い込まれ違和感とを回避するよう構成された、高い減速制御応答性を有する制動力制御装置を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するため、本発明では、コントローラが、マニュアルブレーキ装置による制動力と自動ブレーキ装置による要求制動力とを比較し、該要求制動力の方が大きい場合は自動ブレーキ装置を選択的に作動させる自動ブレーキ選択作動部と、マニュアルブレーキ装置による制動力から自動ブレーキ装置による要求制動力を引いた差分の単位時間当たりの変化量である制動力差時間変化率を算出する制動力差時間変化率演算部と、自動ブレーキ装置を選択的に作動する場合、自動ブレーキ装置による要求制動力を低減補正すると共に、算出された制動力差時間変化率が大きいほど要求制動力の低減量を小さく補正する要求制動力制御部とから構成されたことを特徴とする、車両の制動力制御装置を提供するものである。

本発明の一実施例になる液圧ブレーキ系統と接続する制動力制御装置、コントローラおよび各種センサからなる全体構成を示すブロック図である。制動力制御装置の構成を概略示す図である。走行制御コントローラで実行する制御処理を示すフローチャートである。マスターシリンダ圧とITS制御要求値とに基く目標液圧を算出するセレクトハイ処理の図である。モータ回転数を設定するために参照する図である。モータ回転数係数を設定するために参照する図である。ポンプ＆モータおよび第２ゲートバルブの作動タイミングを決める処理を示すフローチャートである。マスターシリンダ圧と、ITS制御要求値と、目標液圧と、ブレーキスイッチ信号と、ITS制御要求フラグと、ポンプ＆モータの動作と、第２ゲートバルブの動作を例示するタイムチャートである。走行制御コントローラがさらに実行する制御処理を示すフローチャートである。マニュアルブレーキ制動力と自動ブレーキ要求制動力とを例示するタイムチャートである。第２の制動力係数γを設定するために参照する図である。第３の制動力係数γ’を設定するために参照する図である。

詳細な説明

　従って、本発明の制動力制御装置によれば、マニュアルブレーキ装置による制動力と自動ブレーキ装置に入力される要求制動力とを比較し、要求制動力の方が大きい場合は、自動ブレーキ装置を選択的に作動させるため、マニュアルブレーキ装置または自動ブレーキ装置のうち制動力が大きい方を選択的に実行することが可能になる。したがって、運転者のマニュアルブレーキによる制動力の方が自動ブレーキによる制動力より小さい場合であっても、自動ブレーキによる制動力を実行し、減速度抜け感を解消することができる。
しかも、制動力差の時間変化率が大きい場合は、自動ブレーキ装置による要求制動力の低減量を小さくするので、マニュアルブレーキ装置による制動力よりも自動ブレーキ装置による制動力を大幅に高めてより素早い制動を実現すると共に、ブレーキペダル吸い込まれ違和感を緩和することができる。また、制動力差の時間変化率が小さい場合は、自動ブレーキ装置による要求制動力の低減量を大きくするので、マニュアルブレーキ装置による制動力よりも自動ブレーキ装置による制動力を適度に高めると共に、ブレーキペダル吸い込まれ違和感をより緩和することができる。
また本発明の制動力制御装置によれば、自動ブレーキ装置がITS（Intelligent Transport Systems：高度道路交通システム）を具える車両では、運転者のマニュアルブレーキによる制動力以上に大きな減速度を自動ブレーキ装置が発生することで前方車両への衝突を防止することができ、さらに、前方車両と自車両との車間距離を、所定距離に維持することができる。

　以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例になる液圧ブレーキ系統を具えた制動力制御装置、コントローラおよび各種センサからなる全体構成を示すブロック図である。

　車両の加減速度を制御する走行制御コントローラ１０１と、最適な道路交通に適合する自車両の目標走行指標（目標加減速度、目標車速等）を算出するITS制御コントローラ１０２とは、例えばマイクロコンピュータで構成されており、各センサからの検出信号に基づいて走行制御処理を実行し、エンジン出力制御装置１１１と制動力制御装置１１２とを駆動制御して車両の走行状態に応じた自動加減速を行う。そのため走行制御コントローラ１０１には、ITS制御コントローラ１０２からの信号と、各車輪の車輪速度Vwi（i=FL～RR）を検出する電磁誘導式の車輪速センサ１０６からの信号と、ステアリングホイールの操舵角θを検出する光学式・非接触型の操舵角センサ１０７からの信号と、車体の横G Yg・ヨーレイトφを検出する横G・ヨーレイトセンサ１０８からの信号と、マスターシリンダ圧mc_Pを検出するマスターシリンダ圧力センサ１０９からの信号と、運転者がブレーキペダルを踏んだことを検出するブレーキスイッチ１１０からの信号とを入力する。

　また、自車両の目標走行指標（目標加減速度、目標車速等）の算出のため、上述のITS制御コントローラ１０２には、車線の白線を認識するカメラ等の白線認識手段１０３からの信号と、道路環境を認識するナビゲータ等の道路環境認識手段１０４からの信号と、自車両前方の車両または物体を認識するレーザーレーダ等の物体認識手段１０５からの信号とが入力される。これにより自車両の走行環境および走行状態を読み込む。

　図２は制動力制御装置１１２の構成を概略示す図である。制動力制御装置１１２は、図２に示すように、マスターシリンダ３と各ホイールシリンダ１１FL、１１FR、１１RL、１１RRとの間に介装されている。マスターシリンダ３は、運転者が足踏みでブレーキ操作するブレーキペダル１から入力されて作動液圧ブースタ２によって倍力されるペダル踏力に応じて2系統の液圧を作るタンデム式のものである。マスターシリンダ３は大気圧下にブレーキ作動液を貯留するリザーバ４を具え、リザーバ４はマスターシリンダ３にブレーキ作動液を供給する。制動力制御装置１１２はＸ配管方式を採用している。これにより、マスターシリンダ３のプライマリ側Ｐが前左輪・後右輪のホイールシリンダ１１FL・１１RRに接続されている。また、マスターシリンダ３のセカンダリ側Ｓが前右輪・後左輪のホイールシリンダ１１FR・１１RLに接続されている。

　各ホイールシリンダ１１FL～１１RRは、ディスクロータをブレーキパッドで狭圧して制動力を発生させるディスクブレーキやブレーキドラムの内周面にブレーキシューを押圧して制動力を発生させるドラムブレーキに内蔵されている。制動力制御装置１１２は、アンチスキッド制御（ABS）、トラクション制御（TCS）、スタビリィティ制御（VDC）等に用いられる制動流体圧制御回路を利用したものであり、運転者のブレーキ操作に関わらず各ホイールシリンダ１１FL～１１RRの液圧を増圧・保持・減圧できるように構成されている。

　マスターシリンダ３と液圧配管６を介して接続するプライマリ側Ｐのブレーキ回路は、マスターシリンダ３およびホイールシリンダ１１FL（１１RR）間の流路を閉鎖可能なノーマルオープン型の第１ゲートバルブ１２Ａと、第１ゲートバルブ１２Ａおよびホイールシリンダ１１FL（１１RR）間の流路を閉鎖可能なノーマルオープン型のインレットバルブ１３FL（１３RR）と、ホイールシリンダ１１FL（１１RR）およびインレットバルブ１３FL（１３RR）間に連通したアキュムレータ１４と、ホイールシリンダ１１FL（１１RR）およびアキュムレータ１４間の流路を開放可能なノーマルクローズ型のアウトレットバルブ１５FL（１５RR）と、マスターシリンダ３および第１ゲートバルブ１２Ａ間とアキュムレータ１４およびアウトレットバルブ１５FL（１５RR）間とを連通した流路を開放可能なノーマルオープン型の第２ゲートバルブ１６Ａと、アキュムレータ１４およびアウトレットバルブ１５FL（１５RR）間に吸入側を連通し、且つ第２ゲートバルブ１２Ａ及びインレットバルブ１３FL（１３RR）間に吐出側を連通したポンプ＆モータ１７と、を具えている。また、ポンプ１７の吐出側には、吐出されたブレーキ作動液の脈動を抑制し、ペダル振動を弱めるダンパー室１８が配設されている。

　また、マスターシリンダ３と液圧配管７を介して接続するセカンダリ側Ｓのブレーキ回路も、プライマリ側Ｐと同様に、第１ゲートバルブ１２Ｂと、インレットバルブ１３FR（１３RL）と、アキュムレータ１４と、アウトレットバルブ１５FR（１５RL）と、第２ゲートバルブ１６Ｂと、ポンプ＆モータ１７と、ダンパー室１８と、を具えている。第１ゲートバルブ１２Ａ，１２Ｂと、インレットバルブ１３FL～１３RRと、アウトレットバルブ１５FL～１５RRと、第２ゲートバルブ１６Ａ，１６Ｂとは、2ポート2ポジション切換・シングルソレノイド・スプリングオフセット式の電磁操作弁であって、第１ゲートバルブ１２Ａ，１２Ｂおよびインレットバルブ１３FL～１３RRは、非励磁のノーマル位置で流路を開放し、アウトレットバルブ１５FL～１５RRおよび第２ゲートバルブ１６Ａ，１６Ｂは、非励磁のノーマル位置で流路を閉鎖するように構成されている。

　アキュムレータ１４は、シリンダのピストンに圧縮バネを対向させたバネ形のアキュムレータである。

　ポンプ＆モータ１７は、負荷圧力に関わりなく略一定の吐出量を確保できる歯車ポンプ、ピストンポンプ等の容積形のポンプ、モータはDCモータで構成されている。

　以上の構成により、プライマリ側Ｐを例に説明すると、第１ゲートバルブ１２Ａ、インレットバルブ１３FL（１３RR）、アウトレットバルブ１５FL（１５RR）、及び第２ゲートバルブ１６Ａが全て非励磁のノーマル位置にあるときに、マスターシリンダ３からの液圧がそのままホイールシリンダ１１FL（１１RR）に伝達されて車輪を制動する、通常のマニュアルブレーキとなる（マニュアルブレーキモード）。

　また、ブレーキペダル１が非操作状態であっても、インレットバルブ１３FL（１３RR）、及びアウトレットバルブ１５FL（１５RR）を非励磁のノーマル位置にしたまま、第１ゲートバルブ１２Ａを励磁して閉鎖すると共に、第２ゲートバルブ１６Aを励磁して開放し、更にポンプ＆モータ１７を駆動することで、マスターシリンダ３の液圧を第２ゲートバルブ１６Ａを介して吸入し、吐出される液圧をインレットバルブ１３FL（１３RR）を介してホイールシリンダ１１FL（１１RR）に伝達し、増圧させることができる（自動ブレーキ増圧モード）。

　また、第１ゲートバルブ１２Ａ、アウトレットバルブ１５FL（１５RR）、及び第２ゲートバルブ１６Ａが非励磁のノーマル位置にあるときに、インレットバルブ１３FL（１３RR）を励磁して閉鎖すると、ホイールシリンダ１１FL（１１RR）からマスターシリンダ３及びアキュムレータ１４への流路が遮断され、ホイールシリンダ１１FL(１１RR)の液圧が保持される（自動ブレーキ液圧保持モード）。

　さらに、第１ゲートバルブ１２Ａおよび第２ゲートバルブ１６Ａが非励磁のノーマル位置にあるときに、インレットバルブ１３FL（１３RR）を励磁して閉鎖すると共に、アウトレットバルブ１５FL（１５RR）を励磁して開放すると、ホイールシリンダ１１FL（１１RR）の液圧がアキュムレータ１４に流入して減圧される。アキュムレータ１４に流入した液圧は、ポンプ＆モータ１７によって吸入され、マスターシリンダ３に戻される。したがってホイールシリンダ１１FL（１１RR）の液圧を減圧させることができる（自動ブレーキ減圧モード）。

　セカンダリ側Ｓに関しても、通常のマニュアルブレーキの動作と、増圧・保持・減圧の可能な自動ブレーキの動作は、上記プライマリ側Ｐの動作と同様であるため、その詳細説明は省略する。

　このように走行制御コントローラ１０１は、第１ゲートバルブ12A・12Bと、インレットバルブ13FL～13RRと、アウトレットバルブ15FL～15RRと、第２ゲートバルブ16A・16Bと、ポンプ＆モータ１７とを駆動制御することによって、各ホイールシリンダ11FL～11RRの液圧を増圧・保持・減圧する。つまり走行制御コントローラ１０１は、ポンプ１７から液圧を得て自車両の走行環境および走行状態に基づき、車輪の制動力を制御する自動ブレーキ手段を構成する。

　なお、本実施例では、液圧ブレーキ系統を前左輪・後右輪のホイールシリンダ１１FL・１１RRと前右輪・後左輪のホイールシリンダ１１FR・１１RLとで分割するX配管方式を採用しているが、これに限定されるものではなく、前左右輪のホイールシリンダ１１FL・１１FRと後左右輪のホイールシリンダ１１RL・１１RRとで分割する前後パラレル配管方式を採用してもよい。

　また、本実施例では、バネ形のアキュムレータ14を採用しているが、これに限定されるものではなく、各ホイールシリンダ11FL～11RRから抜いたブレーキ作動液を一時的に貯え、減圧を効率よく行うことができればよいので、ガス圧縮直圧形、ピストン形、金属ベローズ形、ダイアフラム形等、任意のタイプでよい。

　また、本実施例では、第１ゲートバルブ12A・12B及びインレットバルブ13FL～13RRが非励磁のノーマル位置で流路を開放し、アウトレットバルブ15FL～15RR及び第２ゲートバルブ16A・16Bが、非励磁のノーマル位置で流路を閉鎖するように構成しているが、これに限定されるものではない。要は、各バルブの開閉を行うことができればよいので、第１ゲートバルブ12A・12B及びインレットバルブ13FL～13RRが、励磁したオフセット位置で流路を開放し、アウトレットバルブ15FL～15RR及び第２ゲートバルブ16A・16Bが励磁したオフセット位置で流路を閉鎖するようにしてもよい。

　次に、走行制御コントローラ１０１が実行する制御処理を図3のフローチャートに基づ
いて説明する。この制御処理は、所定時間（例えば10msec）毎のタイマ割込み処理として実行される。先ずステップS1で各種センサ・スイッチ１０６～１１０からのデータ（各車輪速Vwi（i=FL～RR）、操舵角θ、横G・ヨーレイトYg・φ、マスターシリンダ圧mc_P、ブレーキスイッチBSのON/OFF信号）を読込む。次のステップS2では、自車両の走行環境および走行状態に基づく自車両の目標走行指標を実現するためにITS制御コントローラ１０２が算出したデータ（ITS液圧要求値に相当するITS制御要求値：mc_ITS、並びにITS制御要求フラグ）を読込む。

　次のステップS3で、運転者がマニュアルブレーキを操作したか否かを判断するためにブレーキスイッチ１１０がONされたか否かを判断する。このステップS3にてブレーキスイッチONと判断された場合、ステップS4に移行する。ステップS4では、マスターシリンダ圧mc_Pが所定の圧力mc_P_minより大きいか否かを判断する。ここで所定の圧力mc_P_minは、例えばブレーキパッドとブレーキキャリパ間にはクリアランスがあり、そのクリアランスが無くなる（無効液圧分が詰まった）レベルのブレーキ圧力としてもよいし、マスターシリンダ圧センサ１０９のセンサバラツキ分を考慮したブレーキ圧力としてもよい（例：2kgf/cm²）。ブレーキスイッチセンサ１１０とマスターシリンダ圧センサ１０９の両方を検出しているのは、冗長を持たせ制動力制御の信頼性を上げるためである。ステップS4にて、マスターシリンダ圧mc_Pが所定の圧力mc_P_minより大きいと判断された場合、ステップS5に移行する。ステップS5では、ITS制御コントローラ１０２からの制動力要求があるか否かを判断する。ステップS5にて制動力要求がないと判断された場合、制御ルーチンの本実行サイクルが終了し、制動力制御装置１１２は通常のマニュアルブレーキ手段により車輪を制動する。

　これに対し、上記ステップS5で制動力要求があると判断された場合、ステップS6に移行する。ステップS6では、ITS制御要求値mc_ITSとマスターシリンダ圧mc_Pに基き決定された目標液圧Pm（後述）に応じて自動ブレーキ装置を選択的に作動させ、ポンプ＆モータ１７、各バルブ１２，１３，１５，１６の制御を実行することになる。

　ステップS6では、図４に示すように、ITS制御要求値mc_ITSとマスターシリンダ圧mc_Pとを比較し、いずれか大きい方を選択するセレクトハイ処理Pm＝MAX（mc_ITS，mc_P）により、減速制御を行うための目標液圧Pmを算出する。つまり、ITS制御要求値mc_ITS ≧ マスターシリンダ圧mc_Pの場合は、目標液圧Pm＝ITS制御要求値mc_ITSとする。これに対し、ITS制御要求値mc_ITS ＜マスターシリンダ圧mc_Pの場合は、目標液圧Pm＝マスターシリンダ圧mc_Pとする。
このようにして算出した上記目標液圧Pmから前輪・後輪それぞれの目標制動力Fm_f、Fm_rを算出する。
　前輪目標制動力Fm_f＝目標液圧Pm×前輪ブレーキ力換算係数iK_f（定数）
　後輪目標制動力Fm_r＝目標液圧Pm×後輪ブレーキ力換算係数iK_r（定数）
そして制御ルーチンの本実行サイクルが終了する。
従ってこのステップS6は、自動ブレーキ選択作動部に相当する。

　ステップS6につき付言すると、一般的には、運転者のマニュアルブレーキが実行されている場合に自動ブレーキが作動する場合、ポンプモータが回転しマスターシリンダ側からブレーキ作動液を吸い込むため、ブレーキペダル吸込まれ現象が発生するという問題を伴う。

　つまり、先に運転者の操作によりマニュアルブレーキが車輪を制動中の場合、もし自動ブレーキを実行させて、運転者のマニュアルブレーキによる制動力よりも自動ブレーキによる制動力の方が上回った場合（増圧側）、自動ブレーキによる制動力を発生させてより大きな減速度を達成することができ、自車両が前方車両に衝突することを防止したり、前方車両との車間距離を所定距離に的確に維持したりすることが可能となる。しかしながら、制動力制御装置１１２が本実施例のようにポンプ＆モータ１７を具備した液圧ブレーキ用アクチュエータである場合、自動ブレーキ作動時にはポンプ＆モータ１７が回転して、マスターシリンダ３側よりブレーキ作動液を吸い込み、ホイールシリンダ１１側へブレーキ作動液を圧送させることで制動力を得るが、その際、既に運転者のマニュアルブレーキにより制動中の場合は、マスターシリンダ３側からポンプ＆モータ１７に吸込まれるブレーキ作動液と連動してブレーキペダル１の吸込まれ現象が発生し、運転者へのペダル違和感が発生する。

　そこで、ステップS6にて自動ブレーキを選択的に作動させる場合、後述するステップS8にて自動ブレーキを必然的に作動させる場合に比べ、モータ１７のモータ回転数を相対的に低く設定する。これにより、ブレーキペダル吸込まれ現象を低減することが可能となる。さらに運転者のマニュアルブレーキが実行されている場合は、実行されていない場合に比べ、ホイールシリンダ内のブレーキ圧が高くなっていることから、モータ回転数を低く設定しても応答性を確保することができ、不要なモータ回転数の上昇を抑制することで、ブラシ摩耗やポンプシールの寿命低下を抑え、且つモータ高回転化による音振悪化を抑制することが可能となる。
さらにまた、運転者がマニュアルブレーキを操作している場合は、操作されていない場合に比べ、マスターシリンダ３内の液圧が高くなっていることから、モータ回転数を低く設定しても応答性を確保することができ、不要なモータ回転数の上昇を抑制することで、ポンプ＆モータ１７のブラシ摩耗やポンプシールの寿命低下を抑え、且つモータ高回転化による音振悪化を抑制することが可能となる。
なお、ITS制御要求値mc_ITSがマスターシリンダ圧mc_Pを上回った後、ITS制御要求値mc_ITSがマスターシリンダ圧mc_Pを下回る場合(減圧側)においては、この限りではない（以下同様）。

　好ましくは、ステップS6にて自動ブレーキを選択的に作動させる場合、図５に示すように、マスターシリンダ圧mc_Pが大きいほど、モータ回転数α_rpmを高くする。マスターシリンダ圧mc_Pに応じてモータ回転数α_rpmは、モータ仕様により決定される最小モータ回転数α_minおよび最大モータ回転数α_maxの間で選択される（α_min≦α_rpm≦α_max）。ここではマスターシリンダ圧mc_Pに応じて連続的にモータ回転数が決定されるが、マスターシリンダ圧mc_Pの変動によってモータ回転数α_rpmが変動することで音色変化等の音振悪化が発生する可能性があるため、2、3段階のモータ回転数マップを予めプログラムし、マスターシリンダ圧mc_Pに応じて予めプログラムしたマップを切り替えるようにしてモータ回転数を決めてもよい。これによって、より素早い減速を達成することが可能となる一方、ブレーキペダル吸込まれ現象は運転者自ら強くブレーキペダルを踏込んでいるため、モータ回転数を高くしても吸込まれ違和感は小さく、これらの背反する機能効果を両立することが可能となる。

　好ましくは、ステップS6にて自動ブレーキを選択的に作動させる場合、図６に例示するようにマスターシリンダ圧mc_Pの時間増加率dmc_P/dt（ペダル踏込み方向＞0）が大きいほど、モータ回転数係数α’を高く設定し、以下の式から、モータ回転数を算出する。
　モータ回転数α_rpm＝α_rpm×α’（1≦α’≦2）

　これにより、より素早い減速を達成することが可能となる。一方で、運転者が自ら強くブレーキペダルを踏込んでいくため、ブレーキペダル１の吸込まれ現象についてはモータ回転数を高くしても吸込まれ違和感は小さく、機能効果との両立を図ることが可能となる。なお、ここではモータ回転数係数α’を乗算しているが、その代わりに、α’を0rpm～2000rpmと設定し、マスターシリンダ圧mc_Pの時間増加率dmc_P/dtに応じて、予めプログラムされたdmc_P/dt-α’マップから、モータ回転数係数α’を決定し、
　モータ回転数α_rpm＝α_rpm＋α’（0rpm≦α’≦2000rpm）
と設定してもよい。更に、dmc_P/dtではなく、dmc_P/dtの前回値を何点かサンプリングした上で平均化処理により決定された、平均化されたdmc_P/dtに基き、平均化dmc_P/dt-α’マップから、モータ回転数係数α’を決定し、モータ回転数αを決定してもよい。

　また、運転者のマニュアルブレーキによる制動力の踏み増しによる時間増加率dmc_P/dtが大きい場合は、運転者が素早く減速することで衝突防止や前方車両との車間距離を所定距離に維持したい意図を持っていることから、自動ブレーキが作動した場合、モータ回転数を高くすることで、より素早い減速を実現させ機能効果を高めることが可能となる。一方、ブレーキペダル吸込まれ現象は、運転者自ら強くブレーキペダルを踏込んでいくため、モータ回転数を高くしても吸込まれ違和感は小さく、機能効果の両立を図ることが可能となる。

　ステップS6につき更に付言すると、ステップS6にてポンプ＆モータ１７、各バルブ１２，１３，１５，１６を作動させる場合、どのタイミングで作動させるかについて図７のフローチャートに沿って説明する。ステップS11にて、マスターシリンダ圧mc_PとITS制御要求値mc_ITSの差分ΔP（＝mc_P - mc_ITS）を算出する。次のステップS12にて、上記ΔPの時間変化率dΔP/dtを算出する。なお、時間変化率dΔP/dtは前回値を何点かサンプリングした上で平均化処理して算出してもよい。

　次のステップS13にて、ITS制御要求フラグがONされた時点のΔPをΔP_flagとし、ステップS14へ移行する。ステップS14にて、ステップS12で算出した時間変化率dΔP/dtを用いて、時間変化率dΔP/dtが大きくなるほど、ポンプ＆モータ１７、第２ゲートバルブ16A・16Bの作動タイミングを決める閾値ΔP_thrを大きくする。図７のステップS14内に、閾値ΔP_thrを決めるために参照する特性図を例示する。

　次にステップS15にて、上記ステップS13および上記ステップS14にて算出したΔP_flagおよびΔP_thrを比較し、ΔP_thr≧ΔP_flagと判断された場合には、ステップS16へ進む。ステップS16にてポンプ＆モータ１７、各バルブ１２，１３，１５，１６の制御を実行する。一方、上記ステップS1５にてΔP_thr＜ΔP_flagと判断された場合には、ステップS17へ移行する。

　ステップS17にてΔP_thr≧ΔPと判断された場合には、上記ステップS16へ移行してポンプ＆モータ１７、各バルブ１２，１３，１５，１６の制御を実行する。これに対し、上記ステップS17にてΔP_thr＜ΔPと判断された場合には、ポンプ＆モータ１７、各バルブ制御を実行することなく、制御ルーチンの本実行サイクルが終了する。

　図７に示す本実施例では、上述した時間変化率dΔP/dtが小さい場合は、作動タイミングを決める閾値ΔP_thrが小さくなるため（図７のステップS14を参照）、図７のルーチンにて、S11→S12→S13→S14→S15→S17→S11の流れが繰り返し実行され、その結果、ITS制御要求値mc_ITSがマスターシリンダ圧mc_Pを上回るタイミング近くになってはじめてポンプ＆モータ１７、第２ゲートバルブ16A・16Bが作動する。これに対し、時間変化率dΔP/dtが大きい場合は、作動タイミングを決める閾値ΔP_thrが大きくなるため、図７のルーチンにて、S11→S12→S13→S14→S15→S16の流れとなり、その結果、ITS制御要求フラグがONされた時点近くでポンプ＆モータ１７、第２ゲートバルブ16A・16Bが作動する。これによって、素早い減速が必要な場合には、早めからポンプ＆モータ１７および第２ゲートバルブ16A・16Bを作動させることで昇圧応答性を確保し、一方、素早い減速が不要な場合には、液圧制御デバイス（１７, 16A・16B）の不要な作動による耐久劣化や音振、ペダル吸込まれ違和感を解消することができる。

　また、自動ブレーキによる制動力（即ち、ITS制御要求値mc_ITSに相当）が運転者のマニュアルブレーキによる制動力（即ち、マスターシリンダ圧mc_Pに相当）に勝ったとき、ポンプ＆モータ１７を作動させた場合には、運転者が素早い減速を所望するにも拘わらず昇圧応答が遅れる可能性があるが、図７のフローチャートでポンプ＆モータ１７および第２ゲートバルブ１６の作動タイミングを適切に制御決定することによって、上記の背反する要求を両立させることができる。
従って、上記ステップS16は要求制動力制御手段に相当する。

　説明をステップS3に戻すと、ステップS3にてブレーキスイッチOFFと判断された場合には、ステップS7に移行する。ステップS7では、ITS制御コントローラ１０２から制動力要求があるか否かを判断する。ステップS7にて制動力要求があると判断された場合、ステップS8に移行し、自動ブレーキ装置を必然的に作動させる。ステップS8では、ITS制御要求値mc_ITSに応じて、ポンプ＆モータ１７、各バルブ１２，１３，１５，１６の制御を実行することになる。そして制御ルーチンの本実行サイクルが終了する。

　図８は、マスターシリンダ圧mc_Pと、ITS制御要求値mc_ITSと、ブレーキスイッチ１１０の信号と、ITS制御要求フラグと、ポンプ＆モータ１７の動作と、第２ゲートバルブ１６の動作を例示するタイムチャートである。例えば、瞬時t１でブレーキスイッチがONになり、瞬時t１以降でマスターシリンダ圧mc_Pが出力される。マスターシリンダ圧mc_Pは一定値であるとする。続く瞬時t２でITS制御要求フラグがONになり、続く瞬時t２以降でITS制御要求値mc_ITSが出力される。ITS制御要求値mc_ITSは増大し、その後減少に転じて０に戻るとする。

　続く瞬時t3以降でITS制御要求値mc_ITSがマスターシリンダ圧mc_Pを上回る。その後、ITS制御要求値mc_ITSが増大から減少に転じると、続く瞬時t4以降でITS制御要求値mc_ITSがマスターシリンダ圧mc_Pを下回る。そして、続く瞬時t5でITS制御要求値mc_ITSが０となる。

　この場合、上記ステップS6により、目標液圧Pmは、図８上段に示す太い実線のうち上側の部分を繋いだものとなる。そして、ITS制御要求値mc_ITSが０から増大する瞬時t2～瞬時t3の間のある時点で、ポンプ＆モータ１７をONにして作動させ、第２ゲートバルブ１６をONにして、瞬時t3以降で選択される自動ブレーキの作動に備える。この作動タイミングは、図８に矢印で示すように変化する。瞬時t2～瞬時t3の何時にポンプ＆モータ１７と第２ゲートバルブ１６の作動タイミングを決めるかは、前述した図７のフローチャートに基づく。なお、図７のフローチャートではITS制御要求値mc_ITSがマスターシリンダ圧mc_Pを上回った瞬時t3を起点にして、より手前の時刻からポンプ＆モータ１７、第２ゲートバルブ16A・16Bを作動させるようにしたが、一方、ITS制御要求フラグがONされた瞬時t2を起点にして、時間変化率dΔP/dtが小さくなるほど、より作動タイミングを遅らせるようにしてもよい。

　その後、ITS制御要求値mc_ITSがマスターシリンダ圧mc_Pを下回る瞬時t4で、ポンプ＆モータ１７をOFFにして、第２ゲートバルブ１６をOFFにする。

　本実施例の制動力制御装置は、車輪に制動力を与える液圧ブレーキ系統になる制動力制御装置１１２と接続し、運転者のブレーキペダル１足踏み操作によるマスターシリンダ圧mc_Pに応動して車輪を制動するマニュアルブレーキ装置と、ポンプ１７から液圧を得て自車両の走行環境および走行状態を読み込むITS制御コントローラ１０２が算出したITS制御要求値mc_ITSに基づき車輪の制動力を制御する自動ブレーキ装置とを具える。

　そして、マニュアルブレーキ装置によるマスターシリンダ圧mc_Pと自動ブレーキ装置に入力されるITS制御要求値mc_ITSとを比較し、ITS制御要求値mc_ITSの方が大きい場合は、自動ブレーキ装置を選択的に作動させるセレクトハイ処理によって、運転者のマニュアルブレーキによる制動力以上に大きな減速度を発生する。

　このような本実施例によれば、セレクトハイ処理により減速度抜け感を解消して、前方車両への衝突を防止したり、衝突速度をより低減したりすることができる。さらに、前方車両との車間距離を、より所定距離に維持することが可能となる。

　図９は、本実施例における走行制御コントローラ１０１がさらに実行する制御処理を示すフローチャートであり、この制御処理も、所定時間（例えば10msec）毎のタイマ割込み処理として実行される。先ずステップS21で、自車両の速度Vを車輪速センサ１０６から読み込むとともに、自車両からその前方車両までの距離Ｌと前方車両の速度V0をITS制御コントローラ１０２から読み込む。ITS制御コントローラ１０２は、物体認識手段１０５からの信号により前方車両を認識すると共に自車両からその前方車両までの相対距離Ｌを計測し、その相対距離Ｌの時間変化率dL/dtと自車両の速度Vとから前方車両の速度V0(=V-dL/dt)を求める。

　次いでステップS22で、図１０に示すように、自車両の速度Vと前方車両の速度V0とから求まる自車両と前方車両との相対速度(V-V0)と相対距離Ｌとから、自車両が前方車両に制動なしで衝突するまでの衝突時間tc{=L/(V-V0)}を算出すると共に、マニュアルブレーキによる制動力F_dから自動ブレーキによる要求制動力F_ITSを差し引いた制動力差ΔF(＝F_d－F_ITS)を求め、続くステップS23で、その制動力差の時間変化率ｄΔF/dt(=｜ΔF1－ΔF2｜/｜t1－t2｜)を求める。但し、ΔF1，t1は前回値、ΔF2，t2は今回値である。なお、図示例ではマニュアルブレーキによる制動力F_dが一定ゆえ、制動力差時間変化率ｄΔF/dtは要求制動力F_ITSの変化の傾きとなる。従って、ステップS22は衝突時間算出手段に相当し、ステップS23は制動力差時間変化率演算手段に相当する。

　次いでステップS24で、上記衝突時間tcに基き上記前方車両と自車両との相対距離Ｌがゼロになるまで一定の制動力で制動するのに必要な制動力である基本制動力F_c（=M・(V－V0)/tc）を算出する。但し、Mは自車両の車両重量であり、F_c≧０である。従って、ステップS24は基本制動力算出手段に相当する。

　ところで、上記基本制動力F_cで制動させると、自車両は前方車両に相対距離ゼロで衝突することになる。このため次のステップS25では、基本制動力F_cに第１の制動力係数β（β＞１）を乗算して、衝突が生じない制動力F_cc（=F_c×β）を求める。

　続くステップS26では、衝突が生じない制動力F_ccと自動ブレーキによる要求制動力F_ITSとを比較して、衝突が生じない制動力F_ccの方が大きい場合（F_cc＞F_ITS）にはステップS27で、セレクトハイ処理により、自動ブレーキによる要求制動力F_ITSを、衝突が生じない制動力F_ccと等しくする。すなわち、F_ITS＝MAX（F_ITS，F_cc）とする。これにより前方車両への衝突防止が可能になるので、車両の安定性を高めることができる。
すなわち、自動ブレーキによる制動力が、一定の制動力で相対距離がゼロになるまでに必要とする制動力より小さい場合は、例え運転者のマニュアルブレーキによる制動力より自動ブレーキによる制動力のほうが大きくても自車両は前方車両に衝突するが、この実施例のようにすれば、セレクトハイ処理F_ITS＝MAX（F_ITS，F_cc）により、前方車両への衝突防止が可能になるので、車両の安定性を高めることができる。但し上記自動ブレーキには、自車両のセンサ群で完結する自動ブレーキや、ナビゲータを含めた自動ブレーキ等も含まれる。
なお、衝突が生じない制動力F_ccの方が自動ブレーキによる要求制動力F_ITSより大きくない場合はステップS27をスキップし、要求制動力F_ITSをそのままスルーする。

　次のステップS28では、ステップS23で求めた制動力差時間変化率ｄΔF/dtから、図１１に示す如き関係線図により第２の制動力係数γを求める。なお、ｄΔF/dtは、前回値を何点か取った上で平均化処理して算出してもよい。ここで第２の制動力係数γは図示のように、γ_minからｄΔF/dtの増大とともに増大し、最大で１となる（γ≦１）。そして続くステップS29では、ITS制御コントローラ１０２から出力される要求制動力F_ITSに、上記第２の制動力係数γを乗じて低下させた要求制動力F_ITS_F1を求める（F_ITS_F1＝F_ITS×γ）。但し、F_ITS_F1＝MAX（F_ITS_F1，F_cc）として、衝突防止機能は確保する。

　これにより、制動力差時間変化率ｄΔF/dtが大きい場合は、自動ブレーキによる要求制動力F_ITSの低減量を小さくするので、マニュアルブレーキによる制動力よりも自動ブレーキによる制動力を大幅に高めてより素早い制動を実現するとともに、ブレーキペダル吸い込まれ違和感を緩和することができ、制動力差時間変化率ｄΔF/dtが小さい場合は、自動ブレーキによる要求制動力F_ITSの低減量を大きくするので、マニュアルブレーキによ
る制動力よりも自動ブレーキによる制動力を適度に高めると共に、ブレーキペダル吸い込まれ違和感をより緩和することができる。

　次のステップS30では、ステップS22で求めた衝突時間tcの前回値と今回値との差の絶対値（｜tc(前回値)－tc(今回値)｜）、言い換えると、衝突時間の時間変化率Δtcから、図１２に示す如き関係線図により第３の制動力係数γ’を求める。ここで第３の制動力係数γ’は図示のように、１から｜tc(前回値)－tc(今回値)｜の増大とともに増大し、最大でγ’maxとなる（１≦γ’）。そして続くステップS31では、ステップS29を介して求めた、低下させた要求制動力F_ITS_F1に、上記第３の制動力係数γ’を乗じて、最終の自動ブレーキによる要求制動力F_ITS_F2を求める（F_ITS_F2＝F_ITS_F1×γ’）。但し、F_ITS_F2＝MAX（F_ITS_F2，F_cc）として、衝突防止機能は確保する。

　これにより、前方車両の急減速や割り込み等により、自車両が前方車両に衝突するまでの衝突時間tcが短くなった場合においても、自動ブレーキによる制動力を高めて衝突を回避するとともに、ブレーキペダル吸い込まれ違和感を緩和することができる。

　なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であり、本発明はその主旨に逸脱しない範囲において種々変更が加えられ得るものである。図３～図７にそれぞれ示す本発明の特異な減速制御構成を、適宜、取捨選択して組み合わせてもよく、また閾値を設計してブレーキペダル１の吸い込まれ違和感、制動力制御装置１１２の耐久劣化、音振、昇圧応答性等の背反する要求を適正化してもよい。

Claims

　液圧ブレーキシステムと相互作用する車両の制動力制御装置において、
　運転者の操作に応動して車輪を制動するマニュアルブレーキ装置と、
　ポンプから液圧を得て自車両の走行環境および走行状態に基づき車輪の制動力を制御する自動ブレーキ装置と、及び
　減速制御のため、マニュアルブレーキ装置と自動ブレーキ装置とに接続されたコントローラとから構成され、該コントローラが、
　　　前記マニュアルブレーキ装置による制動力と前記自動ブレーキ装置による要求制動力とを比較し、該要求制動力の方が大きい場合は自動ブレーキ装置を選択的に作動させる自動ブレーキ選択作動部と、
　　　前記マニュアルブレーキ装置による制動力から前記自動ブレーキ装置による要求制動力を引いた値の単位時間当たりの変化量である制動力差時間変化率を算出する制動力差時間変化率演算部と、及び
　　　前記自動ブレーキ装置を選択的に作動する場合、前記自動ブレーキ装置による要求制動力を低減補正すると共に、前記の算出された制動力差時間変化率が大きいほど前記要求制動力の低減量を小さく補正する要求制動力制御部と、
から構成されたことを特徴とする、車両の制動力制御装置。
　前記コントローラは、
　自車両の前方の物体を認識すると共にその物体と自車両との相対速度を検出する物体認識部と、
　前記物体と自車両との相対速度から制動なしでその物体に衝突するまでの衝突時間を算出する衝突時間算出部と、
　前記衝突時間から前記物体と自車両との相対距離がゼロになるまで一定の制動力で制動するのに必要な制動力である基本制動力を算出する基本制動力算出部と、
を有し、
　前記要求制動力制御部は、前記要求制動力が前記基本制動力より小さいか等しい場合には、前記要求制動力を増加させる、請求項１記載の車両の制動力制御装置。
　前記要求制動力制御部は、前記衝突時間が短いほど、前記要求制動力を大きく増加させる、請求項２記載の車両の制動力制御装置。
　前記要求制動力制御部は、前記制動力差時間変化率が大きいほど、液圧ポンプの作動開始タイミングを早くする、請求項１記載の車両の制動力制御装置。
　前記要求制動力制御部は、前記衝突時間の時間変化率が大きいほど前記要求制動力を大きく増加させる、請求項３記載の車両の制動力制御装置。
　液圧ブレーキシステムと相互作用する自動ブレーキシステムを制御する、車両の制動力制御方法において、
　マニュアルブレーキ装置による制動力と自動ブレーキ装置による要求制動力とを比較し、該要求制動力の方が大きい場合は自動ブレーキ装置を選択的に作動し、
　前記マニュアルブレーキ装置による制動力から前記自動ブレーキ装置による要求制動力を引いた値の単位時間当たりの変化量である制動力差時間変化率を算出し、及び
　前記自動ブレーキ装置を選択的に作動する場合、前記自動ブレーキ装置による要求制動力を低減補正すると共に、前記の算出された制動力差時間変化率が大きいほど前記要求制動力の低減量を小さく補正することを特徴とする、車両の制動力制御方法。
　前記車両の制動力制御方法は、更に、
　自車両の前方の物体と自車両との相対速度を検出し、
　前記物体と自車両との相対速度から制動なしでその物体に衝突するまでの衝突時間を算出し、
　前記衝突時間から前記物体と自車両との相対距離がゼロになるまで一定の制動力で制動するのに必要な制動力である基本制動力を算出し、及び
　前記要求制動力が前記基本制動力より小さいか等しい場合には、前記要求制動力を増加させる、請求項６記載の車両の制動力制御方法。
　前記衝突時間が短いほど、前記要求制動力を大きく増加させる、請求項７記載の車両の制動力制御方法。
　前記制動力差時間変化率が大きいほど、液圧ポンプの作動開始タイミングを早くする、請求項６記載の車両の制動力制御方法。
　前記衝突時間の時間変化率が大きいほど前記要求制動力を大きく増加させる、請求項８記載の車両の制動力制御方法。