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発明の名称 車両用ブレーキ装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−15553(P2007−15553A)
公開日 平成19年1月25日(2007.1.25)
出願番号 特願2005−199025(P2005−199025)
出願日 平成17年7月7日(2005.7.7)
代理人 【識別番号】100066980
【弁理士】
【氏名又は名称】森 哲也
発明者 樋口 拓也 / 網代 圭悟
要約 課題
ピッチング方向の姿勢変化に起因した違和感を抑制する。

解決手段
自動ブレーキによって車両を停止させ、それからパーキングブレーキを作動させるものであって、車両が停止した時点で(ステップS3、S5の判定が共に“Yes”)、前輪制動力の解除に伴って発生する姿勢変化の方向と車両停止後のピッチング挙動とを予測し(ステップS13、S14)、車両停止後のピッチングが、前輪制動力の解除に伴って発生する姿勢変化と反対方向にあるときに前輪制動力を解除する。具体的には、車両停止後のピッチングが、前輪制動力を解除するときに発生する姿勢変化と逆方向に最大となる時点tSを算出し(ステップS16)、その時点tSになってから前輪制動力の解除を開始し、車両停止後のピッチ速度が速いほど、前輪制動力の解除速度VRを速くする(ステップS19a)。
特許請求の範囲
【請求項1】
前後輪の常用制動力を制御する第1の制動力制御手段と、該第1の制動力制御手段が常用制動力の制御によって走行状態の車両を停止させたら、前後輪の何れか一方に駐車制動力を付与する第2の制動力制御手段とを備え、
前記第1の制動力制御手段は、走行状態の車両を停止させたら、車両停止後のピッチング状態に合わせて前記常用制動力を解除することを特徴とする車両用ブレーキ装置。
【請求項2】
前記第1の制動力制御手段は、車両停止後のピッチングが、前記常用制動力の解除に伴って発生する姿勢変化と反対方向にあるときに、前記常用制動力を解除することを特徴とする請求項1に記載の車両用ブレーキ装置。
【請求項3】
前記第1の制動力制御手段は、車両停止後のピッチングが、前記常用制動力の解除に伴って発生する姿勢変化と反対方向に最大となるときに、前記常用制動力の解除を開始することを特徴とする請求項2に記載の車両用ブレーキ装置。
【請求項4】
前記第1の制動力制御手段は、車両のピッチ速度が速いほど、前記常用制動力の解除速度を速くすることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の車両用ブレーキ装置。
【請求項5】
前記第1の制動力制御手段は、車両のピッチ加速度が大きいほど、前記常用制動力の解除速度を速くすることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の車両用ブレーキ装置。
【請求項6】
前記第1の制動力制御手段は、車両停止前のピッチ角から車両停止後の定常ピッチ角への変化量を予測し、当該変化量が大きいほど、前記常用制動力の解除速度を遅くすることを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の車両用ブレーキ装置。
【請求項7】
前記第1の制動力制御手段は、車両停止後の定常ピッチ角から前記常用制動力解除後の定常ピッチ角への変化量を予測し、当該変化量が大きいほど、前記常用制動力の解除速度を速くすることを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の車両用ブレーキ装置。
【請求項8】
前記車両停止前のピッチ角は、車両減速度、前後輪の前記常用制動力、及び車両駆動力に応じて算出されることを特徴とする請求項6に記載の車両用ブレーキ装置。
【請求項9】
前記車両停止後の定常ピッチ角は、前記車両停止直前のピッチ角、及び前後輪の前記常用制動力に応じて算出されることを特徴とする請求項6〜8の何れか一項に記載の車両用ブレーキ装置。
【請求項10】
前記常用制動力解除後の定常ピッチ角は、路面勾配に応じて算出されることを特徴とする請求項7〜9の何れか一項に記載の車両用ブレーキ装置。
【請求項11】
前記第1の制動力制御手段は、車両停止後にピッチングが発生しないと予測した場合には、前記常用制動力を車両停止後に緩やかな所定速度で解除することを特徴とする請求項1〜10の何れか一項に記載の車両用ブレーキ装置。
【請求項12】
前記第1の制動力制御手段は、前記常用制動力の解除に伴う姿勢変化が発生しないと予測した場合には、前記常用制動力を車両停止後に緩やかな所定速度で解除することを特徴とする請求項1〜11の何れか一項に記載の車両用ブレーキ装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両用ブレーキ装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、油圧ブレーキの制御によって自動で車両を停止させたら、この停止状態を維持するためにワイヤ式のパーキングブレーキを自動で作動させ、それから油圧ブレーキの制動力を解除することを提案したものがあった(特許文献1参照)。
【特許文献1】特開2004−9914号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
ところで、図6(a)に示すように、通常状態では車体が水平姿勢となるが、図6(b)に示すように、制動時には前輪のサスペンションが縮んで車体のフロント側が下方に沈み込むノーズダイブの姿勢となる。このとき、前後輪はサスペンションのストロークに応じて弧を描くように移動するので、ホイールベースが変化する。したがって、図6(c)に示すように、この状態で車両が停止し、前後輪の制動力を維持し続けると、ノーズダイブの姿勢を維持してしまう。つまり、サスペンションが元の状態に戻ろうとしても、前後輪のホイールベース方向の移動が、制動力及びタイヤと路面との摩擦力によって阻止されるからである。
【0004】
この状態で、前後輪の何れか一方にパーキングブレーキを作動させてから前後輪の制動力を解除すると、パーキングブレーキが作動していない側の車輪のホイールベース方向の移動が許容されるので、サスペンションが元の状態に戻ろうとする力によって、ノーズダイブの前傾姿勢から通常の水平姿勢に復帰することになる。
【0005】
したがって、上記特許文献1に記載された従来例のように、先ず油圧ブレーキによって車両を停止させ、次いでパーキングブレーキを作動させてから油圧ブレーキを解除するという一連の動作を全て自動で行う場合、乗員の予期しないタイミングで油圧ブレーキが解除されると、この解除に伴って発生する姿勢変化によって乗員に違和感を与える可能性がある。
そこで、本発明は上記の問題に着目してなされたものであり、ピッチング方向の姿勢変化に起因した違和感を抑制することのできる車両用ブレーキ装置の提供を課題としている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記の課題を解決するために、本発明に係る車両用ブレーキ装置は、前後輪の制動力を同時に作用させる常用制動力を制御すると共に、この常用制動力の制御によって走行状態の車両を停止させたら、前後輪の何れか一方のみに駐車制動力を付与するものであって、走行状態の車両を停止させたら、車両停止後のピッチング状態に合わせて常用制動力を解除することを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明に係る車両用ブレーキ装置によれば、前輪と後輪とのブレーキ装置を同時に作動させて(常用制動力)走行状態の車両を停止させたら、車両停止後のピッチング状態に合わせて常用制動力を解除することで、乗員の予期しないタイミングで常用制動力の解除に伴うピッチング方向の姿勢変化が起こることを防止し、ピッチング方向の姿勢変化に起因した違和感を抑制することができる。すなわち、車両停止時に発生するピッチングに紛れて姿勢変化が起こるように常用制動力を解除することで、乗員にとって自然な車両挙動とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の概略構成図であり、前輪では油圧回路を利用したブレーキバイワイヤを行い、後輪では電動モータを利用したブレーキバイワイヤを行う。
前輪側は、ブレーキペダル1の操作量に応じた液圧を発生させるマスターシリンダ2と前輪のホイールシリンダ3FL・3FRとの間に、ブレーキアクチュエータ3が介装されており、このブレーキアクチュエータ4をコントローラ5によって駆動制御することにより、ホイールシリンダ3FL・3RRの液圧を増圧、保持、減圧できる。
【0009】
マスターシリンダ2は、運転者のペダル操作に応じて2系統の液圧を作るタンデム式のもので、プライマリ側がフロント右のホイールシリンダ3FRに連結され、セカンダリ側がフロント左のホイールシリンダ3FLに連結されている。
ホイールシリンダ3FL・3FRは、ディスクロータをブレーキパッドで挟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。
【0010】
ブレーキアクチュエータ4は、図2に示すように、マスターシリンダ2及びホイールシリンダ3FL(3FR)間の流路を閉鎖可能なノーマルオープン型のゲートバルブ20L(20R)と、ゲートバルブ20L(20R)及びホイールシリンダ3FL(3FR)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21L(21R)と、ホイールシリンダ3FL(3FR)及びインレットバルブ21L(21R)間とマスターシリンダ2のリザーバタンク2aとを連通した流路を開放可能なアウトレットバルブ22L(22R)と、アウトレットバルブ22L(22R)及びリザーバタンク2a間に吸入側を連通し、且つゲートバルブ20L(20R)及びインレットバルブ21L(21R)間に吐出側を連通したポンプ23L(23R)と、を備えている。
【0011】
さらに、プライマリ側では、マスターシリンダ2及びゲートバルブ20R間に連通されたストロークシミュレータ24と、マスターシリンダ2及びゲートバルブ20R間とストロークシミュレータ24とを連通した流路を開放可能なノーマルクローズ型のゲートバルブ25と、を備えている。
ここで、ゲートバルブ20L・20R、インレットバルブ21L・21R、アウトレットバルブ22L・22R、及びゲートバルブ25は、夫々、2ポート2ポジション切換、スプリングオフセット式の電磁操作弁であって、ゲートバルブ20L・20R及びインレットバルブ21L・21R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22L・22R及びゲートバルブ25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。
【0012】
また、ポンプ23L・23Rは、負荷圧力に係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、容積型のポンプで構成されている。
また、ストロークシミュレータ24は、流路の液圧を吸収可能なスプリング復帰の単動シリンダで構成されている。
上記の構成により、ゲートバルブ20L(20R)を励磁して閉鎖しているときに、インレットバルブ21L(21R)及びアウトレットバルブ22L(22R)を非励磁のノーマル位置にしたまま、ポンプ23L(23R)を駆動すると、リザーバタンク2a内の作動油が吸入され、その吐出圧がインレットバルブ21L(21R)を介してホイールシリンダ3FL(3FR)に伝達されるので、ホイールシリンダ3FL(3FR)の液圧が増圧される。
【0013】
また、ゲートバルブ20L(20R)を励磁して閉鎖しているときに、アウトレットバルブ22L(22R)を非励磁のノーマル位置にしたまま、インレットバルブ21L(21R)を励磁して閉鎖すると、ホイールシリンダ3FL(3FR)への流路が遮断されるので、ホイールシリンダ3FL(3FR)の液圧が保持される。
さらに、ゲートバルブ20L(20R)を励磁して閉鎖しているときに、アウトレットバルブ22L(22R)を励磁して開放すると共に、インレットバルブ21L(21R)を励磁して夫々を閉鎖すると、ホイールシリンダ3FL(3FR)の液圧がリザーバタンク2aに開放されて減圧される。
【0014】
したがって、コントローラ5は、ブレーキバイワイヤを実行するときには、ゲートバルブ20L・20Rを閉鎖し、且つゲートバルブ25を開放した状態で、インレットバルブ21L(21R)と、アウトレットバルブ22L(22R)と、ポンプ23L(23R)とを駆動制御することによって、運転者のブレーキ操作に応じた制動力を発生することができる。
【0015】
このとき、マスターシリンダ2の液圧は、ゲートバルブ25を介してストロークシミュレータ24で吸収されるので、運転者のブレーキ操作に対して適度なペダルストロークやペダル反力を演出することができる。
そして、例えばポンプ故障等でブレーキバイワイヤを実行できないときには、ゲートバルブ20L(20R)、インレットバルブ21L(21R)、アウトレットバルブ22L(22R)、及びゲートバルブ25の全てを非励磁のノーマル位置にすることによって、マスターシリンダ2の液圧をホイールシリンダ3FL(3FR)に伝達し、フェールセーフ時の制動力を確保する。
【0016】
一方、後輪側には、パーキングブレーキ機能を有する電動ブレーキ6RL・6RRが配設されており、この電動ブレーキ6RL・6RRをコントローラ5によって駆動制御することにより、任意の制動力を発生できる。
電動ブレーキ6RL(6RR)は、図3に示すように、ディスクロータ30を一対のブレーキパッド31a、31bで挟圧して制動力を発生させるフローティング型のキャリパ32で構成されている。
【0017】
アウタ側のブレーキパッド31aは、キャリパ32に固定され、インナ側のブレーキパッド31bは、キャリパ32に内蔵された駆動機構33によってディスクロータ30に対して進退自在に構成されている。
駆動機構33は、例えばステッピングモータで構成された電動モータ34と、電動モータ34の出力を減速する減速機35と、減速機35の出力軸に連結されたネジ軸36と、このネジ軸36に螺合するナット37と、ナット37に周設されると共に、回転阻止された状態で軸方向に進退可能な筒型のピストンとを備えており、このピストン38の先端にブレーキパッド31bが連結されている。
【0018】
上記の構成により、電動モータ34の回転運動がピストン38の直線運動に変換されるので、電動モータ34を例えば正転させるときに、ピストン38が前進し、ディスクロータ30がブレーキパッド31bによって押圧され、その反力によりブレーキパッド31aを引き寄せるようにしてキャリパ32全体が横にスライドし、ディスクロータ30が一対のブレーキパッド31a、31bによって挟圧される。そして、電動モータ34を逆転させるときに、ピストン38が後退し、ディスクロータ30から一対のブレーキパッド31a、31bがリリースされる。
【0019】
したがって、コントローラ5は、電動モータ34の回転方向及び回転角を制御することによって、運転者のブレーキ操作に応じた制動力を発生することができる。
また、電動ブレーキ6RL・6RRには、電動モータ34と共に回転する爪車39と、この爪車39の歯に図示しない爪を引っ掛けて電動モータ34における制動力解除方向の回転を防止可能なロック機構40と、を備えている。
【0020】
ロック機構40は、例えばソレノイドによって爪の掛止と解除を行うように構成され、ソレノイドを励磁して爪を係止位置又は解除位置に切換えたら、ソレノイドを非励磁にしても爪の位置を保持できる自己保持機能を有している。
したがって、コントローラ5は、ディスクロータ30を一対のブレーキパッド31a、31bによって挟圧しているときに、ロック機構40を駆動して電動モータ34における制動力解除方向の回転を防止することにより、パーキングブレーキを作動させることができる。
【0021】
コントローラ5には、図1に示すように、ブレーキセンサ7で検出したブレーキペダル1のストローク量と、圧力センサ8で検出したマスターシリンダ2の圧力と、ストロークセンサ9で検出したピストン38のストローク量と、車輪速センサ10で検出した各車輪速と、加速度センサ11で検出した加速度と、PKBスイッチ12で検出した運転者によるパーキングブレーキの操作信号(ON/OFF信号)と、が入力される。
【0022】
コントローラ5は、通常、ブレーキペダルのストローク量に応じた制動力が発生するように、ブレーキアクチュエータ4及び電動ブレーキ6RL・6RRを駆動制御してブレーキバイワイヤを実行し、また車両が停止している状態でPKBスイッチ12がONにされたら、停車状態を維持するのに必要な制動力が後輪に付与されるように電動ブレーキ6RL・6RRを駆動制御してからロック機構40によってパーキングブレーキを作動させるものとするが、本実施形態ではそれらの詳細な説明は省略する。
【0023】
第1実施形態では、車両が走行している状態でPKBスイッチ12がONにされたら、緊急制動と認識し、先ず運転者のブレーキ操作に関わらず自動的に車両を停止させ、それからパーキングブレーキを作動させるシステムを想定しており、以下にその詳細を説明する。
図4は、コントローラ5で実行する第1実施形態の制動力制御処理を示すフローチャートであり、所定時間(例えば10msec)毎のタイマ割り込み処理として実行される。
【0024】
ステップS1では、PKBスイッチ12がONであるか否かを判定する。ここで、PKBスイッチ12がOFFであるときには、そのまま所定のメインプログラムに復帰する。一方、PKBスイッチ12がONであるときには、ステップS2に移行する。
ステップS2では、パーキングブレーキの作動が未完了であるか否かを判定する。ここで、パーキングブレーキの作動が完了している、つまり電動ブレーキ6RL・6RRが停車状態を維持するのに必要な制動力を発生させた状態でロックされているときには、そのままメインプログラムに復帰する。一方、パーキングブレーキの作動が完了していないときには、ステップS3に移行する。
【0025】
ステップS3では、車両が停止したか否かを判定する。車両の停止判断は、車輪速に基づいて行うが、車輪速のパルスから0km/hとなる時点を正確に検出するのは困難なため、例えば0.8km/hを下回ったときに車両が停止したと判断してもよいし、或いは車輪減速度から0km/hとなる時点を予測して停止判断を行うようにしてもよい。ここで、車両が未だ走行状態にあると判定されたら、ステップS4に移行する。一方、車両が停止したと判定されたら、ステップS5に移行する。
【0026】
ステップS4では、自動ブレーキによって緊急制動を行う、つまり予め設定された制動力が発生されるように前後輪の制動力を制御して所定のメインプログラムに復帰する。
ステップS5では、制御フラグfが“0”にリセットされているか否かを判定する。この判定結果がf=1であるときには、以下のステップS6〜S17の処理を実行済みであると判断して後述するステップS18に移行する。一方、判定結果がf=0であるときには、車両が停止した直後であると判断してステップS6に移行する。
【0027】
ステップS6では、2輪分の前輪制動力FFを算出する。例えば、マスターシリンダ圧と前後配分設定値とに応じて算出したり、減速度と前後配分設定値とに応じて算出したりする。勿論、ホイールシリンダ3FL・3FRの液圧を圧力センサで検出してもよい。
続くステップS7では、2輪分の後輪制動力FRを算出する。例えば、ピストン38のストローク量に応じて算出したり、電動モータ34の電流に応じて算出したりする。
【0028】
続くステップS8では、停車位置の路面勾配θを算出する。例えば、加速度センサ11で検出した減速度と、前輪制動力FF及び後輪制動力FRから予測される減速度との偏差に応じて算出したり、或いは加速度センサ11で検出した減速度と、車輪速度の変化量から予測される減速度との偏差に応じて算出したりする。
続くステップS9では、車両停止前(減速時)のピッチ角ψBSを算出する(図8、図9参照)。例えば、車両減速度と前輪制動力FFと後輪制動力FRとエンジントルクとに応じてサスペンションのストローク量を推定し、推定したストローク量に応じて算出する。勿論、サスペンションにストロークセンサを設けて、その検出値に応じて算出してもよい。なお、本実施形態では、テールリフト方向のピッチ角を正値、ノーズリフト方向のピッチ角を負値で示す。
【0029】
続くステップS10では、車両停止後のピッチングが収束するときの定常ピッチ角ψASを予測する(図8、図9参照)。
ここで、図6(a)に示すように、通常状態では車体が水平姿勢となるが、図6(b)に示すように、制動時には前輪のサスペンションが縮んで車体のフロント側が下方に沈み込むノーズダイブの姿勢となる。このとき、前後輪はサスペンションのストロークに応じて弧を描くように移動するので、ホイールベースが変化する。したがって、図6(c)に示すように、この状態で車両が停止し、前後輪の制動力を維持し続けると、ノーズダイブの姿勢を維持してしまう。つまり、サスペンションが元の状態に戻ろうとしても、前後輪のホイールベース方向の移動が制動力によって阻止されるからである。
【0030】
したがって、車両に作用する減速度がなくなった状態で、サスペンションが元の状態に戻ろうとする力と前後輪の制動力とが均衡するときのピッチ角が、車両停止後の定常ピッチ角ψASとなるので、車両停止前のピッチ角ψBSと前輪制動力FFと後輪制動力FRとに応じて、車両停止後の定常ピッチ角ψASを予測する。
続くステップS11では、自動ブレーキによる4輪制動から後輪のみのパーキングブレーキへ移行した後、つまり前輪制動力を解除した後のピッチングが収束するときの定常ピッチ角ψARを予測する(図8、図9参照)。
【0031】
すなわち、図6(c)の状態で、後輪にパーキングブレーキを作動させてから、前輪制動力を解除すると、パーキングブレーキが作動していない前輪のホイールベース方向の移動が許容されるので、サスペンションが元の状態に戻ろうとする力によって、ノーズダイブの前傾姿勢から通常の水平姿勢に復帰することになる。
したがって、ここでは単に路面勾配θのみに応じて前輪制動力解除後の定常ピッチ角ψARを予測する。
【0032】
続くステップS12では、下記(1)式に示すように、車両停止後の定常ピッチ角ψASから車両停止前のピッチ角ψBSを減算して、車両が停止した後に生じる予測変化量ΔψSを算出する。
ΔψS=ψAS−ψBS ………(1)
続くステップS13では、下記(2)式に示すように、前輪制動力解除後の定常ピッチ角ψARから車両停止後の定常ピッチ角ψASを減算して、前輪制動力を解除したときに生じる予測変化量ΔψRを算出する。
ΔψR=ψAR−ψAS ………(2)
続くステップS14では、上記(2)式に従って算出した予測変化量ΔψRの正負から、前輪制動力の解除に伴って発生する姿勢変化の方向を判定する。すなわち、予測変化量ΔψRが負値であればノーズリフトが発生すると判定し、正値であればテールリフトが発生すると判定する。
【0033】
続くステップS15では、車両停止前のピッチ角ψBSと車両停止時の予測変化量ΔψSとに応じて、車両停止後のピッチング挙動を予測する。具体的には、前後のサスペンションのバネ定数と減衰係数からピッチングの簡易イナーシャモデルを予め用意し、車両停止前のピッチ角ψBSと車両停止時の予測変化量ΔψSとに応じて、車両停止後における経過時間t毎のピッチング挙動を予測する。勿論、サスペンションのストロークなどを含めた車両モデルからより厳密なピッチング挙動を予測してもよい。
【0034】
続くステップS16では、上記ステップS15で予測したピッチング挙動に基づいて、車両停止後のピッチングが、前輪制動力を解除するときに発生する姿勢変化と反対方向に最大となる時点(車両停止後の経過時間)を、前輪制動力の解除を開始する時点tSとして算出する。すなわち、前輪制動力の解除に伴ってノーズリフトが発生すると予測した場合には、車両停止後のピッチングが反ノーズリフト方向に最大となる時点であり、前輪制動力の解除に伴ってテールリフトが発生すると予測した場合には、車両停止後のピッチングが反テールリフト方向に最大となる時点である。
【0035】
続くステップS17では、制御フラグfを“1”にセットする。
続くステップS18では、タイマTのインクリメントによって、車両が停止してからの経過時間を計測する。
続くステップS19では、後述する図5の解除速度演算処理を実行し、車両停止後のピッチング状態に合わせた前輪制動力の解除速度VRを演算する。
【0036】
続くステップS20では、ブレーキアクチュエータ4によって前輪制動力FFを制御する。具体的には、車両停止後の経過時間Tが解除開始時点tS未満であるときには、自動ブレーキによって緊急制動を行っていたときの制動力を維持し、車両停止後の経過時間Tが解除開始時点tS以上となっているときには、自動ブレーキによって緊急制動を行っていたときの制動力を、上記ステップS19で算出された解除速度VRに応じて解除する、つまり減少させる。
【0037】
続くステップS21では、電動ブレーキ6RL・6RRによって後輪制動力FRを制御する。具体的には、後輪側ではパーキングブレーキへの移行となるので、停車状態を維持するのに必要な目標制動力FR*に一致させる。
続くステップS22では、前輪制動力FFが所定値以下まで減少したか否か、つまり前輪制動力FFの解除が完了したか否かを判定する。ここで、前輪制動力FFの解除が完了していないときには、そのまま所定のメインプログラムに復帰する。一方、前輪制動力FFの解除が完了しているときには、ステップS23に移行する。
【0038】
ステップS23では、後輪制動力FRが停車状態を維持するのに必要な目標制動力FR*に一致しているか否かを判定する。後輪制動力FRが目標制動力FR*と一致していないときには、そのまま所定のメインプログラムに復帰する。一方、後輪制動力FRが目標制動力FR*と一致しているときには、ステップS24に移行する。
ステップS24では、ロック機構40を駆動してパーキングブレーキを作動させる。
続くステップS25では、制御フラグfを“0”にリセットする。
続くステップS26では、タイマTをリセットしてから所定のメインプログラムに復帰する。
【0039】
次に、前記ステップS19で実行する解除速度演算処理を、図5のフローチャートに基づいて説明する。
先ずステップS19aでは、図中の制御マップを参照し、ピッチ速度に応じて解除速度VRを算出する。ピッチ速度は、前記ステップS15で予測したピッチング挙動に基づいて算出される。ここで、制御マップは、横軸をピッチ速度、縦軸を解除速度VRとし、ピッチ速度が速いほど、これに比例して解除速度VRが速くなるように設定されている。
【0040】
続くステップS19bでは、図中の制御マップを参照し、ピッチ加速度に応じて補正係数k1を算出する。ピッチ加速度は、前記ステップS15で予測したピッチング挙動に基づいて算出される。ここで、制御マップは、横軸をピッチ加速度、縦軸を補正係数k1とし、ピッチ加速度が大きいほど、これに比例して補正係数k1が1から大きくなるように設定されている。
【0041】
続くステップS19cでは、図中の制御マップを参照し、予測変化量ΔψSに応じて補正係数k2を算出する。ここで、制御マップは、横軸を予測変化量ΔψS、縦軸を補正係数k2とし、予測変化量ΔψSが大きいほど、これに比例して補正係数k2が1から小さくなるように設定されている。
続くステップS19dでは、図中の制御マップを参照し、予測変化量ΔψRに応じて補正係数k3を算出する。ここで、制御マップは、横軸を予測変化量ΔψR、縦軸を補正係数k3とし、予測変化量ΔψRが大きいほど、これに比例して補正係数k3が1から大きくなるように設定されている。
【0042】
続くステップS19eでは、下記(3)式に示すように、解除速度VRを補正係数k1〜k3の乗算によって補正し、最終的な解除速度VRを算出してから図5の制動力解除速度演算処理を終了する。
R ← VR×k1×k2×k3 ………(3)
以上より、ブレーキアクチュエータ4、電動モータ34、及びステップS1〜S20、S22、S25、S26の処理が「第1の制動力制御手段」に対応し、ロック機構40、及びステップS21、S23、S24の処理が「第2の制動力制御手段」に対応している。また、ブレーキアクチュエータ4を駆動して発生させる前輪制動力FFと電動モータ34を駆動して発生させる後輪制動力FRとが「常用制動力」に対応し、電動モータ34及びロック機構40を駆動して発生させるパーキングブレーキが「駐車制動力」に対応している。
【0043】
次に、上記第1実施形態の動作や作用効果について説明する。
今、車両が走行している状態でPKBスイッチ12がONにされたとすると(ステップS1の判定が“Yes”)、緊急制動と認識し、先ず自動ブレーキによって車両を停止させ(ステップS4)、それからパーキングブレーキを作動させる(ステップS24)。
前述したように、走行状態にある車両を停止させ、その前後輪の制動力を維持し続けると、ノーズダイブの姿勢を維持してしまい、後輪にパーキングブレーキを作動させてから前輪の制動力を解除するとときに、ノーズダイブの前傾姿勢から通常の水平姿勢に復帰することになる(図6参照)。
【0044】
したがって、図7に示すように、乗員の予期しないタイミングで前輪の制動力が解除されると、これに伴って発生する姿勢変化(ノーズリフトやテールリフト)によって乗員に違和感を与える可能性がある。
そこで、本実施形態では、走行状態の車両を自動ブレーキによって停止させたら、車両停止後のピッチング状態に合わせて前輪制動力を解除する。すなわち、車両停止後に発生するピッチングは、乗員にとって自然な車両挙動であるため、このピッチングに紛れて姿勢変化が起こるように前輪制動力を解除すれば、ピッチング方向の姿勢変化に起因した違和感を抑制することができる。
【0045】
したがって、車両が停止した時点で(ステップS3、S5の判定が共に“Yes”)、前輪制動力の解除に伴って発生する姿勢変化の方向と、車両停止後のピッチング挙動とを予測し(ステップS14、S15)、車両停止後のピッチングが、前輪制動力の解除に伴って発生する姿勢変化と反対方向にあるときに前輪制動力を解除する。
すなわち、図8に示すように、前輪制動力の解除に伴ってノーズリフトが発生すると予測したときには、車両停止後のピッチングが反ノーズリフト方向にあるときに前輪制動力を解除し、一方、図9に示すように、前輪制動力の解除に伴ってテールリフトが発生すると予測したときには、車両停止後のピッチングが反テールリフト方向にあるときに前輪制動力を解除する。
【0046】
これにより、車両停止後のピッチングを打消すような姿勢変化が起こるので、車両停止後のピッチングを抑制でき、乗り心地を向上させることができる。
ちなみに、前輪制動力の解除に伴うノーズリフトは、サスペンション・ジオメトリにもよるが、例えば平坦路で強めのブレーキで停止したときや、降坂路で停止したとき等に発生すると考えられる。また、前輪制動力の解除に伴うテールリフトは、サスペンション・ジオメトリにもよるが、例えば登坂路で停止したとき等に発生すると考えられる。
【0047】
そして、車両停止後のピッチングが、前輪制動力を解除するときに発生する姿勢変化と逆方向に最大となる時点tSを算出し(ステップS16)、その時点tSになってから前輪制動力の解除を開始する。
これにより、車両停止後のピッチング方向が反転するまでの時間を、前輪制動力の解除のために最大限に利用することが可能となる。
【0048】
そして、車両停止後のピッチ速度が速いほど、前輪制動力の解除速度VRを速くする(ステップS19a)。これは、ピッチ速度が速ければ、それだけピッチング方向が反転するまでの時間が短くなるからである。すなわち、ピッチング方向が反転するまでに前輪制動力の解除を完了させることで、車両停止後のピッチングを確実に抑制することができる。
【0049】
また、車両停止後のピッチ加速度が速いほど、前輪制動力の解除速度VRを速くする(ステップS19b、S19e)。これは、ピッチ加速度が大きければ、それだけピッチング方向が反転するまでの時間が短くなるからである。すなわち、ピッチング方向が反転するまでに前輪制動力の解除を完了させることで、車両停止後のピッチングを確実に抑制することができる。
【0050】
さらに、車両停止前のピッチ角ψBSから車両停止後の定常ピッチ角ψASへの予測変化量ΔψSを算出し(ステップS12)、この予測変化量ΔψSが大きいほど、前輪制動力の解除速度VRを遅くする(ステップS19c、S19e)。これは、予測変化量ΔψSが大きければ、それだけ車両停止時のピッチングが大きくなり、ピッチング方向が反転するまでの時間が長くなるからである。すなわち、ピッチング方向が反転するまでの時間を最大限に利用し、ゆっくり前輪制動力を解除することにより、急激に前輪制動力を解除するときよりもブレーキアクチュエータ4の負荷を軽減することができる。さらに、本実施形態のように油圧回路を用いている場合、急激な駆動を行うと、液撃に伴うハンマリング音が発生するが、緩やかな駆動を行うことで、こうした作動音の低減も図ることができる。さらには、ブレーキアクチュエータ4での消費電力も抑制することができる。
【0051】
また、車両停止後の定常ピッチ角ψASから前輪制動力解除後の定常ピッチ角ψARへの予測変化量ΔψRを算出し(ステップS13)、この予測変化量ΔψRが大きいほど、前輪制動力の解除速度VRを速くする(ステップS19d、S19e)。これは、予測変化量ΔψRが大きければ、それだけ前輪制動力の解除に伴うピッチング方向の姿勢変化が大きくなり、この姿勢変化を遂げるまでの所要時間が長くなるからである。すなわち、ピッチング方向が反転するまでに前輪制動力の解除を完了させることで、車両停止後のピッチングを確実に抑制することができる。ちなみに、例えば0.5G程度の急制動で停止するようなときに、通常の0.2G程度で制動するときよりも前輪制動力解除時の変化量ΔψRは大きくなる。
【0052】
また、上記の車両停止前のピッチ角ψBSは、車両減速度と前輪制動力FFと後輪制動力FRとエンジントルクとに応じてサスペンションのストローク量を推定し、推定したストローク量に応じて算出する(ステップS9)。したがって、サスペンションのストローク量を検出するセンサを新たに追加することなく、一般的に装備された各種センサだけで容易に算出することができる。
【0053】
また、上記の車両停止後の定常ピッチ角ψASは、車両停止前のピッチ角ψBSと前輪制動力FFと後輪制動力FRとに応じて算出する(ステップS10)。したがって、これも一般的に装備された各種センサだけで容易に算出することができる。
さらに、上記の前輪制動力解除後の定常ピッチ角ψARは、路面勾配θに応じて算出する(ステップS11)。したがって、これも一般的に装備されたセンサだけで容易に算出することができる。
【0054】
なお、上記の第1実施形態では、前輪には油圧回路を利用し、後輪には電動モータを利用してブレーキバイワイヤを行っているが、これに限定されるものではない。要は、前後輪の制動力を電子制御できればよいので、流体圧回路だけを利用したり、或いは電動アクチュエータだけを利用したりしてブレーキバイワイヤを行うようにしてもよい。
また、上記の第1実施形態では、後輪にパーキングブレーキを作動させているが、これに限定されるものではなく、前輪にパーキングブレーキを作動させる構成であっても本発明を適用することができる。
【0055】
次に、本発明の第2実施形態を図10〜図12に基づいて説明する。
この第2実施形態は、自動停止まで可能な追従制御装置(ACC:Adaptive Cruise Control)によって自動ブレーキを行うものである。
こうした追従制御装置では、車両が停止する間際に制動力を一時的に減少させて、車両停止時のショックを軽減するブレーキ制御が行われる。この場合、車両停止後のピッチングが抑制されるばかりでなく、前輪制動力の解除に伴う姿勢変化も抑制されるので、前述した第1実施形態のように、車両停止後のピッチング状態に合わせて前輪制動力を解除することができなくなってしまう。
【0056】
そこで、第2実施形態では、図10の制動力制御処理を実行する。なお、前記ステップS1、S2を新たなステップS30、S31に変更すると共に、新たなステップS32〜S36を追加したことを除いては前述した第1の実施形態と同様の処理を実行するので、同一部分についてはその詳細説明を省略する。
ステップS30では、ACC制御がONになっているか否かを判定する。ここで、ACC制御がOFFになっているときには、そのまま所定のメインプログラムに復帰する。一方、ACC制御がONになっているときには、ステップS31に移行する。
【0057】
ステップS31では、自動ブレーキが必要であるか否かを判定する。自動ブレーキが不要であるときには、そのまま所定のメインプログラムに復帰する。一方、自動ブレーキが必要であるときには、前記ステップS3に移行する。
前記ステップS13から移行するステップS32では、予測変化量ΔψSが0以外、且つ予測変化量ΔψRが0以外であるか否かを判定する。この判定結果がΔψS≠0、且つΔψR≠0であるときには前記ステップS14に移行する。一方、判定結果がΔψS=0、又はΔψR=0であるときにはステップS33に移行する。
【0058】
ステップS33では、制御フラグfCを“1”にセットしてから前記ステップS17に移行する。
前記ステップS5又はS17から移行するステップS34では、制御フラグfCが“0”にリセットされているか否かを判定する。この判定結果がfC=0であるときには前記ステップS18に移行する。一方、判定結果がfC=1であるときにはステップS35に移行する。
【0059】
ステップS35では、前輪制動力の解除速度VRを、緩やかな所定速度に設定してから前記ステップS20に移行する。
前記ステップS26から移行するステップS36では、制御フラグfCを“0”にリセットしてから所定のメインプログラムに復帰する。
ここで、ステップS30〜S36の処理が「第1の制動力制御手段」の一部を構成している。
【0060】
したがって、図11に示すように、車両が停止したときに生じる予測変化量ΔψSが略0の場合、或いは、図12に示すように、前輪制動力を解除したときに生じるΔψSが略0の場合には、車両停止後に前輪制動力を緩やかな所定速度で解除する。
これにより、運転者に違和感を与えることなく、自動ブレーキからパーキングブレーキへと移行することができる。また、ゆっくりと前輪制動力を解除することにより、急激に前輪制動力を解除するときよりもブレーキアクチュエータ4の負荷を軽減することができる。さらに、本実施形態のように油圧回路を用いている場合、急激な駆動を行うと、液撃に伴うハンマリング音が発生するが、緩やかな駆動を行うことで、こうした作動音の低減も図ることができる。さらには、ブレーキアクチュエータ4での消費電力も抑制することができる。
【0061】
次に、本発明の第3実施形態を図13に基づいて説明する。
この第3実施形態では、後輪側の制動機構を、ケーブルプラー式のパーキングブレーキが内蔵され、且つブレーキアクチュエータ4によって駆動制御可能なホイールシリンダ(図示省略)に変更したものである。
前述した第1実施形態では、電動ブレーキ6RL・6RRで制動力を発生させているときに、ロック機構40を駆動するだけでパーキングブレーキを直ちに作動させることができた。
しかしながら、ケーブルプラー式のパーキングブレーキでは、既にホイールシリンダで制動力を発生させている状態であっても、初期位置からケーブル(ワイヤ)を引かなければパーキングブレーキが作動しないので、上記のロック機構40に比べるとパーキングブレーキが作動するまでの時間が長くなってしまう。
【0062】
そこで、第3実施形態では、図13に示すように、走行状態にある車両を油圧の自動ブレーキによって停止させようとしている段階で、車速が所定値β以下になったら、電動アクチュエータによってパーキングブレーキのケーブルを引き始めると共に、このパーキングブレーキ分だけ油圧の制動力を減少させる。すなわち、それまでの車両減速度が変化しないように、パーキングブレーキと油圧の制動力との合力を一定に保ちながら、パーキングブレーキとしての制動力を増加させる。
【0063】
なお、パーキングブレーキの増加速度は、車両減速度が大きいほど速くする。具体的には、車両減速度から車両が停止するまでの時間を推定し、車両が停止するまでに、パーキングブレーキとしての制動力を、停車状態を維持するのに必要な値まで増加させる。これにより、車両が停止した直後に所定のパーキングブレーキを確実に作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0064】
【図1】本発明の実施形態を示す概略構成である。
【図2】ブレーキアクチュエータの油圧回路である。
【図3】電動ブレーキの概略構成である。
【図4】第1実施形態の制動力制御処理を示すフローチャートである。
【図5】解除速度演算処理を示すフローチャートである。
【図6】車体の姿勢変化について説明した図である。
【図7】従来技術の課題と本発明の解決手段とについて説明した図である。
【図8】前輪制動力の解除に伴ってノーズリフトが発生する場合の動作を示すタイムチャートである。
【図9】前輪制動力の解除に伴ってテールリフトが発生する場合の動作を示すタイムチャートである。
【図10】第2実施形態の制動力制御処理を示すフローチャートである。
【図11】第2実施形態の動作を説明するタイムチャートである(予測変化量ΔψSが略0の場合)。
【図12】第2実施形態の動作を説明するタイムチャートである(予測変化量ΔψRが略0の場合)。
【図13】第3実施形態の動作を説明するタイムチャートである。
【符号の説明】
【0065】
1 ブレーキペダル
2 マスターシリンダ
3FL・3FR 前輪ホイールシリンダ
4 ブレーキアクチュエータ
5 コントローラ
6RL・6RR 後輪電動ブレーキ
7 ブレーキセンサ
8 圧力センサ
9 ストロークセンサ
10 車輪速センサ
11 加速度センサ
12 PKBスイッチ
20L・20R ゲートバルブ
21L・21R インレットバルブ
22L・22R アウトレットバルブ
23L・23R ポンプ
24 ストロークシミュレータ
25 ゲートバルブ
30 ディスクロータ
31a・31b ブレーキパッド
32 キャリパ
33 駆動機構
34 電動モータ
35 減速機
36 ねじ軸
37 ナット
38 ピストン
39 爪車
40 ロック機構




 

 


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