(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者によって操作されるブレーキ操作子と、該ブレーキ操作子が操作されるときに流体圧を発生するマスターシリンダと、前記ブレーキ操作子の操作量及び前記マスターシリンダの流体圧の少なくとも一方に応じて、前記操作量及び前記流体圧の双方の寄与度合を設定する設定手段と、前記操作量及び前記流体圧、並びに前記設定手段で設定した寄与度合に応じて目標制動力を算出する算出手段と、該算出手段で算出した目標制動力に応じて制動力を制御する制御手段と、を備えた車両用ブレーキ装置において、
前記設定手段は、運転者のブレーキ操作が解除過程にあるときに、前記寄与度合を固定することを特徴とする車両用ブレーキ装置。
【請求項２】
前記設定手段は、前記寄与度合をピークホールドすることにより、運転者のブレーキ操作が解除過程にあるときの当該寄与度合を固定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】
前記設定手段は、運転者のブレーキ操作が操作量ゼロまで解除されたら、前記寄与度合の固定を中止することを特徴とする請求項１又は２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、ブレーキバイワイヤを行う車両用ブレーキ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、マスターシリンダ圧力とブレーキペダルのストロークとに基づいて目標制動力を算出し、この目標制動力に応じて車両の制動力を制御することが提案されている。ここで、目標制動力に対するマスターシリンダ圧力とペダルストロークとの寄与度合は、マスターシリンダ圧力及びペダルストロークの少なくとも一方に応じて変更され、特にペダル踏込みの初期には、ペダルストロークの寄与度合の方が大きくなるようにしている。これは、運転者には、所望する減速度が低い領域では主にペダルストロークを調整しようとし、逆に所望する減速度が高い領域では主にペダル踏力を調整しようとする一般的な傾向があるからである。
【特許文献１】特開平１１−３０１４３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般に、マスターシリンダやブレーキペダルがもつヒステリシス特性によって、ブレーキペダルの踏込み時と戻し時とでは、マスターシリンダ圧力とペダルストロークとの関係が異なる。
したがって、上記特許文献１に記載された従来例において、ペダル踏込み時に、マスターシリンダ圧力やペダルストロークに応じて夫々の寄与度合を最適化できても、ペダル戻し時には最適な状態から外れてしまうことになる。これにより、ブレーキペダルを戻しているのに目標制動力が減少しない等、目標制動力が運転者のブレーキ操作と一致しなくなる可能性がある。
本発明の課題は、ブレーキ操作の発動過程と解除過程との双方で、運転者の意思を確実に反映させた制動力制御を行うことである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
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、運転者によって操作されるブレーキ操作子と、このブレーキ操作子が操作されるときに流体圧を発生するマスターシリンダとを備え、ブレーキ操作子の操作量及びマスターシリンダの流体圧の少なくとも一方に応じて、操作量及び流体圧の双方の寄与度合を設定すると共に、操作量及び流体圧、並びに寄与度合に応じて目標制動力を算出し、算出した目標制動力に応じて制動力を制御するものであって、運転者のブレーキ操作が解除過程にあるときに、寄与度合を固定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明に係る車両用ブレーキ装置によれば、運転者のブレーキ操作が解除過程にあるときに、寄与度合を固定することで、運転者のブレーキ操作における発動過程と解除過程との双方で、運転者の意思を確実に反映させた制動力制御を行うことができる。すなわち、運転者のブレーキ操作が発動過程にあるときには寄与度合を最適化しつつも、解除過程に移行したときに寄与度合を固定（変更を禁止）することで、ブレーキ操作が解除過程にあるのに目標制動力が減少しない等、目標制動力が運転者のブレーキ操作と一致しなくなるといった事態を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
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、ブレーキシステムの概略構成図である。ブレーキペダル１（ブレーキ操作子）に入力される運転者のペダル踏力を液圧に変換するマスターシリンダ２は、プライマリ側がリア左右のホイールシリンダ３ＲＬ・３ＲＲに連通され、セカンダリ側がフロント左右のホイールシリンダ３ＦＬ・３ＦＲに連通されている。ここでは、ブレーキ系統を前後輪で分割する前後スプリット方式を採用しているが、勿論、前左と後右そして前右と後左で分割するダイアゴナルスプリット方式を採用してもよい。
【０００７】
各ホイールシリンダ３ＦＬ〜３ＲＲ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。
プライマリ側の液圧系統では、マスターシリンダ２及びホイールシリンダ３ＲＬ・３ＲＲ間の流路を閉鎖可能なゲートバルブ４ｒと、ゲートバルブ４ｒ及びホイールシリンダ３ＲＬ（３ＲＲ）間の流路を閉鎖可能なインレットバルブ５ＲＬ（５ＲＲ）と、インレットバルブ５ＲＬ（５ＲＲ）及びホイールシリンダ３ＲＬ（３ＲＲ）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６ＲＬ（６ＲＲ）と、アウトレットバルブ６ＲＬ・６ＲＲ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４ｒ及びインレットバルブ５ＲＬ・５ＲＲ間に吐出側を連通したポンプ７ｒと、を備えている。
【０００８】
ここで、ゲートバルブ４ｒ、インレットバルブ５ＲＬ・５ＲＲ、及びアウトレットバルブ６ＲＬ・６ＲＲ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４ｒ及びインレットバルブ５ＲＬ・５ＲＲ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６ＲＬ・５ＲＲ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。なお、各バルブは、流路の開閉を行うことができればよいので、ゲートバルブ４ｒ及びインレットバルブ５ＲＬ・５ＲＲ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６ＲＬ・６ＲＲ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。
【０００９】
また、ポンプ７ｒ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。
以上の構成により、インレットバルブ５ＲＬ（５ＲＲ）、及びアウトレットバルブ６ＲＬ（６ＲＲ）を非励磁のノーマル位置にしたまま、ゲートバルブ４ｒを励磁して閉鎖すると共に、ポンプ７ｒを駆動することで、リザーバタンク２ａのブレーキ液を吸入し、その吐出圧によって、ホイールシリンダ３ＲＬ（３ＲＲ）の液圧を増圧することができる。
【００１０】
また、アウトレットバルブ６ＲＬ（６ＲＲ）を非励磁のノーマル位置にしたまま、ゲートバルブ４ｒ及びインレットバルブ５ＲＬ（５ＲＲ）を励磁して夫々を閉鎖することで、ホイールシリンダ３ＲＬ（３ＲＲ）からリザーバタンク２ａ及びポンプ７ｒへの各流路を遮断し、ホイールシリンダ３ＲＬ（３ＲＲ）の液圧を保持することができる。
さらに、アウトレットバルブ６ＲＬ（６ＲＲ）を励磁して開放すると共に、ゲートバルブ４ｒ及びインレットバルブ５ＲＬ（５ＲＲ）を励磁して夫々を閉鎖することで、ホイールシリンダ３ＲＬ（３ＲＲ）の液圧をリザーバタンク２ａに開放して減圧することができる。
【００１１】
さらに、ゲートバルブ４ｒ、インレットバルブ５ＲＬ（５ＲＲ）、及びアウトレットバルブ６ＲＬ（６ＲＲ）の全てを非励磁のノーマル位置にすることで、マスターシリンダ２からの液圧がホイールシリンダ３ＲＬ（３ＲＲ）に伝達され、通常ブレーキとなる。
なお、セカンダリ側の液圧系統でも、プライマリ側と同様のゲートバルブ４ｆ、インレットバルブ５ＦＬ・５ＦＲ、アウトレットバルブ６ＦＬ・６ＦＲ、及びポンプ７ｆを備えており、各動作に関してもプライマリ側と同様であるため、その詳細説明は省略する。
【００１２】
そして、マスターシリンダ２のセカンダリ側には、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ために、ストロークシミュレータ８が接続されている。このストロークシミュレータ８は、マスターシリンダ２からの液圧に応じて弾性的にストロークする単動シリンダである。すなわち、シリンダの底部とピストンとの間に圧縮バネ８ａを介装したバネ形のアキュムレータで構成されており、液圧の上昇に伴って圧縮バネ８ａが弾性収縮するときに、ペダルストロークやペダル反力が演出される。
【００１３】
上記のゲートバルブ４ｆ・４ｒ、インレットバルブ５ＦＬ〜５ＲＲ、アウトレットバルブ６ＦＬ〜６ＲＲ、及びポンプ７ｆ・７ｒは、コントローラ９によって駆動制御される。このコントローラ９は、通常時には、後述する図２の制動力制御処理を実行することにより、ゲートバルブ４ｆ・４ｒを閉鎖した状態で、ストロークセンサ１０で検出したペダルストロークＳｓと、圧力センサ１１で検出したマスターシリンダ圧力Ｐｍとに基づいてブレーキバイワイヤを実行する。また、ポンプ故障等のフェールセーフ時には、ゲートバルブ４ｆ・４ｒを開放し、マスターシリンダ２からの液圧をホイールシリンダ３ＦＬ〜３ＲＲに伝達して通常ブレーキとする。
【００１４】
次に、コントローラ９で実行する制動力制御処理を、図２のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、所定時間（例えば１０msec）毎のタイマ割込みで実行される。
先ずステップＳ１で、ペダルストロークＳｓとマスターシリンダ圧力Ｐｍとを読込む。
続くステップＳ２では、図３の制御マップを参照し、ペダルストロークＳｓに応じてペダル踏力Ｆｓを算出する。この制御マップは、横軸をペダルストロークＳｓ、縦軸をペダル踏力Ｆｓとし、ペダルストロークＳｓが増加するときにペダル踏力Ｆｓが増加し、ペダルストロークＳｓが大きいほどペダル踏力Ｆｓの増加率が大きくなるように設定されている。
【００１５】
続くステップＳ３では、図４の制御マップを参照し、マスターシリンダ圧力Ｐｍに応じてペダル踏力Ｆｐを算出する。この制御マップは、横軸をマスターシリンダ圧力Ｐｍ、縦軸をペダル踏力Ｆｐとし、マスターシリンダ圧力Ｐｍが増加するときに、これに比例してペダル踏力Ｆｐが増加するように設定されている。
続くステップＳ４では、図５の制御マップを参照し、ペダル踏力Ｆｓ及びＦｐの寄与度合αを、マスターシリンダ圧力Ｐｍに応じて算出する。この制御マップは、横軸をマスターシリンダ圧力Ｐｍ、縦軸を寄与度合αとし、マスターシリンダ圧力Ｐｍの増加に応じて寄与度合αが０から１の範囲で増加するように設定されている。
【００１６】
続くステップＳ５では、ペダルストロークＳｓが所定値ＳOFFより大きいか否かを判定する。この判定結果が『Ｓｓ≦ＳOFF』であるときには、ブレーキ操作が解除されたと判断してステップＳ６に移行する。一方、判定結果が『Ｓｓ＞ＳOFF』であるときには、ブレーキ操作は解除されていないと判断してステップＳ７に移行する。
ステップＳ６では、下記（１）式に示すように、前回の演算処理で用いた寄与度合α(n-1)を０に更新して記憶する。
α(n-1)  ←  ０                       ………（１）
【００１７】
ステップＳ７では、下記（２）式に示すように、前記ステップＳ４で算出された寄与度合α(n)と、前回の演算処理で用いた寄与度合α(n-1)とのセレクトハイによって、最終的な寄与度合αを算出する。
α＝max［α(n)，α(n-1)］                    ………（２）
続くステップＳ８では、下記（３）式に示すように、ペダル踏力Ｆｓ及びＦｐと寄与度合αとに応じて、最終的なペダル踏力Ｆを算出する。
Ｆ＝α×Ｆｐ＋（１−α）Ｆｓ          ………（３）
【００１８】
ここで、上記（３）式によれば、『α』がペダル踏力Ｆｐ（又はマスターシリンダ圧力Ｐｍ）の寄与度合を表し、『１−α』がペダル踏力Ｆｓ（又はペダルストロークＳｓ）の寄与度合を表している。すなわち、αが大きいほど、最終的なペダル踏力Ｆに対するマスターシリンダ圧力Ｐｍの寄与度合は大きくなり、ペダルストロークＳｓの寄与度合は小さくなる。逆に、αが小さいほど、最終的なペダル踏力Ｆに対するマスターシリンダ圧力Ｐｍの寄与度合は小さくなり、ペダルストロークＳｓの寄与度合は大きくなる。
【００１９】
続くステップＳ９では、図６の制御マップを参照し、ペダル踏力Ｆに応じて目標減速度Ｇを算出する。この制御マップは、横軸をペダル踏力Ｆ、縦軸を目標減速度Ｇとし、ペダル踏力Ｆが増加するときに、これに比例して目標減速度Ｇが増加するように設定されている。
続くステップＳ１０では、下記（４）式に示すように、目標減速度Ｇと係数ｋとに応じて各ホイールシリンダの目標液圧Ｐｉ（ｉ＝ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲ）を算出する。ここで、係数ｋは、車重、ブレーキロータ有効径、タイヤ動半径、ブレーキパッド摩擦係数、路面摩擦係数、車両姿勢などによって決定する。
Ｐｉ＝ｋ×Ｇ                          ………（４）
【００２０】
続くステップＳ１１では、各ホイールシリンダで目標液圧Ｐｉが発生するように、ゲートバルブ４ｆ・４ｒ、インレットバルブ５ＦＬ〜５ＲＲ、アウトレットバルブ６ＦＬ〜６ＲＲ、及びポンプ７ｆ・７ｒを駆動制御して、所定のメインプログラムに復帰する。
以上より、ステップＳ４〜Ｓ７の処理が「設定手段」に対応し、ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ８〜Ｓ１０の処理が「算出手段」に対応し、ステップＳ１１の処理が「制御手段」に対応している。
【００２１】
次に、上記一実施形態の動作や作用効果について説明する。
今、通常のブレーキバイワイヤを行っているとする。すなわち、ゲートバルブ４ｆ・４ｒを閉鎖した状態で、インレットバルブ５ＦＬ〜５ＲＲ、アウトレットバルブ６ＦＬ〜６ＲＲ、及びポンプ７ｆ・７ｒを駆動制御し、運転者のブレーキ操作に応じた制動力制御を行う。
先ず、ペダルストロークＳｓに基づいたペダル踏力Ｆｓとマスターシリンダ圧力Ｐｍに基づいたペダル踏力Ｆｐとを算出し（ステップＳ２、Ｓ３）、このペダル踏力Ｆｓ及びＦｐと寄与度合αとに応じて目標減速度Ｇを算出し（ステップＳ８、Ｓ９）、この目標減速度Ｇに従って制動力制御を行う（ステップＳ１０、Ｓ１１）。
【００２２】
運転者には、所望する減速度が低い領域では主にペダルストロークを調整しようとし、逆に所望する減速度が高い領域では主にペダル踏力を調整しようとする一般的な傾向がある。したがって、ペダル踏込みの初期には、目標減速度Ｇに対するペダルストロークＳｓの寄与度合が大きくなるように、αは小さく設定する（ステップＳ４）。これにより、ブレーキ操作が発動過程にあるとき、つまりペダル踏込み時に、運転者の意思を確実に反映した制動力制御を行うことができる。
【００２３】
ところで、一般に、マスターシリンダ２やブレーキペダル１がもつヒステリシス特性によって、ブレーキペダルの踏込み時と戻し時とでは、マスターシリンダ圧力ＰｍとペダルストロークＳｓとの関係が異なる。
したがって、ペダル踏込み時に、マスターシリンダ圧力ＰｍやペダルストロークＳｓに応じて夫々の寄与度合αを最適化できても、ペダル戻し時には最適な状態から外れてしまうことになる。すなわち、図７（ａ）に示すように、ブレーキペダル１を戻してゆく際、マスターシリンダ圧力Ｐｍに応じて算出される寄与度合αは１から０へと減少してゆくことになる。このとき、『Ｆ＝α×Ｆｐ』と仮定したときの目標減速度をＧｐとし、『Ｆ＝（１−α）Ｆｓ』と仮定したときの目標減速度をＧｓとすると、目標減速度Ｇｐが０まで減少するのに対して、目標減速度Ｇｓは０から増加することになり、ある時点を境に両者の大小関係が逆転する。このとき、Ｇｐ及びＧｓのセレクトハイを実際の目標減速度Ｇとするなら、ブレーキ操作が解除過程にあるのに、目標減速度Ｇが減少しない等、目標減速度Ｇが運転者のブレーキ操作と一致しなくなってしまう。
【００２４】
そこで、本実施形態では、ブレーキ操作が解除されるまでは（ステップＳ５の判定が“Yes”）、マスターシリンダ圧力Ｐｍに応じて算出したα(n)と前回値α(n-1)とのセレクトハイによって寄与度合を設定する（ステップＳ７）。
これにより、ペダル踏込み操作からペダル戻し操作に移行したときに、図７（ｂ）に示すように、寄与度合αの低下を阻止する、つまり直前（図ではα＝１）に設定された状態を維持して固定することができるので、目標減速度Ｇを運転者のブレーキ操作に一致させることができる。すなわち、ブレーキ操作の解除過程においても、運転者の意思を確実に反映した制動力制御を行うことができる。なお、図７（ｂ）では、α＝１の状態を維持し固定する例であるが、必ずしもα＝１で固定とは限らない。
【００２５】
また、ヒステリシス特性によれば、ペダル戻し時には、ペダルストロークＳｓよりもマスターシリンダ圧力Ｐｍの方が先に減少し始める（図７）。そのため、αを大きな値に固定してくおくことは、マスターシリンダＰｍの寄与度合を大きくするので、ペダル戻し操作に対して目標減速度Ｇを速やかに減少させることができ、応答性に優れる。但し、ペダルフィーリングとしては、ヒステリシスが大きい方、つまりペダル踏力が僅かに緩んでも制動力が低下しない特性の方が好まれる場合もあるので、この場合は意図的にペダル踏力Ｆや目標減速度Ｇにヒステリシス分だけ加算することにより、ヒステリシス特性を演出することもできる。
【００２６】
また、寄与度合αを固定する際、ペダル戻し操作をペダルストロークＳｓから判定し、ペダル戻し操作を検知した時点の寄与度合αに固定することも考えられるが、この手法では、ストロークセンサ１０の検出誤差や、ペダル戻し操作の判定遅れ等によって、精度が低下する虞がある。
そこで、演算周期毎に寄与度合αの変化をセレクトハイによってピークホールドする（ステップＳ７）。これにより、ブレーキ操作が発動過程から解除過程に移行した時点の寄与度合αに確実に固定することができるので、上記のような精度の低下を防止することができる。
【００２７】
また、ブレーキ操作が操作量ゼロまで完全に解除されたら（ステップＳ５の判定が“No”）、前回の演算処理で用いた寄与度合α(n-1)を０に更新して記憶する（ステップＳ６）。これにより、ピークホールドされた寄与度合αをリセットすることができるので、運転者が再びペダル踏込みを開始したときに（ステップＳ５の判定が“Yes”）、マスターシリンダ圧力Ｐｍに応じた最適な寄与度合αに設定することができ（ステップＳ７）、運転者の意思を確実に反映した制動力制御を行うことができる。
【００２８】
なお、上記の一実施形態では、図７（ａ）に示すように、運転者のブレーキ操作が解除過程に移行した直後から、寄与度合αを固定しているが、これに限定されるものではない。要は、ブレーキ操作が解除過程にあるのに、目標減速度Ｇが減少しなくなるといった事態を回避できればよいので、例えば、図８に示すように、目標減速度ＧｐとＧｓとの大小関係が逆転する時点から、寄与度合αを固定するようにしてもよい。
【００２９】
また、上記の一実施形態では、図７（ｂ）に示すように、寄与度合αを１に固定することで、ペダル踏力Ｆｐに応じて目標減速度Ｇを算出しているが、これに限定されるものではない。要は、ブレーキ操作が解除過程にあるのに、目標減速度Ｇが減少しなくなるといった事態を回避できればよいので、例えば、図９に示すように、ペダル戻し操作に移行した時点でペダル踏力のＦｐとＦｓとが一致していれば、寄与度合αを０に固定することで、ペダル踏力Ｆｓに応じて目標減速度Ｇを算出してもよい。
【００３０】
また、上記の一実施形態では、マスターシリンダ圧力Ｐｍに応じて連続的無段階に寄与度合αを変化させているが、これに限定されるものではなく、マスターシリンダ圧力Ｐｍに応じてステップ状に寄与度合αを変化させてもよく、それは１段階だけでもよい。
また、上記の一実施形態では、Ｐｍの寄与度合とＳｓの寄与度合との和が常に一定になるように設定されているが、これに限定されるものではない。例えば、一方の寄与度合が増加し、他方の寄与度合がそのままとなる等、寄与度合の和が変化するような設定であってもよい。
【００３１】
また、上記の一実施形態では、マスターシリンダ圧力Ｐｍのみに応じて寄与度合αを算出しているが、これに限定されるものではない。すなわち、ペダルストロークＳｓのみに応じて寄与度合αを算出したり、ストローク量αとマスターシリンダ圧力Ｐｍの双方に応じて寄与度合αを算出したりしてもよい。
さらに、上記の一実施形態では、液圧を伝達媒体にしたハイドロリックブレーキを採用しているが、これに限定されるものではなく、圧縮空気を伝達媒体にしたエアブレーキを採用してもよい。
【００３２】
また、上記の一実施形態では、流体圧を利用した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。ブレーキバイワイヤに関しては制動力制御を行うことができればよいので、電動アクチュエータを駆動制御することで、ディスクロータをブレーキパッドで挟圧したり、ブレーキドラムの内周面にブレーキシューを押圧したりする電動ブレーキや、回生モータブレーキ等、電子制御可能なエネルギー源を備えていれば、如何なるブレーキでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】ブレーキシステムの概略構成である。
【図２】制動力制御処理を示すフローチャートである。
【図３】ペダル踏力Ｆｓの算出に用いる制御マップである。
【図４】ペダル踏力Ｆｐの算出に用いる制御マップである。
【図５】寄与度合αの算出に用いる制御マップである。
【図６】目標減速度Ｇの算出に用いる制御マップである。
【図７】従来技術の課題と本願の作用効果を説明するタイムチャートである。
【図８】他の実施例を説明するタイムチャートである。
【図９】他の実施例を説明するタイムチャートである。
【符号の説明】
【００３４】
１  ブレーキペダル（ブレーキ操作子）
２  マスターシリンダ
３ＦＬ〜３ＲＲ  ホイールシリンダ
４ｆ・４ｒ  ゲートバルブ
５ＦＬ〜５ＲＲ  インレットバルブ
６ＦＬ〜６ＲＲ  アウトレットバルブ
７ｆ・７ｒ  ポンプ
８  ストロークシミュレータ
９  コントローラ
１０  ストロークセンサ
１１  圧力センサ
１２  流路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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