JP2001171498A - 車両用ブレーキ制御装置 - Google Patents
車両用ブレーキ制御装置Info
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Abstract
は、下限値から増圧に変化した際、ブレーキ油圧指令値
に対し応答良く追従するブレーキ油圧を得ることができ
るフィードバック制御による車両用ブレーキ制御装置を
提供すること。 【解決手段】 フィードバック制御による車両用ブレー
キ制御装置において、ブレーキ油圧指令値演算手段aに
より演算されたブレーキ油圧指令値の上限値と下限値を
設定する上下限値設定手段eと、ブレーキ油圧指令値が
上下限値設定手段eにより設定された上限値に所定時間
とどまった後、下方向に所定量変化したとき、油圧フィ
ードバック制御演算手段cの内部変数を初期化し、同様
にブレーキ油圧指令値が上下限値設定手段eにより設定
された下限値に所定時間とどまった後、上方向に所定量
変化したとき、油圧フィードバック制御演算手段cの内
部変数を初期化する初期化手段fとを設けた。
Description
制御システム等に適用され、実際のブレーキ液圧を目標
ブレーキ液圧に一致させるフィードバック制御により液
圧制動力を制御する車両用ブレーキ制御装置に関する。
ば、特開平9−254752号公報に記載の技術が知ら
れている。この公報には、ブレーキ操作部材操作量から
ドライバーの減速度要求量を算出し、実際の車両減速度
がこれに一致するようにブレーキ油圧指令値を決定し、
さらに、実際に計測されたブレーキ油圧が指令値に一致
するようにフィードバック制御演算手段を用いて、油圧
制御用電磁バルブの電流指令値を決定するブレーキ制御
装置が記載されている。
レーキ制御装置にあっては、ブレーキ油圧指令値が上限
値または下限値に溜まった場合、ブレーキ油圧と指令値
にわずかな偏差が残ると、フィードバック制御演算手段
が有する積分特性のために、増圧方向または減圧方向に
不要に溜まってしまう。これにより、ブレーキ油圧指令
値が上限値から減圧、または下限値から増圧に変化した
際に、フィードバック制御演算手段が積算してバルブ電
流指令値の不要に溜まった値をキャンセルするまで、ブ
レーキ油圧が指令値に全く追従しないという問題があっ
た。
の時点でブレーキ油圧指令値が下限値から増圧に変化し
ても、図8のt4以降に示すように、電流指令値が減圧
方向にとどまり、図8の実線で示す実際のホイールシリ
ンダ圧の増圧が遅れる。また、図8の破線に示すよう
に、t6の時点でブレーキ油圧指令値が上限値から減圧
に変化しても、図8のt6以降に示すように、電流指令
値が増圧方向にとどまり、図8の実線で示す実際のホイ
ールシリンダ圧の減圧が遅れる。
されたもので、ブレーキ油圧指令値が上限値から減圧、
または、下限値から増圧に変化した際、ブレーキ油圧指
令値に対し応答良く追従するブレーキ油圧を得ることが
できるフィードバック制御による車両用ブレーキ制御装
置を提供することを目的とする。
下記の通りである。
は、ブレーキ油圧指令値を演算するブレーキ油圧指令値
演算手段と、ホイールシリンダに供給されるブレーキ油
圧を計測するブレーキ油圧計測手段と、実際値である前
記ブレーキ油圧計測値が目標値である前記ブレーキ油圧
指令値と一致するようにフィードバック制御により制御
指令値を演算する油圧フィードバック制御演算手段と、
前記油圧フィードバック制御演算手段により演算された
制御指令値に基づき決定された電流指令値を油圧制御電
磁弁へ出力する油圧制御電磁弁用電流制御手段と、を備
えた車両用ブレーキ制御装置において、前記ブレーキ油
圧検出手段により検出された実ブレーキ油圧に基づき、
前記ブレーキ油圧指令値演算手段により演算されたブレ
ーキ油圧指令値の上限値と下限値を設定する上下限値設
定手段と、前記ブレーキ油圧指令値が前記上下限値設定
手段により設定された上限値に所定時間とどまった後、
下方向に所定量変化したとき、前記油圧フィードバック
制御演算手段の内部変数を初期化し、同様に前記ブレー
キ油圧指令値が前記上下限値設定手段により設定された
下限値に所定時間とどまった後、上方向に所定量変化し
たとき、前記油圧フィードバック制御演算手段の内部変
数を初期化する初期化手段と、を設けたことを特徴とす
る。
は、請求項1に記載の車両用ブレーキ制御装置におい
て、前記上下限値設定手段を、液圧源油圧にローパスフ
ィルタ処理をした値を上限値とし、また、ドライバがブ
レーキ操作をする前のホイールシリンダ圧にローパスフ
ィルタ処理をした値を下限値とする手段としたことを特
徴とする。
レーキ油圧指令値演算手段において、ブレーキ油圧指令
値が演算され、ブレーキ油圧計測手段において、ホイー
ルシリンダに供給されるブレーキ油圧が計測され、油圧
フィードバック制御演算手段において、実際値であるブ
レーキ油圧計測値が目標値であるブレーキ油圧指令値と
一致するようにフィードバック制御により制御指令値が
演算され、油圧制御電磁弁用電流制御手段において、油
圧フィードバック制御演算手段により演算された制御指
令値に基づき決定された電流指令値が油圧制御電磁弁へ
出力される。そして、上記油圧フィードバック制御で
は、上下限値設定手段において、ブレーキ油圧指令値演
算手段により演算されたブレーキ油圧指令値の上限値と
下限値が設定され、初期化手段において、ブレーキ油圧
指令値が上下限値設定手段により設定された上限値に所
定時間とどまった後、下方向に所定量変化したとき、油
圧フィードバック制御演算手段の内部変数が初期化され
る。同様に、ブレーキ油圧指令値が上下限値設定手段に
より設定された下限値に所定時間とどまった後、上方向
に所定量変化したとき、油圧フィードバック制御演算手
段の内部変数が初期化される。よって、ブレーキ油圧指
令値が上限値から減圧に変化する際、または、ブレーキ
油圧指令値が下限値から増圧に変化する際、油圧フィー
ドバック制御演算手段の内部変数が初期化されるので、
油圧フィードバック制御演算手段の有する積分特性によ
り、バルブ電流指令値の不要に溜まった値がキャンセル
されるまで減圧変化または増圧変化を待つことなく、ブ
レーキ油圧を指令値に対し応答良く追従させることがで
きる。
段において、液圧源油圧にローパスフィルタ処理をした
値が上限値とされ、また、ドライバがブレーキ操作をす
る前のホイールシリンダ圧にローパスフィルタ処理をし
た値が下限値とされる。よって、車両が走行している場
所の高度差によって、大気圧のレベルが変化した場合に
おいても、ドライバがブレーキ操作をする前のブレーキ
油圧にローパスフィルタ処理をした値を下限値とするの
で、油圧フィードバック制御演算手段がバルブ電流指令
値を減圧方向に無駄にとどめていくことがないために、
電磁バルブの消費電流を節約することができる。
詳細に説明する。 (実施の形態1)
載の発明に対応する車両用ブレーキ制御装置である。
1における車両用ブレーキ制御装置の要部を示す概念図
で、aはブレーキ油圧指令値演算手段、bはブレーキ油
圧計測手段、cは油圧フィードバック制御演算手段、d
は油圧制御電磁弁用電流制御手段、eは上下限値設定手
段、fは初期化手段であり、ブレーキ油圧指令値が上下
限値設定手段eにより設定された上限値に所定時間とど
まった後、下方向に所定量変化したときには、油圧フィ
ードバック制御演算手段cの内部変数が初期化手段fに
より初期化され、同様に、ブレーキ油圧指令値が上下限
値設定手段eにより設定された下限値に所定時間とどま
った後、上方向に所定量変化したときには、油圧フィー
ドバック制御演算手段cの内部変数が初期化手段fによ
り初期化される。
装置を示す全体図で、1はドライバが操作するブレーキ
ペダルであり、油圧ブースタ2及びマスタシリンダ3に
連結する。油圧ブースタ2は、ポンプ18によってアキ
ュムレータ19に蓄積された高圧(圧力スイッチ21に
よりシーケンス制御されている)を用いて、ブレーキ圧
力を倍力してマスタシリンダ3に供給する。また、この
高圧は、油圧フィードバック制御の元圧としても利用さ
れる。
して制御される。図は非通電時の状態であり、マスタシ
リンダの油がそのままホイールシリンダ7に供給される
(通常モード)。通電時には、マスタシリンダ3は、ス
トロークシミュレータ6(ホイールシリンダと同等の油
負荷)に連結され、通常モードと同じブレーキペダルフ
ィーリングを確保する。同時に、油圧制御用電磁バルブ
10,11にホイールシリンダ7が連結され、マスタシ
リンダ3とは遮断される。
あり、上記高圧ラインとホイールシリンダ7の間に位置
して、ホイールシリンダ7に流入する油量を調節する。
11は減圧用電磁バルブ(比例流量型)であり、ホイー
ルシリンダ7とリザーバ(低圧)の間に位置して、ホイ
ールシリンダ7から流出する油量を調節する。これら一
組の電磁バルブ10,11を用いて、ホイールシリンダ
7の油圧が制御される。
要求量)を計測する圧力センサ、9はホイールシリンダ
圧力(フィードバック制御用)を計測する圧力センサで
ある。20は油圧ブースタ2からの油圧フィードバック
制御の元圧力を計測する圧力センサである。
CPU、ROM、RAM、デジタルポート、A/Dポー
ト、各種タイマ機能を内蔵するワンチップマイコン(あ
るいは同機能を実現する複数チップ)、各アクチュエー
タ駆動用回路、高速通信用回路等によって構成される。
図1の各機能を、このブレーキ制御コントローラ12が
果たす。なお、ホイールシリンダ7の一輪分に関して構
成を示しているが、他の3輪も同様であり記載を省略し
ている。
連結された交流同期モータであり、駆動トルク制御や、
回生ブレーキ制御による車両運動エネルギのバッテリ1
7への回収を行うものである。
であり、直流のバッテリ17と交流同期モータ15の間
に位置して、モータ制御コントローラ13からの3相P
WM信号に基づいて、交流電流と直流電流の変換を行
う。
キ制御コントローラ12から、通信によって受信した回
生ブレーキトルク指令値に基づいて、回生ブレーキトル
クを制御する。また、駆動時にはモータ15による駆動
力トルク制御を行う。さらに、バッテリ17の充電状
態、温度等で決まる最大許容回生トルク値を算出して、
通信を介してブレーキ制御コントローラ12へ送信す
る。
トローラ12のマイコンが行う制御動作を示し、同図の
ルーチンは一定周期(例えば5msec)毎に実施される。
D変換器を用いて、マスタシリンダ圧センサ8とホイー
ルシリンダ圧センサ9と元圧センサ20の信号を計測
し、所定の物理単位に変換して、マスタシリンダ圧Pm
c,ホイールシリンダ圧Pwc,ライン圧Plineを算出す
る。
ーラ13との間の高速通信受信バッファから、最大許容
回生モータトルクTmmaxを読み込む。
mcと、予めROMに記憶した車両諸元定数K1を用い
て、ドライバ制動トルク要求値Tbdemを下記式から算出
する。 Tbdem=Pmc×定数K1 定数K1=ブレーキパッド面積×ブレーキロータ有効半
径×ブレーキ摩擦係数
御を行うか否かを判定する。下記の条件が成立する場合
は、ステップS50へ進み、成立しない場合にはステッ
プS150へ進む。(判定条件)マスタシリンダ圧Pmc
≧定数K2、かつ、最大許容回生モータトルクTmmax≧
定数K3
要求値Tbdemを、油圧ブレーキトルク指令値Tbcomと回
生モータトルク指令値Tmcomに配分演算する。 Tbdem≧Tmmaxの場合 Tbcom=Tbdem−Tmmax,Tmcom=Tmmax Tbdem<Tmmaxの場合 Tbcom=0,Tmcom=Tbdem さらに、油圧ブレーキトルク指令値Tbcomと車両諸元定
数K1を用いて、ブレーキ油圧指令値Pcomを算出す
る。 Pcom=Tbcom÷定数K1 定数K1=ブレーキパッド面積×ブレーキロータ有効半
径×ブレーキ摩擦係数
Hzのローパスフィルタ処理を施しブレーキ油圧指令値の
上限値Pcom_upとする。
操作をしているか否かを判定する。Pmc>所定値の場
合、ステップS58へ進み、そうでない場合、ステップ
S56へ進む。
バがブレーキ操作をしていない場合のホイールシリンダ
圧Pwcに1Hzのローパスフィルタ処理を施し、ブレーキ
油圧指令値の下限値Pcom_downとする。
Pcomに上限値処理を施す。Pcom>Pcom_upの場合、ス
テップS60へ進み、そうでない場合、ステップS66
へ進む。
して、カウンタCNT1をインクリメントする。
Pcomに下限値処理を施す。Pcom<Pcom_downの場合、
ステップS64へ進み、そうでない場合、ステップS6
6へ進む。
として、カウンタCNT2をインクリメントする。
Pcomが上限値に所定時間とどまった後、下方向に所定
量変化したかを判断する。CNT1>所定時間かつPcom+
所定量<Pcom_upの場合、ステップS68へ進み、そう
でない場合、ステップS70へ進む。
補償器の内部変数を初期化するために初期化フラグFRES
ET=1とする。
Pcomが下限値に所定時間とどまった後、上方向に所定
量変化したかを判断する。CNT2>所定時間かつPcom>
=Pcom_down+所定量の場合、ステップS72へ進み、
そうでない場合、ステップS80へ進む。
補償器の内部変数を初期化するために、初期化フラグFR
ESET=1とする。
では、図5に示すような公知の「二自由度制御構造」と
「μシンセシス」を用いた油圧制御補償器の演算を行
う。
する。FRESET=1の場合、ステップS82へ進み、FRES
ET=0の場合、ステップS84へ進む。
補償器の内部変数と、初期化フラグとカウンタを初期化
する。 Xr(k)=0,Xf(k)=0,Xμ(k)=0,FR
ESET=0,CNT1=0,CNT2=0
ダ圧Pcomを入力として規範モデルホイールシリンダ圧
Prefの演算を行う。(1)式は離散時間系状態方程式
であり、(k+1)は1サンプル周期後の値を示す。X
r(k)は変数ベクトル、Ar,Br,Cr,Drは予
めROMに記憶した定数行列を示す。 Xr(k+1)=Ar・Xr(k)+Br・Pcom(k)・・・・(1) Pref(k)=Cr・Xr(k)+Dr・Pcom(k)
ダ圧Pcomを入力としてフィードフォワード補償器(=
規範モデル/プラントモデル)の演算を行う。 Xf(k+1)=Af・Xf(k)+Bf・Pcom(k)・・・・(2) Icom_ff(k)=Cf・Xf(k)+Df・Pcom(k)
ルシリンダ圧Prefとホイールシリンダ圧Pwcの偏差△
Pwcを入力としてフィードバック補償器(μシンセシス
を用いて予め設計)の演算を行う。 Xμ(k+1)=Aμ・Xμ(k)+Bμ・△Pwc(k)・・・・(3) Icom_fb(k)=Cμ・Xμ(k)+Dμ・△Pwc(k)
ド補償器の出力Icom_ff(k)とフィードバック補償器
の出力Icom_fb(k)を合算した後、上下限値(±Ima
x)で制限して、電磁バルブ電流指令値Icom(k)を算
出する。 Icom(k)=Icom_ff(k)+Icom_fb(k)
ルブ流量特性の差異による影響を排除するために、増減
圧各電磁バルブ10,11に対して、差圧に応じた補正
係数をテーブルデータから表引きして算出する。なお、
Pcom_dowmは大気圧に相当する。 K_in=TABLE_in(Pline−Pwc) K_out=TABLE_out(Pwc−Pcom_down)
特性から増圧及び減圧バルブ10,11の不感帯に相当
するオフセット値(OFFSET_in,OFFSET_ou
t)を用いて、増圧及び減圧バルブ用電流指令値(I_i
n,I_out)をオフセット補正する。なお不感帯幅を学
習する公知技術から算出したオフセット値でもよい。I
_in=OFFSET_in+Icom(k)・K_in 但し0≦
I_in≦定数K4I_out=OFFSET_out−Icom
(k)・K_out 但し0≦I_out≦定数K5定数K4は
増圧バルブ10の最大流量を得る時の電流値、定数K5
は減圧バルブ11の最大流量を得るときの電流値であ
る。
制御時に行う出力処理である。油路切り替えバルブ4,
5を制御モードにするようにポート出力を行い、増圧バ
ルブ10と減圧バルブ11の各電流指令値(I_in,I_
out)を各電流制御回路へ出力するためにD/A出力を
行い、回生モータトルク指令値を高速通信を用いて、モ
ータ制御コントローラ13へ送信するための送信処理を
行う。ここで、一回の制御ルーチンを終了する。
制御停止時(つまり油圧フィードバック制御停止時)に
行う出力処理である。油路切り替えバルブ4,5を通常
モードにするようにポート出力を行い、増圧バルブ10
と減圧バルブ11の各電流指令値(=0)を各電流制御
回路へ出力するためにD/A出力を行い、回生モータト
ルク指令値(=0)を、高速通信を用いて、モータ制御
コントローラ13へ送信するための送信処理を行う。こ
こで、一回の制御ルーチンを終了する。
いてブレーキ回生協調制御作用について説明する。図7
のt1の時点でブレーキペダル1を踏み込むと、踏み込
み動作中であるt1からt2の時点まではマスタシリン
ダ圧が上昇する。そして、t2の時点で踏み込み量を保
ったままにしておくことで、t2の時点以降でマスタシ
リンダ圧Pmcに基づくドライバ制動トルク要求値Tbdem
を、油圧ブレーキトルクと回生モータトルクとの和によ
り得るべく、回生モータトルクの分だけ油圧ブレーキト
ルクを減圧する回生協調ブレーキ制御が行われる。
t3までの間は、回生モータトルクの上昇に合わせてブ
レーキ油圧が減圧され、t3の時点でブレーキ油圧が下
限値(大気圧レベル)に達すると、回生モータトルクも
その時点のトルクに保たれ、t3からt4までの所定時
間を経過すると、油圧フィードバック補償器の内部変数
が初期化され、t4の時点から指令値は増圧側に変化
し、t4からほんのわずか経過した時点からブレーキ油
圧(ホイールシリンダ圧)が上昇する。
まで達すると、回生モータトルクもトルクゼロに保た
れ、ブレーキ油圧が上限値の状態のままでt5からt6
までの所定時間を経過すると、油圧フィードバック補償
器の内部変数が初期化され、t6の時点から指令値は減
圧側に変化し、t6からほんのわずか経過した時点から
ブレーキ油圧(ホイールシリンダ圧)が下降する。
際、または、ブレーキ油圧指令値が減圧側の下限値から
増圧に変化する際、所定時間を経過すると油圧フィード
バック補償器の内部変数が初期化されるため、図7に示
すように、実際のブレーキ油圧(ホイールシリンダ圧)
をブレーキ油圧指令値に対し応答良く追従させることが
できる。
うに、ブレーキ油圧指令値が上限値から減圧に変化する
際、または、ブレーキ油圧指令値が減圧側の下限値から
増圧に変化する際、油圧フィードバック制御演算手段の
有する積分特性により、電流指令値の不要に溜まった値
がキャンセルされるまで減圧変化または増圧変化が待た
れ、実際のブレーキ油圧がブレーキ油圧指令値に対し応
答遅れにより減圧変化または増圧変化する。 (2)ステップS52〜ステップS56に示すように、上
流圧にローパスフィルタ処理をした値を上限値とし、ま
た、ドライバがブレーキ操作をする前のホイールシリン
ダ圧にローパスフィルタ処理をした値を下限値としてい
るため、車両が走行している場所の高度差によって、大
気圧のレベルが変化した場合においても、油圧フィード
バック制御演算手段がバルブ電流指令値を減圧方向に無
駄にとどめていくことがなく(図8のt3〜t4参
照)、電磁バルブ11の消費電流を節約することができ
る。 (その他の実施の形態)
てきたが、具体的な構成はこれに限られるものでなく、
少なくとも図1に示す車両用ブレーキ制御装置の構成を
備えている限り、様々な変更や追加が施されても請求項
1に記載された発明に含まれる。
の要部を示す概念図である。
全体図である。
のブレーキ制御コントローラのマイコンが行うブレーキ
制御動作を示すフローチャートである。
のブレーキ制御コントローラのマイコンが行うブレーキ
制御動作を示すフローチャートである。
のブレーキ制御コントローラでの2自由度制御系ブロッ
ク図である。
び減圧バルブの電流に対する流量特性図である。
行われるときのブレーキ油圧,回生モータートルク及び
電流指令値を示すタイムチャートである。
きのブレーキ油圧,回生モータートルク及び電流指令値
を示すタイムチャートである。
Claims (2)
- 【請求項1】 ブレーキ油圧指令値を演算するブレーキ
油圧指令値演算手段と、 ホイールシリンダに供給されるブレーキ油圧を計測する
ブレーキ油圧計測手段と、 実際値である前記ブレーキ油圧計測値が目標値である前
記ブレーキ油圧指令値と一致するようにフィードバック
制御により制御指令値を演算する油圧フィードバック制
御演算手段と、 前記油圧フィードバック制御演算手段により演算された
制御指令値に基づき決定された電流指令値を油圧制御電
磁弁へ出力する油圧制御電磁弁用電流制御手段と、 を備えた車両用ブレーキ制御装置において、 前記ブレーキ油圧指令値演算手段により演算されたブレ
ーキ油圧指令値の上限値と下限値を設定する上下限値設
定手段と、 前記ブレーキ油圧指令値が前記上下限値設定手段により
設定された上限値に所定時間とどまった後、下方向に所
定量変化したとき、前記油圧フィードバック制御演算手
段の内部変数を初期化し、同様に前記ブレーキ油圧指令
値が前記上下限値設定手段により設定された下限値に所
定時間とどまった後、上方向に所定量変化したとき、前
記油圧フィードバック制御演算手段の内部変数を初期化
する初期化手段と、 を設けたことを特徴とする車両用ブレーキ制御装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の車両用ブレーキ制御装
置において、 前記上下限値設定手段を、液圧源油圧にローパスフィル
タ処理をした値を上限値とし、また、ドライバがブレー
キ操作をする前のホイールシリンダ圧にローパスフィル
タ処理をした値を下限値とする手段としたことを特徴と
する車両用ブレーキ制御装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP35844399A JP3669236B2 (ja) | 1999-12-17 | 1999-12-17 | 車両用ブレーキ制御装置 |
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JP2001171498A true JP2001171498A (ja) | 2001-06-26 |
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