JP2004231065A - ブレーキ圧力推定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】マスタシリンダ液圧及びホイルシリンダ液圧を測定するセンサ等を用いることなく、それぞれの値を精度良く推定することで、ブレーキ装置の制御精度を高めることが可能なブレーキ圧力推定装置を提供すること。
【解決手段】ブレーキ液を貯留するリザーバから、マスタシリンダ側へブレーキ液を還流するためのポンプと、該ポンプをブレーキ圧力制御手段の指令信号に基づいて駆動するモータとを備えたブレーキ圧力推定装置において、モータの端子間電圧を検出する電圧検出手段と、検出された端子間電圧の上昇変化に基づき補正量を演算する補正量演算手段と、マスタシリンダ液圧推定手段により推定されたマスタシリンダ液圧推定値を、補正量演算手段により演算された補正量に基づいて補正する推定値補正手段とを設けたこととした。
【選択図】 図６
【解決手段】ブレーキ液を貯留するリザーバから、マスタシリンダ側へブレーキ液を還流するためのポンプと、該ポンプをブレーキ圧力制御手段の指令信号に基づいて駆動するモータとを備えたブレーキ圧力推定装置において、モータの端子間電圧を検出する電圧検出手段と、検出された端子間電圧の上昇変化に基づき補正量を演算する補正量演算手段と、マスタシリンダ液圧推定手段により推定されたマスタシリンダ液圧推定値を、補正量演算手段により演算された補正量に基づいて補正する推定値補正手段とを設けたこととした。
【選択図】 図６
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブレーキ装置に関し、特にマスタシリンダの液圧を検出するブレーキ圧力推定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年車両に備えられているブレーキ装置は多種多様な機能が付加されており、例えば車輪ロックを防止して車両の挙動を安定に保ちながら制動距離の短縮を図るアンチスキッドブレーキ装置や、車両の加速時等において駆動輪のホイルスピンを防止するトラクションコントロール装置、あるいは運転者が操作したブレーキ圧力が不足している場合にはこの不足したブレーキ圧力をホイルシリンダに供給するように構成されたブレーキアシスト装置、また、車両のオーバステア又はアンダステアを解消するように運転者のブレーキ操作の有無にかかわらず車輪に制動力を与えて車両の走行安定性を確保するビークルダイナミクスコントロール装置等がある。これらの制御装置を低コストで、精度良く作動させるには、運転者の操作したブレーキ圧力であるマスタシリンダ圧を推定する必要がある。ここで、マスタシリンダ圧を推定する技術として、例えば特許文献１に記載の技術が知られている。この文献には、車体の減速度を用いてマスタシリンダ圧を推定している。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−１０９８６９号公報（第１１頁参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の方法では、氷上路等の路面μが小さい状況で運転者がブレーキ操作を開始し、ブレーキペダルを踏み、踏力相当の減速度が得られない場合、マスタシリンダ圧が上昇しているにも拘わらず、それに対応する減速度が得られていないため、実際のマスタシリンダ圧に対して推定されたマスタシリンダ圧の追従性が劣るという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述の問題点に着目してなされたもので、マスタシリンダ液圧及びホイルシリンダ液圧を測定するセンサ等を用いることなく、それぞれの値を精度良く推定することで、ブレーキ装置の制御精度を高めることが可能なブレーキ圧力推定装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため請求項１記載の発明では、モータの端子間電圧を検出する電圧検出手段を設けることで、車両の減速度（もしくは路面μ）に拘わらず、運転者のブレーキを踏み込む強さに応じた変化を検出することができる。この検出された端子間電圧の上昇変化に基づき補正量を演算し、演算された補正量に基づいてマスタシリンダ圧推定値を補正することで、精度良くマスタシリンダ液圧を推定することができる。これにより、液圧センサを用いることなく制御精度の高いブレーキ制御を達成することができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、ＰＷＭ制御によってモータが駆動される際、パルス信号が出力される。このとき、ＯＮデューティとＯＦＦデューティが出力される状況では電圧の上昇変化を正確に検出しづらい。よって、ＯＮデューティ時間内のようにパルス信号の変化がない状態で電圧の上昇変化を検出することで、より正確に上昇変化を検出することが可能となり、制御精度の高いブレーキ制御を達成することができる。尚、ＯＮデューティ時間内としたが、この時間は例えばＯＮデューティ１００％とすれば、十分な時間を確保することも可能である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（実施の形態）
図１は、実施の形態のブレーキ制御装置の全体図、図２はブレーキ油圧制御アクチュエータの油圧回路図である。まず、その構造について説明する。４輪のそれぞれに制動力を発生させるホイルシリンダ１５，１６，１７，１８は、２系統のブレーキ配管（Ｐ系統及びＳ系統）を介してマスタシリンダ２２に接続されている。そして、Ｐ系統及びＳ系統の途中には、ブレーキ油圧制御アクチュエータＡが設けられている。
【０００９】
前記ブレーキ油圧制御アクチュエータＡは、図２の油圧回路図に示すように、各ホイルシリンダ１５，１６，１７，１８の液圧を増圧・保持・減圧可能な液圧制御バルブ（ＩＮバルブ３，５，９，１１及びＯＵＴバルブ４，６，１０，１２）と、マスタシリンダ２２とは別途設けられ、モータ２１により駆動する制御用油圧源（Ｐ系統ポンプ１３，Ｓ系統ポンプ１４）の接続を切り換える油圧供給源切り換えバルブ（Ｐ系統カットバルブ１，Ｐ系統吸入バルブ２，Ｓ系統カットバルブ７，Ｓ系統吸入バルブ８）と、リザーバ１９，２０を備えている。
【００１０】
運転者がブレーキペダル２３を操作してマスタシリンダ２２に油圧が発生すると、このマスタシリンダ圧をホイルシリンダ１５，１６，１７，１８に供給する通常ブレーキ状態と、運転者がブレーキ操作を行っていない時、もしくは運転者のブレーキ操作以上に液圧が必要な時に、制御用油圧源１３，１４の液圧をホイルシリンダ１５，１６，１７，１８に向けて供給すると共に、各液圧制御バルブによりホイルシリンダ圧を最適制御する制御ブレーキ状態とに切り換え可能に構成されている。
【００１１】
ここで、Ｐ系統についてホイルシリンダ１５の圧力を制御したい場合について説明する。Ｐ系統ポンプ１３による増圧時は、Ｐ系統吸入バルブ２を開き、Ｐ系統ポンプ１３にブレーキ液を供給する。そして、Ｐ系統カットバルブ１及び他輪のＩＮバルブ５を閉じ、ブレーキ液の他系統への回り込みを抑止することで行われる。この状態での減圧時は、Ｐ系統吸入バルブ２を閉じ、Ｐ系統カットバルブ１を開放することによりホイルシリンダ液がマスタシリンダ側に流出することで行われる。マスタシリンダ２２による増圧では、Ｐ系統カットバルブ１を開放し、Ｐ系統吸入バルブ２を遮断し、ＩＮバルブ３，５を開放し、マスタシリンダ液量をホイルシリンダ側に流入することで行われる。減圧時は、ＩＮバルブ３，５を遮断し、ＯＵＴバルブ４，６を開放し、ホイルシリンダ液をリザーバ１９側に流出することで行われる。
【００１２】
図３は制御ユニット３０の構成を表すブロック図である。制御ユニット３０は、車両挙動検出手段としての車輪速センサ３１，舵角センサ３２，横加速度センサ（以下、横Ｇセンサと記載する）３３，ヨーレイトセンサ３４を備えている。また、モータ２１の端子間電圧を検出する電圧センサ３５が設けられている。車輪速センサ３１は、例えばピックアップコイル等を使用し車輪の回転速度に応じた周波数信号を検出する。舵角センサ３２は、ハンドルの転舵角を検出する舵角センサで、例えばトランジスタ等により舵角速度に応じた周波数信号を出力し積分処理することにより転舵角の検出を行う。横Ｇセンサ３３は、横向き加速を検出するセンサで、例えば片持ちハリ型のひずみゲージ等により横力を受け横向き加速度の検出を行う。ヨーレイトセンサ３４は、例えばひずみゲージ等によりコリオリ力を受けヨーレイトの検出を行う。
【００１３】
また、制御ユニット３０には、車両挙動の安定化を図る車両運動制御（ＶＤＣ）に基づいた目標スリップ角を演算する目標スリップ角演算手段３０ａと、制動時の車輪ロックを防止するアンチロックブレーキ制御（ＡＢＳ）に基づいた目標スリップ量を演算する目標スリップ量演算手段３０ｂと、上記２つの目標スリップ角及び目標スリップ量から最終的な目標スリップ量を算出する目標スリップ量算出手段３０ｃと、マスタシリンダ圧及びホイルシリンダ圧を推定する推定手段３０ｄと、目標スリップ量，推定されたマスタシリンダ圧及びホイルシリンダ圧から目標ホイルシリンダ圧を算出する目標ホイルシリンダ圧算出手段と、算出された目標ホイルシリンダ圧となるように液圧制御アクチュエータへの指令値を算出するアクチュエータ指令値算出手段３０ｆとから構成されている。
【００１４】
以下、本制御ユニット３０の基本制御内容について説明する。
〔車両運動制御（ビークルダイナミクス）及びアンチロックブレーキ制御（ＶＤＣ，ＡＢＳ制御）〕
図４及び図５は制御ユニット３０で行われる制御内容を表すフローチャートである。
【００１５】
ステップＳ１０では、横Ｇセンサから横加速度ＸＧ，前後Ｇセンサから前後加速度ＹＧ，ヨーレイトセンサからヨーレイトＹＡＷを読み込む。
【００１６】
ステップＳ２０では、舵角δを読み込む。
【００１７】
ステップＳ３０では、車輪速Ｖｗを読み込む。
【００１８】
ステップＳ４０では、車輪速Ｖｗから車体速Ｖｘを算出する。
【００１９】
ステップＳ５０では、スリップ角βの微分値を次式により算出する。尚、スリップ角とは、車両進行方向に対する車輪の切れ角である。
【００２０】
ステップＳ６０では、Ｓ５０で算出した微分値を積分することでスリップ角βを算出する。
【００２１】
ステップＳ７０では、スリップ角βの絶対値が所定値β０よりも大きいかどうかを判断し、大きいときは横滑りが大きく車両挙動の安定を図る必要があると判断してステップＳ８０へ進み、小さいときは車両が安定して走行していると判断してステップＳ９０へ進む。
【００２２】
ステップＳ８０では、ＶＤＣ制御が必要であると判断してＶＤＣフラグｆ＿ＶＤＣを１にセットする。
【００２３】
ステップＳ９０では、ＶＤＣ制御が必要ないためＶＤＣフラグｆ＿ＶＤＣを０にセットする。
【００２４】
ステップＳ１００では、車輪速Ｖｗと車体速Ｖｘからスリップ量ＳＬＩＰを算出する。尚、スリップ量は車両進行方向に対する滑り量である。
【００２５】
ステップＳ１１０では、スリップ量ＳＬＩＰが、路面に対してタイヤが最大摩擦力を得られる所定値ＳＬＩＰ０よりも大きいかどうかを判断し、大きいときはタイヤがロック気味であると判断してステップＳ１２０へ進み、所定値ＳＬＩＰ０未満のときはタイヤがロック気味ではないと判断してステップＳ１３０へ進む。
【００２６】
ステップＳ１２０では、スリップ量ＳＬＩＰが大きく、車輪がロック気味でありＡＢＳ作動が必要であると判断してＡＢＳフラグｆ＿ＡＢＳを１にセットする。
【００２７】
ステップＳ１３０では、スリップ量ＳＬＩＰが小さく、ＡＢＳ作動が必要ないと判断してＡＢＳフラグｆ＿ＡＢＳを０にセットする。
【００２８】
ステップＳ１４０では、ＶＤＣフラグが１かどうかを判断し、１にセットされているときはステップＳ１５０へ進み、それ以外はステップＳ１６０へ進む。
【００２９】
ステップＳ１５０では、ＶＤＣ作動時の目標スリップ角ＳＬＩＰＶを下記の式より算出する。
ＳＬＩＰＶ＝ｋ・｜β｜
ここで、ｋはゲインである。
【００３０】
ステップＳ１６０では、ＶＤＣ非作動のため目標スリップ量ＳＬＩＰＶを０にセットする。
【００３１】
ステップＳ１７０では、ＡＢＳフラグが１かどうかを判断し、１にセットされているときはステップＳ１８０へ進み、それ以外はステップＳ１９０へ進む。
【００３２】
ステップＳ１８０では、ＡＢＳ作動時の目標スリップ量ＳＬＩＰＡを車体速ＶＸに基づいて算出する。
ＳＬＩＰＡ＝ｆ（ＶＸ）
【００３３】
ステップＳ１９０では、ＡＢＳ非作動のため目標スリップ量ＳＬＩＰＡを０にセットする。
【００３４】
ステップＳ２００では、目標スリップ角ＳＬＩＰＶ及び目標スリップ量ＳＬＩＰＡから目標スリップ量ＳＬＩＰ＊を算出する。
ＳＬＩＰ＊＝ＳＬＩＰＶ＋ＳＬＩＰＡ
【００３５】
ステップＳ２１０では、マスタシリンダ圧及びホイルシリンダ圧の推定値Ｐ＾ＭＣ，Ｐ＾Ｂを算出する。尚、推定値の算出については後で詳述する。
【００３６】
ステップＳ２２０では、スリップ量ＳＬＩＰと目標スリップ量ＳＬＩＰ＊の偏差ｅを算出する。
ｅ＝ＳＬＩＰ−ＳＬＩＰ＊
【００３７】
ステップＳ２３０では、ＰＩＤ制御によって下式に示す伝達関数により目標ホイルシリンダ圧Ｐ＊を算出する。
【００３８】
ステップＳ２４０では、ＶＤＣフラグｆ＿ＶＤＣ＝１、かつ、ホイルシリンダ圧目標値Ｐ＊がマスタシリンダ圧推定値Ｐ＾ＭＣよりも大きいかどうかを判断し、ｆ＿ＶＤＣ＝１でＰ＊＞Ｐ＾ＭＣのときはステップＳ２５０へ進み、それ以外はステップＳ２６０へ進む。
【００３９】
ステップＳ２５０では、ＶＤＣ制御が実行され、かつ、ホイルシリンダ圧目標値Ｐ＊がマスタシリンダ圧推定値Ｐ＾ＭＣよりも大きいため、別系統の油圧源であるポンプ１３，１４を作動させ、ブレーキアシストを実行する必要があると判断し、アシストポンプフラグｆ＿Ａｃｔｉｖｅを１にセットする。
【００４０】
ステップＳ２６０では、ＶＤＣが実行されていた場合、マスタシリンダ圧推定値Ｐ＾ＭＣがホイルシリンダ圧目標値Ｐ＊よりも大きいためブレーキアシストをする必要が無く、また、ＶＤＣが実行されていない場合はポンプによるブレーキアシストを実行する必要がないため、ｆ＿Ａｃｔｉｖｅを０にセットする。
【００４１】
ステップＳ２７０では、ホイルシリンダ圧目標値Ｐ＊がホイルシリンダ圧推定値Ｐ＾Ｂよりも大きいかどうかを判断し、大きいときはステップＳ２８０へ進み、小さいときはステップＳ３１０へ進む。
【００４２】
ステップＳ２８０では、アシストポンプフラグｆ＿Ａｃｔｉｖｅが１にセットされているかどうかを判断し、１にセットされているときはステップＳ２９０へ進み、それ以外はステップＳ３００へ進む。
【００４３】
ステップＳ２９０では、目標ホイルシリンダ圧Ｐ＊がマスタシリンダ圧推定値Ｐ＾ＭＣより低く、ポンプによる増圧が必要であると判断して、ＩＮバルブを開放し、ＯＵＴバルブを閉じ、カットバルブを閉じ、吸入バルブを開放する。
【００４４】
ステップＳ３００では、目標ホイルシリンダ圧Ｐ＊がマスタシリンダ圧推定値Ｐ＾ＭＣより高いためアシストポンプを駆動する必要はないが、マスタシリンダ２２からの増圧が必要であると判断して、ＩＮバルブを開放し、ＯＵＴバルブを閉じ、カットバルブを開放し、吸入バルブを閉じる。
【００４５】
ステップＳ３１０では、ブレーキアシストフラグｆ＿Ａｃｔｉｖｅが１にセットされているかどうかを判断し、１にセットされているときはステップＳ３２０へ進み、それ以外はステップＳ３３０へ進む。
【００４６】
ステップＳ３２０では、目標ホイルシリンダ圧Ｐ＊がマスタシリンダ圧推定値Ｐ＾ＭＣより低いためアシストポンプによる増圧は必要であるが、目標ホイルシリンダ圧Ｐ＊がホイルシリンダ圧推定値Ｐ＾Ｂよりも低いため、減圧する必要があると判断して、ＩＮバルブを開放し、ＯＵＴバルブを閉じ、カットバルブを閉じ、吸入バルブを開放する。
【００４７】
ステップＳ３３０では、目標ホイルシリンダ圧Ｐ＊がマスタシリンダ圧推定値Ｐ＾ＭＣより高いためアシストポンプを駆動する必要はなく、また、目標ホイルシリンダ圧Ｐ＊がホイルシリンダ圧推定値Ｐ＾Ｂよりも低いため、減圧する必要があると判断して、ＩＮバルブを閉じ、ＯＵＴバルブを開放し、カットバルブを閉じ、吸入バルブを開放する。
【００４８】
（推定手段による液圧推定）
図６は推定手段３０ｄにおいてマスタシリンダ圧及びホイルシリンダ圧の推定値Ｐ＾ＭＣ，Ｐ＾Ｂを算出する推定値算出制御を表すブロック図である（上述の制御のステップＳ２１０に相当）。推定手段３０ｄには、車両モデル５０と、油圧ユニットモデル６０と、ＰＩ制御コントローラ７０と、推定値補正部８０から構成されている。
【００４９】
車両モデル５０は、前後Ｇ，横Ｇ及び車輪速を入力とし、ホイルシリンダ圧推定値Ｐ＾ＷＣを出力とする。また、油圧ユニットモデル６０は、ＩＮバルブ及びＯＵＴバルブの開放時間（増圧パルス、減圧パルス）と、ＰＩ制御コントローラ７０により推定されたマスタシリンダ圧推定値Ｐ＾ＭＣと油圧ユニットモデル６０によって推定されたホイルシリンダ圧推定値Ｐ＾Ｂを入力とし、ホイルシリンダ圧推定値Ｐ＾Ｂを出力する。また、ＰＩ制御コントローラ７０は、車両モデル５０によって推定されたホイルシリンダ圧Ｐ＾ＷＣと、油圧ユニットモデル６０によって推定されたホイルシリンダ圧Ｐ＾Ｂを入力とし、ＰＩ制御によってマスタシリンダ圧推定値Ｐ＾ＭＣを出力する。また、推定値補正部８０は、ＰＩ制御コントローラ７０によって推定されたマスタシリンダ圧推定値Ｐ＾ＭＣとモータ２１の端子間電圧を入力とし、補正されたマスタシリンダ圧推定値Ｐ＾ＭＣ’を出力する。
【００５０】
以下、推定手段３０ｄにおける制御内容について図７及び図８のフローチャートに基づいて説明する。
【００５１】
（車両モデルからのホイルシリンダ圧力推定）
ステップＳ４００では、各輪が制動できる最大液圧ＰＢ＿ＭＡＸを算出する。最大制動液圧は静止輪荷重での制動液圧ＰＳＴＡＴに制動・旋回による輪荷重移動分を加えて算出する。
【００５２】
ステップＳ４１０では、車輪モーメントによる液圧変化分ＰＢＤＥＦを算出する。車輪速センサにより検出された車輪速の単位時間あたり変化量を検出し、車輪の慣性モーメントを表す係数ＫＶｗを乗ずることによりＰＢＤＥＦが算出される。
【００５３】
ステップＳ４２０では、各輪の増圧／減圧パルスの動作にて制動輪が増圧状態にあるか減圧状態にあるかの判断係数ＰＢ＿ＲＯＡＤ＿ＲＥＴＩＯを算出する。ここで、ＩＮＣＮは増圧パルス、ＤＥＣＮは減圧パルス、ＫＩＮＣは増圧パルスを油圧に変換する係数、ＫＤＥＣは減圧パルスを油圧に変換する係数である。増圧パルスＩＮＣＮが大きいほど、本制御輪は減速に寄与しており、ホイルシリンダ液圧が高いとしてＰＢ＿ＲＯＡＤ＿ＲＥＴＩＯを大きくし、他輪より推定ホイルシリンダ圧が大きくなるようにする。減圧パルスＤＥＣＮが大きい場合にはこの逆に作用する。
ステップＳ４３０では、前後Ｇを車両重量やブレーキパッドμ等にて定まる係数ＫＰＢにてブレーキ液圧変換し、先に求めたＰＢ＿ＲＯＡＤ＿ＲＥＴＩＯにて各輪への制動液圧配分を行い、各輪制動液圧であるＰＢ＿ＲＯＡＤを算出する。
【００５４】
ステップＳ４４０では、ＰＢ＿ＲＯＡＤは制動力のみが検出されるものであり、前後Ｇに表れないブレーキのかけすぎによる輪のロック分の液圧が加味されないため、車輪速の減速度分の液圧ＰＢＤＥＦを加算することによりホイルシリンダ液圧推定値Ｐ＾ＷＣを算出する。ただし、ＰＢ＿ＲＯＡＤは最大制動液圧ＰＢ＿ＭＡＸを越えることは無いため、リミッタ処理としてＰＢ＿ＲＯＡＤとＰＢ＿ＭＡＸのセレクトローを行い、セレクトされた値にＰＢＤＥＦを加算する。
【００５５】
（油圧ユニットモデルによるホイルシリンダ圧力推定）
吸入バルブ（Ｐ系統吸入バルブ２及びＳ系統吸入バルブ８）通過量はポンプ１３，１４の能力によって決定され、それ以外のバルブ通過量はバルブ前後差圧とバルブ開弁時間にて決定される。ポンプ増圧時には、Ｐ系統もしくはＳ系統吸入バルブ２，８で行われ、減圧はＰ系統カットバルブもしくはＳ系統カットバルブ１，７で行われる。カットバルブの前後差圧はホイルシリンダ圧とマスタシリンダ圧となる。また、マスタシリンダによる増圧は、ＩＮバルブ３，５，９，１１で行われ、前後差圧はマスタシリンダ圧とホイルシリンダ圧となり、減圧はＯＵＴバルブ４，６，１０，１２で行われ、前後差圧はホイルシリンダ圧と１９のリザーバ圧となるが、リザーバ圧は基本的にはゼロの為、ホイルシリンダ圧のみに依存する。
【００５６】
ステップＳ４５０では、ポンプ増圧かどうかの判断を行い、ポンプ増圧であればステップＳ４６０へ進み、それ以外はステップＳ４８０へ進む。
【００５７】
（ポンプ増圧の場合）
ステップＳ４６０では、増圧パルスＩＮＣＮにポンプ能力係数ＫＰＵＭＰを乗じて、ホイルシリンダへの流入量ＱＩＮを算出する。
ステップＳ４７０では、減圧パルスＤＥＣＮとホイルシリンダ圧推定値Ｐ＾Ｂとマスタシリンダ圧推定値Ｐ＾ＭＣの差圧にカットバルブの液量通過能力を示すカットバルブ能力係数ＫＣＵＴを乗じてホイルシリンダからの液流出液量ＱＯＵＴを算出する。
【００５８】
（マスタシリンダ増圧の場合）
ステップＳ４８０では、マスタシリンダ圧推定値Ｐ＾ＭＣとホイルシリンダ圧推定値Ｐ＾Ｂとの差圧にホイルシリンダＩＮバルブのパルス時間ＩＮＣＮ及び係数ＫＩＮを乗じてホイルシリンダへの流入液量ＱＩＮを算出する。
ステップＳ４９０では、ホイルシリンダ圧推定値Ｐ＾ＢにホイルシリンダＯＵＴバルブのパルス時間ＤＥＣＮ及び係数ＫＯＵＴを乗じてホイルシリンダからの流出液量ＱＯＵＴを算出する。
【００５９】
ステップＳ５００では、ホイルシリンダの単位時間あたりの液量増減量ｄＱｂ／ｄｔを算出する。
ステップＳ５１０では、単位時間あたりの液量増減量ｄＱｂ／ｄｔを積分してホイルシリンダの液量Ｑｂを算出する。
ステップＳ５２０では、ホイルシリンダ液量と液圧の相関ｆを用いてホイルシリンダ液圧推定値Ｐ＾Ｂに変換する。
【００６０】
以上のステップによって異なる２つのホイルシリンダ液圧推定値Ｐ＾ＷＣ，Ｐ＾Ｂが算出され、Ｐ＾ＷＣとＰ＾Ｂが同一になるように、未知数であるマスタシリンダ圧推定値Ｐ＾ＭＣを操作する。そしてＰ＾ＷＣ＝Ｐ＾Ｂとなれば、マスタシリンダ圧推定値は真のマスタシリンダ圧となる。
ステップＳ５３０では、各輪のホイルシリンダ圧誤差ＰＢ＿ＥＲＲＯＲ（＝Ｐ＾ＷＣ−Ｐ＾Ｂ）を算出する。
ステップＳ５４０では、４輪誤差の総和ＰＢ＿ＥＲＲＯＲ＿Ｔを算出する。このとき、制動力はフロントが大きく、リアが小さいため、フロントとリアで誤差収束量を変化させるため、フロント側ゲインＫＥＲＲＯＲ＿Ｆ及びリア側ゲインＫＥＲＲＯＲ＿Ｒを乗じる。
【００６１】
（急ブレーキ時推定遅れ補正制御）
ステップＳ５５０では、ＡＢＳ中、かつ、車両モデルによるホイルシリンダ圧推定値Ｐ＾ＷＣが油圧ユニットモデルによるホイルシリンダ圧推定値Ｐ＾Ｂ及びブレーキ制御目標値Ｐ＊Ｂより大きいときはステップＳ５６０へ進み、それ以外はステップＳ５７０へ進む。
ステップＳ５６０では、減速が大きく、かつ、目標値が小さい、つまりＡＢＳによる車輪ロック傾向として急ブレーキ中として、マスタシリンダ圧推定値の下限値をＰ＾ＷＣの最大値とする。また、他の実施例としては、前輪のホイルシリンダ圧推定値Ｐ＾ＷＣの最大値としても良い。すなわち、後輪は制動力が小さくホイルシリンダ圧推定値Ｐ＾ＷＣの推定誤差が大きいためである。
ステップＳ５７０では、マスタシリンダ圧推定値の下限値を０にセットする。
【００６２】
（急ブレーキ離し時推定遅れ補正制御）
ステップＳ５８０では、油圧ユニットモデルによるホイルシリンダ圧推定値Ｐ＾Ｂの総和に、車重，ブレーキパッドμ等に依存する係数ＫＸＧを乗じて推定値Ｐ＾Ｂを前後Ｇに変換し、この変換値に１より小さい例えば０．５程度のゲインＧＡＩＮＰＢを乗じた値と、前後Ｇセンサの検知するＸＧを比較してブレーキ離し判断を行う。すなわち、ＡＢＳ中にブレーキを離した場合、チェックバルブ２３〜２８によりブレーキ液がホイルシリンダからカットバルブ１，７を通過してマスタシリンダ側に流出するため、マスタシリンダ圧以上にホイルシリンダ圧が上がることはない。また、前後Ｇに対して推定圧が大きい場合は、ブレーキが離されたにもかかわらずＰ＾ＭＣを高めに誤推定している可能性が高い。この時は前後Ｇより推定されたホイルシリンダ圧推定値Ｐ＾ＷＣ＝マスタシリンダ圧とする。
ステップＳ５９０では、マスタシリンダ圧推定値の上限値を車両モデルから推定された各輪のホイルシリンダ圧推定値の最大値とする。
ステップＳ６００では、マスタシリンダ圧推定値の上限値をマスタシリンダの発生しうる最大の圧力ＰＭＣＭＡＸにセットする。
【００６３】
（ＰＩ制御器）
ステップＳ６１０では、ステップＳ５５０〜ステップＳ５７０で設定された下限値及びステップＳ５８０〜ステップＳ６００で設定された上限値を範囲としてマスタシリンダ推定を行う。すなわち、ステップＳ５４０にて算出した誤差ＰＢ＿ＥＲＲＯＲ＿Ｔを比例・積分制御し、Ｐ＾ＷＣ＝Ｐ＾Ｂとなるように、マスタシリンダ圧推定値Ｐ＾ＭＣを調整する。
Ｐ＾ＭＣ＝ＫＰ＿ＰＭＣ・ＰＢ＿ＥＲＲＯＲ＿Ｔ＋ＫＩ＿ＰＭＣ・∫ＰＢ＿ＥＲＲＯＲ＿Ｔ ｄｔ
ここでＫＰ＿ＰＭＣ，ＫＩ＿ＰＭＣはＰＩ制御ゲインである。
尚、本実施の形態では比例・積分制御としたが単なる積分制御あるいは微分制御項を加えても良い。
【００６４】
（モータの端子間電圧に基づく補正制御）
図９は上記制御により推定されたマスタシリンダ圧Ｐ＾ＭＣを端子間電圧に基づいて補正する補正制御を表すフローチャートである。
【００６５】
ステップ７１０では、上記ＶＤＣもしくはＡＢＳ制御により減圧制御が開始されると、それに伴いモータ２１の駆動によりリザーバ１９内のブレーキ液をマスタシリンダ２２側に還流する。このとき、モータ２１への駆動指令が出力された初期駆動時間内かどうかを判断し、初期駆動時間内であればステップ７２０へ進み、それ以外はステップ７４０へ進む。
【００６６】
ステップ７２０では、モータ２１の端子間電圧が停滞していると判断できる閾値未満かどうかを判断し、閾値未満であればステップ７３０へ進み、それ以外はステップ７１０へ戻る。
【００６７】
ステップ７３０では、端子間電圧が停滞している時間を第１カウンタによりカウントする。
【００６８】
ステップ７４０では、第１カウンタのカウント値に基づいて、推定されたマスタシリンダ圧Ｐ＾ＭＣの補正値を演算する。
【００６９】
ステップ７５０では、推定マスタシリンダ圧Ｐ＾ＭＣの補正を実行する時間が経過したかどうかをカウントダウンする第２カウンタが正かどうかを判断し、正の時は補正が必要であると判断してステップ７６０へ進み、負のときは本制御を終了する。
【００７０】
ステップ７６０では、ステップ７４０で演算された補正量に基づいて補正された推定マスタシリンダ圧Ｐ＾ＭＣ’を出力する。
【００７１】
ステップ７７０では、第２カウンタをカウントダウンする。
【００７２】
上記補正制御を図１０及び図１１に基づいて説明する。運転者がブレーキを踏み込んだ際、マスタシリンダ圧は上昇する。このとき、氷上路等の路面μが小さいところでは、ブレーキペダルを踏み込んでいたとしても、それに相応する減速度が発生していない場合がある。マスタシリンダ圧の推定は車体の減速度を用いて推定するため、減速度が発生していなければ、実際には、運転者のブレーキ踏み込みによりマスタシリンダ圧が上昇していたとしても、マスタシリンダ圧を低く誤推定してしまう。
【００７３】
そこで、実際のマスタシリンダ圧の上昇によって発生する変化として、リザーバ１９に貯留されたブレーキ液をマスタシリンダ２２側に還流するポンプ１３，１４を駆動するモータ２１の端子間電圧を検出する。マスタシリンダ２２の実圧が上昇していると、還流する際のポンプ負荷が増大する。このポンプ負荷の増大は、モータ２１の端子間電圧の停滞を招く。
【００７４】
図１０は、実際のマスタシリンダ圧に対する端子間電圧の関係を表す図である。細線が実マスタシリンダ圧低圧時、点線が実マスタシリンダ圧中圧時、太線が実マスタシリンダ圧高圧時のときを表す。図１０に示すように、ＶＤＣもしくはＡＢＳ制御開始に伴うモータ駆動指令が出力されると、モータ２１の負荷に応じて端子間電圧の立ち上がり方に違いがある。具体的には、低圧時には負荷が小さいため停滞時間が短く、高圧時には負荷が大きいため停滞時間が長い。よって、ステップ７１０〜７３０において、モータ初期駆動時間内かどうかを判断し、初期駆動時間内において、この端子間電圧の停滞時間を測定する。この測定結果から、運転者がブレーキをどの程度の強さで踏み込んでいるかが分かる。
【００７５】
尚、モータ２１に対しＰＷＭ制御により指令信号を出力する際、パルス信号が出力される。このとき、ＯＮデューティとＯＦＦデューティが出力される状況では電圧の上昇変化を正確に検出しづらい。よって、ＯＮデューティ時間内のようにパルス信号の変化がない状態で電圧の上昇変化を検出することで、より正確に上昇変化を検出することが可能となり、制御精度の高いブレーキ制御を達成することができる。尚、ＯＮデューティ時間内としたが、この時間は例えばＯＮデューティ１００％とすれば、十分な時間を確保することも可能である（請求項２に対応）。
【００７６】
次に、初期駆動時間経過後、ステップ７４０において、推定マスタシリンダ圧Ｐ＾ＭＣの補正値を演算する。停滞時間が長ければ、補正量を多くし、停滞時間が短ければ補正量を少なくする。そして、マスタシリンダ圧推定値Ｐ＾ＭＣの値が実際のマスタシリンダ圧に追従するまでの時間、この補正を実行する。図１１は実際のマスタシリンダ圧と、推定されたマスタシリンダ圧Ｐ＾ＭＣと、補正後のマスタシリンダ圧Ｐ＾ＭＣ’の関係を表す図である。図に示すように、路面μが小さい状況下で運転者がブレーキを踏み込んだ際、モータ２１の負荷を表す端子間電圧の変化に応じて推定値を補正することで、路面μに拘わらず精度良くマスタシリンダ圧を推定することができる（請求項１に対応）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるブレーキ装置の全体構成を表す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるブレーキ装置の油圧ユニットを表す油圧回路図である。
【図３】実施の形態の制御ユニットを表すブロック図である。
【図４】実施の形態の車両挙動制御を表すフローチャートである。
【図５】実施の形態の車両挙動制御を表すフローチャートである。
【図６】実施の形態のホイルシリンダ圧及びマスタシリンダ圧推定手段の制御ユニットを表すブロック図である。
【図７】実施の形態のホイルシリンダ圧及びマスタシリンダ圧推定制御を表すフローチャートである。
【図８】実施の形態のホイルシリンダ圧及びマスタシリンダ圧推定制御を表すフローチャートである。
【図９】実施の形態のマスタシリンダ圧推定値補正制御を表すフローチャートである。
【図１０】実マスタシリンダ圧とモータの端子間電圧変化の関係を表す図である。
【図１１】実マスタシリンダ圧とマスタシリンダ圧推定値と補正後のマスタシリンダ圧推定値の関係を表す図である。
【符号の説明】
１ Ｐ系統カットバルブ
２ Ｐ系統吸入バルブ
３，５，９，１１ ＩＮバルブ
４，６，１０，１２ ＯＵＴバルブ
７ Ｓ系統カットバルブ
８ Ｓ系統吸入バルブ
１３ Ｐ系統ポンプ
１４ Ｓ系統ポンプ
１５，１６，１７，１８ ホイルシリンダ
１９，２０ リザーバ
２１ ポンプモータ
２２ マスタシリンダ
２３，２４，２５，２６，２７，２８ チェックバルブ
３０ 制御ユニット
３０ａ 目標スリップ角演算手段
３０ｂ 目標スリップ量演算手段
３０ｃ 目標スリップ量算出手段
３０ｄ マスタシリンダ圧及びホイルシリンダ圧推定手段
３０ｅ 目標ホイルシリンダ圧算出手段
３０ｆ アクチュエータ指令値算出手段
３１ 車輪速センサ
３２ 舵角センサ
３３ 横加速度センサ
３４ ヨーレイトセンサ
３５ 電圧センサ
５０ 車両モデル
６０ 油圧ユニットモデル
７０ ＰＩコントローラ
８０ 推定値補正部
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブレーキ装置に関し、特にマスタシリンダの液圧を検出するブレーキ圧力推定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年車両に備えられているブレーキ装置は多種多様な機能が付加されており、例えば車輪ロックを防止して車両の挙動を安定に保ちながら制動距離の短縮を図るアンチスキッドブレーキ装置や、車両の加速時等において駆動輪のホイルスピンを防止するトラクションコントロール装置、あるいは運転者が操作したブレーキ圧力が不足している場合にはこの不足したブレーキ圧力をホイルシリンダに供給するように構成されたブレーキアシスト装置、また、車両のオーバステア又はアンダステアを解消するように運転者のブレーキ操作の有無にかかわらず車輪に制動力を与えて車両の走行安定性を確保するビークルダイナミクスコントロール装置等がある。これらの制御装置を低コストで、精度良く作動させるには、運転者の操作したブレーキ圧力であるマスタシリンダ圧を推定する必要がある。ここで、マスタシリンダ圧を推定する技術として、例えば特許文献１に記載の技術が知られている。この文献には、車体の減速度を用いてマスタシリンダ圧を推定している。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−１０９８６９号公報（第１１頁参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の方法では、氷上路等の路面μが小さい状況で運転者がブレーキ操作を開始し、ブレーキペダルを踏み、踏力相当の減速度が得られない場合、マスタシリンダ圧が上昇しているにも拘わらず、それに対応する減速度が得られていないため、実際のマスタシリンダ圧に対して推定されたマスタシリンダ圧の追従性が劣るという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述の問題点に着目してなされたもので、マスタシリンダ液圧及びホイルシリンダ液圧を測定するセンサ等を用いることなく、それぞれの値を精度良く推定することで、ブレーキ装置の制御精度を高めることが可能なブレーキ圧力推定装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため請求項１記載の発明では、モータの端子間電圧を検出する電圧検出手段を設けることで、車両の減速度（もしくは路面μ）に拘わらず、運転者のブレーキを踏み込む強さに応じた変化を検出することができる。この検出された端子間電圧の上昇変化に基づき補正量を演算し、演算された補正量に基づいてマスタシリンダ圧推定値を補正することで、精度良くマスタシリンダ液圧を推定することができる。これにより、液圧センサを用いることなく制御精度の高いブレーキ制御を達成することができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、ＰＷＭ制御によってモータが駆動される際、パルス信号が出力される。このとき、ＯＮデューティとＯＦＦデューティが出力される状況では電圧の上昇変化を正確に検出しづらい。よって、ＯＮデューティ時間内のようにパルス信号の変化がない状態で電圧の上昇変化を検出することで、より正確に上昇変化を検出することが可能となり、制御精度の高いブレーキ制御を達成することができる。尚、ＯＮデューティ時間内としたが、この時間は例えばＯＮデューティ１００％とすれば、十分な時間を確保することも可能である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（実施の形態）
図１は、実施の形態のブレーキ制御装置の全体図、図２はブレーキ油圧制御アクチュエータの油圧回路図である。まず、その構造について説明する。４輪のそれぞれに制動力を発生させるホイルシリンダ１５，１６，１７，１８は、２系統のブレーキ配管（Ｐ系統及びＳ系統）を介してマスタシリンダ２２に接続されている。そして、Ｐ系統及びＳ系統の途中には、ブレーキ油圧制御アクチュエータＡが設けられている。
【０００９】
前記ブレーキ油圧制御アクチュエータＡは、図２の油圧回路図に示すように、各ホイルシリンダ１５，１６，１７，１８の液圧を増圧・保持・減圧可能な液圧制御バルブ（ＩＮバルブ３，５，９，１１及びＯＵＴバルブ４，６，１０，１２）と、マスタシリンダ２２とは別途設けられ、モータ２１により駆動する制御用油圧源（Ｐ系統ポンプ１３，Ｓ系統ポンプ１４）の接続を切り換える油圧供給源切り換えバルブ（Ｐ系統カットバルブ１，Ｐ系統吸入バルブ２，Ｓ系統カットバルブ７，Ｓ系統吸入バルブ８）と、リザーバ１９，２０を備えている。
【００１０】
運転者がブレーキペダル２３を操作してマスタシリンダ２２に油圧が発生すると、このマスタシリンダ圧をホイルシリンダ１５，１６，１７，１８に供給する通常ブレーキ状態と、運転者がブレーキ操作を行っていない時、もしくは運転者のブレーキ操作以上に液圧が必要な時に、制御用油圧源１３，１４の液圧をホイルシリンダ１５，１６，１７，１８に向けて供給すると共に、各液圧制御バルブによりホイルシリンダ圧を最適制御する制御ブレーキ状態とに切り換え可能に構成されている。
【００１１】
ここで、Ｐ系統についてホイルシリンダ１５の圧力を制御したい場合について説明する。Ｐ系統ポンプ１３による増圧時は、Ｐ系統吸入バルブ２を開き、Ｐ系統ポンプ１３にブレーキ液を供給する。そして、Ｐ系統カットバルブ１及び他輪のＩＮバルブ５を閉じ、ブレーキ液の他系統への回り込みを抑止することで行われる。この状態での減圧時は、Ｐ系統吸入バルブ２を閉じ、Ｐ系統カットバルブ１を開放することによりホイルシリンダ液がマスタシリンダ側に流出することで行われる。マスタシリンダ２２による増圧では、Ｐ系統カットバルブ１を開放し、Ｐ系統吸入バルブ２を遮断し、ＩＮバルブ３，５を開放し、マスタシリンダ液量をホイルシリンダ側に流入することで行われる。減圧時は、ＩＮバルブ３，５を遮断し、ＯＵＴバルブ４，６を開放し、ホイルシリンダ液をリザーバ１９側に流出することで行われる。
【００１２】
図３は制御ユニット３０の構成を表すブロック図である。制御ユニット３０は、車両挙動検出手段としての車輪速センサ３１，舵角センサ３２，横加速度センサ（以下、横Ｇセンサと記載する）３３，ヨーレイトセンサ３４を備えている。また、モータ２１の端子間電圧を検出する電圧センサ３５が設けられている。車輪速センサ３１は、例えばピックアップコイル等を使用し車輪の回転速度に応じた周波数信号を検出する。舵角センサ３２は、ハンドルの転舵角を検出する舵角センサで、例えばトランジスタ等により舵角速度に応じた周波数信号を出力し積分処理することにより転舵角の検出を行う。横Ｇセンサ３３は、横向き加速を検出するセンサで、例えば片持ちハリ型のひずみゲージ等により横力を受け横向き加速度の検出を行う。ヨーレイトセンサ３４は、例えばひずみゲージ等によりコリオリ力を受けヨーレイトの検出を行う。
【００１３】
また、制御ユニット３０には、車両挙動の安定化を図る車両運動制御（ＶＤＣ）に基づいた目標スリップ角を演算する目標スリップ角演算手段３０ａと、制動時の車輪ロックを防止するアンチロックブレーキ制御（ＡＢＳ）に基づいた目標スリップ量を演算する目標スリップ量演算手段３０ｂと、上記２つの目標スリップ角及び目標スリップ量から最終的な目標スリップ量を算出する目標スリップ量算出手段３０ｃと、マスタシリンダ圧及びホイルシリンダ圧を推定する推定手段３０ｄと、目標スリップ量，推定されたマスタシリンダ圧及びホイルシリンダ圧から目標ホイルシリンダ圧を算出する目標ホイルシリンダ圧算出手段と、算出された目標ホイルシリンダ圧となるように液圧制御アクチュエータへの指令値を算出するアクチュエータ指令値算出手段３０ｆとから構成されている。
【００１４】
以下、本制御ユニット３０の基本制御内容について説明する。
〔車両運動制御（ビークルダイナミクス）及びアンチロックブレーキ制御（ＶＤＣ，ＡＢＳ制御）〕
図４及び図５は制御ユニット３０で行われる制御内容を表すフローチャートである。
【００１５】
ステップＳ１０では、横Ｇセンサから横加速度ＸＧ，前後Ｇセンサから前後加速度ＹＧ，ヨーレイトセンサからヨーレイトＹＡＷを読み込む。
【００１６】
ステップＳ２０では、舵角δを読み込む。
【００１７】
ステップＳ３０では、車輪速Ｖｗを読み込む。
【００１８】
ステップＳ４０では、車輪速Ｖｗから車体速Ｖｘを算出する。
【００１９】
ステップＳ５０では、スリップ角βの微分値を次式により算出する。尚、スリップ角とは、車両進行方向に対する車輪の切れ角である。
ステップＳ６０では、Ｓ５０で算出した微分値を積分することでスリップ角βを算出する。
【００２１】
ステップＳ７０では、スリップ角βの絶対値が所定値β０よりも大きいかどうかを判断し、大きいときは横滑りが大きく車両挙動の安定を図る必要があると判断してステップＳ８０へ進み、小さいときは車両が安定して走行していると判断してステップＳ９０へ進む。
【００２２】
ステップＳ８０では、ＶＤＣ制御が必要であると判断してＶＤＣフラグｆ＿ＶＤＣを１にセットする。
【００２３】
ステップＳ９０では、ＶＤＣ制御が必要ないためＶＤＣフラグｆ＿ＶＤＣを０にセットする。
【００２４】
ステップＳ１００では、車輪速Ｖｗと車体速Ｖｘからスリップ量ＳＬＩＰを算出する。尚、スリップ量は車両進行方向に対する滑り量である。
【００２５】
ステップＳ１１０では、スリップ量ＳＬＩＰが、路面に対してタイヤが最大摩擦力を得られる所定値ＳＬＩＰ０よりも大きいかどうかを判断し、大きいときはタイヤがロック気味であると判断してステップＳ１２０へ進み、所定値ＳＬＩＰ０未満のときはタイヤがロック気味ではないと判断してステップＳ１３０へ進む。
【００２６】
ステップＳ１２０では、スリップ量ＳＬＩＰが大きく、車輪がロック気味でありＡＢＳ作動が必要であると判断してＡＢＳフラグｆ＿ＡＢＳを１にセットする。
【００２７】
ステップＳ１３０では、スリップ量ＳＬＩＰが小さく、ＡＢＳ作動が必要ないと判断してＡＢＳフラグｆ＿ＡＢＳを０にセットする。
【００２８】
ステップＳ１４０では、ＶＤＣフラグが１かどうかを判断し、１にセットされているときはステップＳ１５０へ進み、それ以外はステップＳ１６０へ進む。
【００２９】
ステップＳ１５０では、ＶＤＣ作動時の目標スリップ角ＳＬＩＰＶを下記の式より算出する。
ＳＬＩＰＶ＝ｋ・｜β｜
ここで、ｋはゲインである。
【００３０】
ステップＳ１６０では、ＶＤＣ非作動のため目標スリップ量ＳＬＩＰＶを０にセットする。
【００３１】
ステップＳ１７０では、ＡＢＳフラグが１かどうかを判断し、１にセットされているときはステップＳ１８０へ進み、それ以外はステップＳ１９０へ進む。
【００３２】
ステップＳ１８０では、ＡＢＳ作動時の目標スリップ量ＳＬＩＰＡを車体速ＶＸに基づいて算出する。
ＳＬＩＰＡ＝ｆ（ＶＸ）
【００３３】
ステップＳ１９０では、ＡＢＳ非作動のため目標スリップ量ＳＬＩＰＡを０にセットする。
【００３４】
ステップＳ２００では、目標スリップ角ＳＬＩＰＶ及び目標スリップ量ＳＬＩＰＡから目標スリップ量ＳＬＩＰ＊を算出する。
ＳＬＩＰ＊＝ＳＬＩＰＶ＋ＳＬＩＰＡ
【００３５】
ステップＳ２１０では、マスタシリンダ圧及びホイルシリンダ圧の推定値Ｐ＾ＭＣ，Ｐ＾Ｂを算出する。尚、推定値の算出については後で詳述する。
【００３６】
ステップＳ２２０では、スリップ量ＳＬＩＰと目標スリップ量ＳＬＩＰ＊の偏差ｅを算出する。
ｅ＝ＳＬＩＰ−ＳＬＩＰ＊
【００３７】
ステップＳ２３０では、ＰＩＤ制御によって下式に示す伝達関数により目標ホイルシリンダ圧Ｐ＊を算出する。
ステップＳ２４０では、ＶＤＣフラグｆ＿ＶＤＣ＝１、かつ、ホイルシリンダ圧目標値Ｐ＊がマスタシリンダ圧推定値Ｐ＾ＭＣよりも大きいかどうかを判断し、ｆ＿ＶＤＣ＝１でＰ＊＞Ｐ＾ＭＣのときはステップＳ２５０へ進み、それ以外はステップＳ２６０へ進む。
【００３９】
ステップＳ２５０では、ＶＤＣ制御が実行され、かつ、ホイルシリンダ圧目標値Ｐ＊がマスタシリンダ圧推定値Ｐ＾ＭＣよりも大きいため、別系統の油圧源であるポンプ１３，１４を作動させ、ブレーキアシストを実行する必要があると判断し、アシストポンプフラグｆ＿Ａｃｔｉｖｅを１にセットする。
【００４０】
ステップＳ２６０では、ＶＤＣが実行されていた場合、マスタシリンダ圧推定値Ｐ＾ＭＣがホイルシリンダ圧目標値Ｐ＊よりも大きいためブレーキアシストをする必要が無く、また、ＶＤＣが実行されていない場合はポンプによるブレーキアシストを実行する必要がないため、ｆ＿Ａｃｔｉｖｅを０にセットする。
【００４１】
ステップＳ２７０では、ホイルシリンダ圧目標値Ｐ＊がホイルシリンダ圧推定値Ｐ＾Ｂよりも大きいかどうかを判断し、大きいときはステップＳ２８０へ進み、小さいときはステップＳ３１０へ進む。
【００４２】
ステップＳ２８０では、アシストポンプフラグｆ＿Ａｃｔｉｖｅが１にセットされているかどうかを判断し、１にセットされているときはステップＳ２９０へ進み、それ以外はステップＳ３００へ進む。
【００４３】
ステップＳ２９０では、目標ホイルシリンダ圧Ｐ＊がマスタシリンダ圧推定値Ｐ＾ＭＣより低く、ポンプによる増圧が必要であると判断して、ＩＮバルブを開放し、ＯＵＴバルブを閉じ、カットバルブを閉じ、吸入バルブを開放する。
【００４４】
ステップＳ３００では、目標ホイルシリンダ圧Ｐ＊がマスタシリンダ圧推定値Ｐ＾ＭＣより高いためアシストポンプを駆動する必要はないが、マスタシリンダ２２からの増圧が必要であると判断して、ＩＮバルブを開放し、ＯＵＴバルブを閉じ、カットバルブを開放し、吸入バルブを閉じる。
【００４５】
ステップＳ３１０では、ブレーキアシストフラグｆ＿Ａｃｔｉｖｅが１にセットされているかどうかを判断し、１にセットされているときはステップＳ３２０へ進み、それ以外はステップＳ３３０へ進む。
【００４６】
ステップＳ３２０では、目標ホイルシリンダ圧Ｐ＊がマスタシリンダ圧推定値Ｐ＾ＭＣより低いためアシストポンプによる増圧は必要であるが、目標ホイルシリンダ圧Ｐ＊がホイルシリンダ圧推定値Ｐ＾Ｂよりも低いため、減圧する必要があると判断して、ＩＮバルブを開放し、ＯＵＴバルブを閉じ、カットバルブを閉じ、吸入バルブを開放する。
【００４７】
ステップＳ３３０では、目標ホイルシリンダ圧Ｐ＊がマスタシリンダ圧推定値Ｐ＾ＭＣより高いためアシストポンプを駆動する必要はなく、また、目標ホイルシリンダ圧Ｐ＊がホイルシリンダ圧推定値Ｐ＾Ｂよりも低いため、減圧する必要があると判断して、ＩＮバルブを閉じ、ＯＵＴバルブを開放し、カットバルブを閉じ、吸入バルブを開放する。
【００４８】
（推定手段による液圧推定）
図６は推定手段３０ｄにおいてマスタシリンダ圧及びホイルシリンダ圧の推定値Ｐ＾ＭＣ，Ｐ＾Ｂを算出する推定値算出制御を表すブロック図である（上述の制御のステップＳ２１０に相当）。推定手段３０ｄには、車両モデル５０と、油圧ユニットモデル６０と、ＰＩ制御コントローラ７０と、推定値補正部８０から構成されている。
【００４９】
車両モデル５０は、前後Ｇ，横Ｇ及び車輪速を入力とし、ホイルシリンダ圧推定値Ｐ＾ＷＣを出力とする。また、油圧ユニットモデル６０は、ＩＮバルブ及びＯＵＴバルブの開放時間（増圧パルス、減圧パルス）と、ＰＩ制御コントローラ７０により推定されたマスタシリンダ圧推定値Ｐ＾ＭＣと油圧ユニットモデル６０によって推定されたホイルシリンダ圧推定値Ｐ＾Ｂを入力とし、ホイルシリンダ圧推定値Ｐ＾Ｂを出力する。また、ＰＩ制御コントローラ７０は、車両モデル５０によって推定されたホイルシリンダ圧Ｐ＾ＷＣと、油圧ユニットモデル６０によって推定されたホイルシリンダ圧Ｐ＾Ｂを入力とし、ＰＩ制御によってマスタシリンダ圧推定値Ｐ＾ＭＣを出力する。また、推定値補正部８０は、ＰＩ制御コントローラ７０によって推定されたマスタシリンダ圧推定値Ｐ＾ＭＣとモータ２１の端子間電圧を入力とし、補正されたマスタシリンダ圧推定値Ｐ＾ＭＣ’を出力する。
【００５０】
以下、推定手段３０ｄにおける制御内容について図７及び図８のフローチャートに基づいて説明する。
【００５１】
（車両モデルからのホイルシリンダ圧力推定）
ステップＳ４００では、各輪が制動できる最大液圧ＰＢ＿ＭＡＸを算出する。最大制動液圧は静止輪荷重での制動液圧ＰＳＴＡＴに制動・旋回による輪荷重移動分を加えて算出する。
【００５２】
ステップＳ４１０では、車輪モーメントによる液圧変化分ＰＢＤＥＦを算出する。車輪速センサにより検出された車輪速の単位時間あたり変化量を検出し、車輪の慣性モーメントを表す係数ＫＶｗを乗ずることによりＰＢＤＥＦが算出される。
【００５３】
ステップＳ４２０では、各輪の増圧／減圧パルスの動作にて制動輪が増圧状態にあるか減圧状態にあるかの判断係数ＰＢ＿ＲＯＡＤ＿ＲＥＴＩＯを算出する。ここで、ＩＮＣＮは増圧パルス、ＤＥＣＮは減圧パルス、ＫＩＮＣは増圧パルスを油圧に変換する係数、ＫＤＥＣは減圧パルスを油圧に変換する係数である。増圧パルスＩＮＣＮが大きいほど、本制御輪は減速に寄与しており、ホイルシリンダ液圧が高いとしてＰＢ＿ＲＯＡＤ＿ＲＥＴＩＯを大きくし、他輪より推定ホイルシリンダ圧が大きくなるようにする。減圧パルスＤＥＣＮが大きい場合にはこの逆に作用する。
ステップＳ４３０では、前後Ｇを車両重量やブレーキパッドμ等にて定まる係数ＫＰＢにてブレーキ液圧変換し、先に求めたＰＢ＿ＲＯＡＤ＿ＲＥＴＩＯにて各輪への制動液圧配分を行い、各輪制動液圧であるＰＢ＿ＲＯＡＤを算出する。
【００５４】
ステップＳ４４０では、ＰＢ＿ＲＯＡＤは制動力のみが検出されるものであり、前後Ｇに表れないブレーキのかけすぎによる輪のロック分の液圧が加味されないため、車輪速の減速度分の液圧ＰＢＤＥＦを加算することによりホイルシリンダ液圧推定値Ｐ＾ＷＣを算出する。ただし、ＰＢ＿ＲＯＡＤは最大制動液圧ＰＢ＿ＭＡＸを越えることは無いため、リミッタ処理としてＰＢ＿ＲＯＡＤとＰＢ＿ＭＡＸのセレクトローを行い、セレクトされた値にＰＢＤＥＦを加算する。
【００５５】
（油圧ユニットモデルによるホイルシリンダ圧力推定）
吸入バルブ（Ｐ系統吸入バルブ２及びＳ系統吸入バルブ８）通過量はポンプ１３，１４の能力によって決定され、それ以外のバルブ通過量はバルブ前後差圧とバルブ開弁時間にて決定される。ポンプ増圧時には、Ｐ系統もしくはＳ系統吸入バルブ２，８で行われ、減圧はＰ系統カットバルブもしくはＳ系統カットバルブ１，７で行われる。カットバルブの前後差圧はホイルシリンダ圧とマスタシリンダ圧となる。また、マスタシリンダによる増圧は、ＩＮバルブ３，５，９，１１で行われ、前後差圧はマスタシリンダ圧とホイルシリンダ圧となり、減圧はＯＵＴバルブ４，６，１０，１２で行われ、前後差圧はホイルシリンダ圧と１９のリザーバ圧となるが、リザーバ圧は基本的にはゼロの為、ホイルシリンダ圧のみに依存する。
【００５６】
ステップＳ４５０では、ポンプ増圧かどうかの判断を行い、ポンプ増圧であればステップＳ４６０へ進み、それ以外はステップＳ４８０へ進む。
【００５７】
（ポンプ増圧の場合）
ステップＳ４６０では、増圧パルスＩＮＣＮにポンプ能力係数ＫＰＵＭＰを乗じて、ホイルシリンダへの流入量ＱＩＮを算出する。
ステップＳ４７０では、減圧パルスＤＥＣＮとホイルシリンダ圧推定値Ｐ＾Ｂとマスタシリンダ圧推定値Ｐ＾ＭＣの差圧にカットバルブの液量通過能力を示すカットバルブ能力係数ＫＣＵＴを乗じてホイルシリンダからの液流出液量ＱＯＵＴを算出する。
【００５８】
（マスタシリンダ増圧の場合）
ステップＳ４８０では、マスタシリンダ圧推定値Ｐ＾ＭＣとホイルシリンダ圧推定値Ｐ＾Ｂとの差圧にホイルシリンダＩＮバルブのパルス時間ＩＮＣＮ及び係数ＫＩＮを乗じてホイルシリンダへの流入液量ＱＩＮを算出する。
ステップＳ４９０では、ホイルシリンダ圧推定値Ｐ＾ＢにホイルシリンダＯＵＴバルブのパルス時間ＤＥＣＮ及び係数ＫＯＵＴを乗じてホイルシリンダからの流出液量ＱＯＵＴを算出する。
【００５９】
ステップＳ５００では、ホイルシリンダの単位時間あたりの液量増減量ｄＱｂ／ｄｔを算出する。
ステップＳ５１０では、単位時間あたりの液量増減量ｄＱｂ／ｄｔを積分してホイルシリンダの液量Ｑｂを算出する。
ステップＳ５２０では、ホイルシリンダ液量と液圧の相関ｆを用いてホイルシリンダ液圧推定値Ｐ＾Ｂに変換する。
【００６０】
以上のステップによって異なる２つのホイルシリンダ液圧推定値Ｐ＾ＷＣ，Ｐ＾Ｂが算出され、Ｐ＾ＷＣとＰ＾Ｂが同一になるように、未知数であるマスタシリンダ圧推定値Ｐ＾ＭＣを操作する。そしてＰ＾ＷＣ＝Ｐ＾Ｂとなれば、マスタシリンダ圧推定値は真のマスタシリンダ圧となる。
ステップＳ５３０では、各輪のホイルシリンダ圧誤差ＰＢ＿ＥＲＲＯＲ（＝Ｐ＾ＷＣ−Ｐ＾Ｂ）を算出する。
ステップＳ５４０では、４輪誤差の総和ＰＢ＿ＥＲＲＯＲ＿Ｔを算出する。このとき、制動力はフロントが大きく、リアが小さいため、フロントとリアで誤差収束量を変化させるため、フロント側ゲインＫＥＲＲＯＲ＿Ｆ及びリア側ゲインＫＥＲＲＯＲ＿Ｒを乗じる。
【００６１】
（急ブレーキ時推定遅れ補正制御）
ステップＳ５５０では、ＡＢＳ中、かつ、車両モデルによるホイルシリンダ圧推定値Ｐ＾ＷＣが油圧ユニットモデルによるホイルシリンダ圧推定値Ｐ＾Ｂ及びブレーキ制御目標値Ｐ＊Ｂより大きいときはステップＳ５６０へ進み、それ以外はステップＳ５７０へ進む。
ステップＳ５６０では、減速が大きく、かつ、目標値が小さい、つまりＡＢＳによる車輪ロック傾向として急ブレーキ中として、マスタシリンダ圧推定値の下限値をＰ＾ＷＣの最大値とする。また、他の実施例としては、前輪のホイルシリンダ圧推定値Ｐ＾ＷＣの最大値としても良い。すなわち、後輪は制動力が小さくホイルシリンダ圧推定値Ｐ＾ＷＣの推定誤差が大きいためである。
ステップＳ５７０では、マスタシリンダ圧推定値の下限値を０にセットする。
【００６２】
（急ブレーキ離し時推定遅れ補正制御）
ステップＳ５８０では、油圧ユニットモデルによるホイルシリンダ圧推定値Ｐ＾Ｂの総和に、車重，ブレーキパッドμ等に依存する係数ＫＸＧを乗じて推定値Ｐ＾Ｂを前後Ｇに変換し、この変換値に１より小さい例えば０．５程度のゲインＧＡＩＮＰＢを乗じた値と、前後Ｇセンサの検知するＸＧを比較してブレーキ離し判断を行う。すなわち、ＡＢＳ中にブレーキを離した場合、チェックバルブ２３〜２８によりブレーキ液がホイルシリンダからカットバルブ１，７を通過してマスタシリンダ側に流出するため、マスタシリンダ圧以上にホイルシリンダ圧が上がることはない。また、前後Ｇに対して推定圧が大きい場合は、ブレーキが離されたにもかかわらずＰ＾ＭＣを高めに誤推定している可能性が高い。この時は前後Ｇより推定されたホイルシリンダ圧推定値Ｐ＾ＷＣ＝マスタシリンダ圧とする。
ステップＳ５９０では、マスタシリンダ圧推定値の上限値を車両モデルから推定された各輪のホイルシリンダ圧推定値の最大値とする。
ステップＳ６００では、マスタシリンダ圧推定値の上限値をマスタシリンダの発生しうる最大の圧力ＰＭＣＭＡＸにセットする。
【００６３】
（ＰＩ制御器）
ステップＳ６１０では、ステップＳ５５０〜ステップＳ５７０で設定された下限値及びステップＳ５８０〜ステップＳ６００で設定された上限値を範囲としてマスタシリンダ推定を行う。すなわち、ステップＳ５４０にて算出した誤差ＰＢ＿ＥＲＲＯＲ＿Ｔを比例・積分制御し、Ｐ＾ＷＣ＝Ｐ＾Ｂとなるように、マスタシリンダ圧推定値Ｐ＾ＭＣを調整する。
Ｐ＾ＭＣ＝ＫＰ＿ＰＭＣ・ＰＢ＿ＥＲＲＯＲ＿Ｔ＋ＫＩ＿ＰＭＣ・∫ＰＢ＿ＥＲＲＯＲ＿Ｔ ｄｔ
ここでＫＰ＿ＰＭＣ，ＫＩ＿ＰＭＣはＰＩ制御ゲインである。
尚、本実施の形態では比例・積分制御としたが単なる積分制御あるいは微分制御項を加えても良い。
【００６４】
（モータの端子間電圧に基づく補正制御）
図９は上記制御により推定されたマスタシリンダ圧Ｐ＾ＭＣを端子間電圧に基づいて補正する補正制御を表すフローチャートである。
【００６５】
ステップ７１０では、上記ＶＤＣもしくはＡＢＳ制御により減圧制御が開始されると、それに伴いモータ２１の駆動によりリザーバ１９内のブレーキ液をマスタシリンダ２２側に還流する。このとき、モータ２１への駆動指令が出力された初期駆動時間内かどうかを判断し、初期駆動時間内であればステップ７２０へ進み、それ以外はステップ７４０へ進む。
【００６６】
ステップ７２０では、モータ２１の端子間電圧が停滞していると判断できる閾値未満かどうかを判断し、閾値未満であればステップ７３０へ進み、それ以外はステップ７１０へ戻る。
【００６７】
ステップ７３０では、端子間電圧が停滞している時間を第１カウンタによりカウントする。
【００６８】
ステップ７４０では、第１カウンタのカウント値に基づいて、推定されたマスタシリンダ圧Ｐ＾ＭＣの補正値を演算する。
【００６９】
ステップ７５０では、推定マスタシリンダ圧Ｐ＾ＭＣの補正を実行する時間が経過したかどうかをカウントダウンする第２カウンタが正かどうかを判断し、正の時は補正が必要であると判断してステップ７６０へ進み、負のときは本制御を終了する。
【００７０】
ステップ７６０では、ステップ７４０で演算された補正量に基づいて補正された推定マスタシリンダ圧Ｐ＾ＭＣ’を出力する。
【００７１】
ステップ７７０では、第２カウンタをカウントダウンする。
【００７２】
上記補正制御を図１０及び図１１に基づいて説明する。運転者がブレーキを踏み込んだ際、マスタシリンダ圧は上昇する。このとき、氷上路等の路面μが小さいところでは、ブレーキペダルを踏み込んでいたとしても、それに相応する減速度が発生していない場合がある。マスタシリンダ圧の推定は車体の減速度を用いて推定するため、減速度が発生していなければ、実際には、運転者のブレーキ踏み込みによりマスタシリンダ圧が上昇していたとしても、マスタシリンダ圧を低く誤推定してしまう。
【００７３】
そこで、実際のマスタシリンダ圧の上昇によって発生する変化として、リザーバ１９に貯留されたブレーキ液をマスタシリンダ２２側に還流するポンプ１３，１４を駆動するモータ２１の端子間電圧を検出する。マスタシリンダ２２の実圧が上昇していると、還流する際のポンプ負荷が増大する。このポンプ負荷の増大は、モータ２１の端子間電圧の停滞を招く。
【００７４】
図１０は、実際のマスタシリンダ圧に対する端子間電圧の関係を表す図である。細線が実マスタシリンダ圧低圧時、点線が実マスタシリンダ圧中圧時、太線が実マスタシリンダ圧高圧時のときを表す。図１０に示すように、ＶＤＣもしくはＡＢＳ制御開始に伴うモータ駆動指令が出力されると、モータ２１の負荷に応じて端子間電圧の立ち上がり方に違いがある。具体的には、低圧時には負荷が小さいため停滞時間が短く、高圧時には負荷が大きいため停滞時間が長い。よって、ステップ７１０〜７３０において、モータ初期駆動時間内かどうかを判断し、初期駆動時間内において、この端子間電圧の停滞時間を測定する。この測定結果から、運転者がブレーキをどの程度の強さで踏み込んでいるかが分かる。
【００７５】
尚、モータ２１に対しＰＷＭ制御により指令信号を出力する際、パルス信号が出力される。このとき、ＯＮデューティとＯＦＦデューティが出力される状況では電圧の上昇変化を正確に検出しづらい。よって、ＯＮデューティ時間内のようにパルス信号の変化がない状態で電圧の上昇変化を検出することで、より正確に上昇変化を検出することが可能となり、制御精度の高いブレーキ制御を達成することができる。尚、ＯＮデューティ時間内としたが、この時間は例えばＯＮデューティ１００％とすれば、十分な時間を確保することも可能である（請求項２に対応）。
【００７６】
次に、初期駆動時間経過後、ステップ７４０において、推定マスタシリンダ圧Ｐ＾ＭＣの補正値を演算する。停滞時間が長ければ、補正量を多くし、停滞時間が短ければ補正量を少なくする。そして、マスタシリンダ圧推定値Ｐ＾ＭＣの値が実際のマスタシリンダ圧に追従するまでの時間、この補正を実行する。図１１は実際のマスタシリンダ圧と、推定されたマスタシリンダ圧Ｐ＾ＭＣと、補正後のマスタシリンダ圧Ｐ＾ＭＣ’の関係を表す図である。図に示すように、路面μが小さい状況下で運転者がブレーキを踏み込んだ際、モータ２１の負荷を表す端子間電圧の変化に応じて推定値を補正することで、路面μに拘わらず精度良くマスタシリンダ圧を推定することができる（請求項１に対応）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるブレーキ装置の全体構成を表す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるブレーキ装置の油圧ユニットを表す油圧回路図である。
【図３】実施の形態の制御ユニットを表すブロック図である。
【図４】実施の形態の車両挙動制御を表すフローチャートである。
【図５】実施の形態の車両挙動制御を表すフローチャートである。
【図６】実施の形態のホイルシリンダ圧及びマスタシリンダ圧推定手段の制御ユニットを表すブロック図である。
【図７】実施の形態のホイルシリンダ圧及びマスタシリンダ圧推定制御を表すフローチャートである。
【図８】実施の形態のホイルシリンダ圧及びマスタシリンダ圧推定制御を表すフローチャートである。
【図９】実施の形態のマスタシリンダ圧推定値補正制御を表すフローチャートである。
【図１０】実マスタシリンダ圧とモータの端子間電圧変化の関係を表す図である。
【図１１】実マスタシリンダ圧とマスタシリンダ圧推定値と補正後のマスタシリンダ圧推定値の関係を表す図である。
【符号の説明】
１ Ｐ系統カットバルブ
２ Ｐ系統吸入バルブ
３，５，９，１１ ＩＮバルブ
４，６，１０，１２ ＯＵＴバルブ
７ Ｓ系統カットバルブ
８ Ｓ系統吸入バルブ
１３ Ｐ系統ポンプ
１４ Ｓ系統ポンプ
１５，１６，１７，１８ ホイルシリンダ
１９，２０ リザーバ
２１ ポンプモータ
２２ マスタシリンダ
２３，２４，２５，２６，２７，２８ チェックバルブ
３０ 制御ユニット
３０ａ 目標スリップ角演算手段
３０ｂ 目標スリップ量演算手段
３０ｃ 目標スリップ量算出手段
３０ｄ マスタシリンダ圧及びホイルシリンダ圧推定手段
３０ｅ 目標ホイルシリンダ圧算出手段
３０ｆ アクチュエータ指令値算出手段
３１ 車輪速センサ
３２ 舵角センサ
３３ 横加速度センサ
３４ ヨーレイトセンサ
３５ 電圧センサ
５０ 車両モデル
６０ 油圧ユニットモデル
７０ ＰＩコントローラ
８０ 推定値補正部
Claims (2)
- 少なくとも運転者のブレーキペダル操作により油圧を発生するマスタシリンダを油圧源とし、車両のホイルシリンダのブレーキ圧力を任意に制御可能なブレーキ圧力制御手段と、少なくとも前記ホイルシリンダ内の液圧を減圧する際にブレーキ液を貯留するリザーバから、前記マスタシリンダ側へブレーキ液を還流するためのポンプと、該ポンプを前記ブレーキ圧力制御手段の指令信号に基づいて駆動するモータとを備えたブレーキ装置と、
少なくとも車両減速度を要素とした車両モデルに基づいてホイルシリンダのブレーキ液圧を推定するホイルシリンダ液圧推定手段と、
前記ホイルシリンダ液圧推定手段により推定された推定液圧に基づいて前記マスタシリンダの液圧を推定するマスタシリンダ液圧推定手段と、
を備えたブレーキ圧力推定装置において、
前記モータの端子間電圧を検出する電圧検出手段と、
検出された端子間電圧の上昇変化に基づき補正量を演算する補正量演算手段と、
前記マスタシリンダ液圧推定手段により推定されたマスタシリンダ液圧推定値を、前記補正量演算手段により演算された補正量に基づいて補正する推定値補正手段と、
を設けたことを特徴とするブレーキ圧力推定装置。 - 請求項１に記載のブレーキ圧力推定装置において、
前記ブレーキ装置は、減圧制御の開始に伴い、前記ブレーキ圧力制御手段からのＰＷＭ制御信号により前記モータを駆動し、
前記補正量演算手段は、前記ＰＷＭ制御信号のＯＮデューティ時間内における前記端子間電圧の上昇変化に基づいて補正量を演算する手段としたことを特徴とするブレーキ圧力推定装置。
Priority Applications (1)
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| JP2003022660A JP2004231065A (ja) | 2003-01-30 | 2003-01-30 | ブレーキ圧力推定装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010137661A (ja) * | 2008-12-10 | 2010-06-24 | Advics Co Ltd | ブレーキ装置の制御装置 |
| WO2010146631A1 (ja) * | 2009-06-19 | 2010-12-23 | トヨタ自動車株式会社 | 車両走行制御装置 |
| US7934779B2 (en) | 2006-05-18 | 2011-05-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicle and control method of vehicle |
-
2003
- 2003-01-30 JP JP2003022660A patent/JP2004231065A/ja not_active Abandoned
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