【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は車両の制動制御装置に関し、例えばブレーキパッド等の摩擦部材の摩耗を検出するのに好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
このような制動装置の摩擦部材の摩耗を検出する制動制御装置としては、例えばブレーキパッドの裏板に摩耗検出装置のプローブ、即ち検出端子を取付け、例えば当該プローブがブレーキロータに接触したら摩擦部材が摩耗していると検出するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１４７５０７公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の制動制御装置では、ブレーキパッドの裏板にプローブを取付け、そのプローブのロータ接触状態を検出するといったような構造を必要とするため、コストを低廉化しにくいという問題がある。
本発明は、制動装置の異常を検出可能とし、しかもコストを低廉化することが可能な制動制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、本発明の制動制御装置は、制動時定常状態における制動操作状態及び減速度又は走行速度の関係を学習すると共に、学習された制動操作状態及び減速度又は走行速度の関係と検出された制動操作状態及び減速度又は走行速度の関係に基づいて制動装置の異常を検出することを特徴とするものである。
【０００６】
【発明の効果】
而して、本発明の制御装置によれば、制動時定常状態で学習された制動操作状態及び減速度又は走行速度の関係と検出された制動操作状態及び減速度又は走行速度の関係に基づいて制動装置の異常を検出する構成としたため、制動装置自体に新たな構造を付加する必要がなく、制動装置の異常を検出することができ、コストの低廉化を可能とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の制動制御装置の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は本発明のハイブリッド車両用の一実施形態を示す概略構成図である。図中、符号１は後輪１０ＲＬ、１０ＲＲを駆動するエンジン、符号２はエンジン１に直列に配設されたモータジェネレータである。前記エンジン１及びモータジェネレータ２の駆動トルクは、トルクコンバータ３、変速機４、ディファレンシャルギヤ５を介して後輪１０ＲＬ、１０ＲＲに伝達される。なお、前記モータジェネレータ２は、インバータ６を介してバッテリ７に接続されており、バッテリ７の電力で駆動トルクを発生することも可能であるが、回生作動により発電トルクを電力として回収することも可能である。従って、モータジェネレータ２を回生作動させた時には、当該モータジェネレータ２は後輪１０ＲＬ、１０ＲＲに制動トルクを付与するものとなる。なお、図中の符号１１ＲＬ、１１ＲＲは後左右輪１０ＲＬ、１０ＲＲに備えられたホイールシリンダなどのブレーキアクチュエータである。
【０００８】
一方、前輪１０ＦＬ、１０ＦＲにも、個別のモータジェネレータ８がディファレンシャルギヤ９を介して接続されている。このモータジェネレータ８も前記インバータ６を介してバッテリ７に接続されているので、前輪１０ＦＬ、１０ＦＲに対して駆動源ともなるし制動負荷ともなる。なお、図中の符号１１ＦＬ、１１ＦＲは前左右輪１０ＦＬ、１０ＦＲに備えられたホイールシリンダなどのブレーキアクチュエータである。
【０００９】
図２には、本実施形態の制駆動力制御システムの概略構成を示す。前記エンジン１は、スロットルアクチュエータ３１による吸入空気量、インジェクタ３２による燃料噴射量、点火プラグ３３による点火時期の制御により、エンジントルクを指令値に一致するように制御することができる。また、図中の符号４１はエンジン回転数センサ、符号４２は冷却液温度（エンジン温度）センサである。このエンジン１の運転状態はエンジンコントロールユニット２０によって制御され、当該エンジンコントロールユニット２０は、前記エンジン回転数センサ４１で検出されたエンジン回転数、冷却液温度センサ４２で検出された冷却液温度（エンジン温度）などに基づいて、前記スロットルアクチュエータ３１による吸入空気量、インジェクタ３２による燃料噴射量、点火プラグ３３による点火時期を制御することにより、エンジンの運転状態を制御する。なお、エンジンコントロールユニット２０は、マイクロコンピュータ等の演算処理装置を備えて構成される。
【００１０】
また、前記後輪１０ＲＬ、１０ＲＲを制駆動するモータジェネレータ２にはモータ回転数センサ４３が取付けられ、前輪１０ＦＬ、１０ＦＲを制駆動するモータジェネレータ８にはモータ回転数センサ４４が取付けられている。そしてこれら二つのモータジェネレータ２、８の運転状態は、どちらもモータコントロールユニット２１によって制御され、当該モータコントロールユニット２１は、前記モータ回転数センサ４３、４４で検出されたモータ回転数に基づいて、各モータジェネレータ２、８への供給電流値、具体的には駆動電圧信号デューティ比を制御することにより、回転速度、トルク、つまり駆動又は回生などの運転状態を制御する。なお、このモータコントロールユニット２１は、マイクロコンピュータ等の演算処理装置を備えて構成される。
【００１１】
また、前記変速機４には変速比を検出する変速比センサ４５が取付けられ、当該変速機４の変速比は変速機コントロールユニット２２によって制御される。また、前記バッテリ７、具体的にはその充電状態はバッテリコントロールユニット２３によって制御される。なお、バッテリ７の充電状態はバッテリコントロールユニット２３によってモニタされている。また、二つのコントロールユニット２２、２３は、マイクロコンピュータ等の演算処理装置を備えて構成される。
【００１２】
また、前記ブレーキアクチュエータ１１ＦＬ〜１１ＲＲによる各車輪１０ＦＬ〜１０ＲＲへの制動トルクはブレーキコントロールユニット２４によって制御される。このブレーキコントロールユニット２４は、マイクロコンピュータ等の演算処理装置を備えて構成される。
そして、前記各コントローラ２０〜２４は、ハイブリッドコントロールユニット２５によって統括制御される。各コントロールユニット２０〜２５は相互通信を行い、例えば前輪１０ＦＬ、１０ＦＲへの回生制動トルク指令値がハイブリッドコントロールユニット２５から出力されたときには、その指令値が達成されるように前記モータジェネレータ８の運転状態をモータコントロールユニット２１が制御するといったように制駆動制御システムを統括制御する。この統括制御のためのセンサとして、ブレーキペダル１２の踏込み量を検出するブレーキセンサ４５、同じくブレーキペダル１２の踏力を検出するマスタシリンダ圧センサ４６、アクセルペダル１３の踏込み量を検出するアクセルセンサ４７、車両の傾斜状態から路面の傾斜状態を検出する傾斜センサ４８、車両の減速度を検出する減速度センサ４９を始め、車両の走行速度を検出する走行速度センサ、各車輪１０ＦＬ〜１０ＲＲの回転速度を検出する車輪回転速度センサ等を備えており、それらの出力信号が前記ハイブリッドコントロールユニット２５に入力される。
【００１３】
前記ハイブリッドコントロールユニット２５では、前記制駆動制御システムを制御するための種々の演算処理が行われるが、ここでは運転者による制動操作状態と車両に発生する減速度、或いは走行速度の変化量とを学習し、その学習値から制動装置、つまりブレーキアクチュエータ１１ＦＬ〜１１ＲＲ或いはブレーキコントロールユニット２４の異常を検出すると共に、それらの異常が検出されたときには、目標とする制動トルクが得られるように前記モータジェネレータ８による前輪１０ＦＬ、１０ＦＲへの回生制動トルクを付与する演算処理について、図３のフローチャートに従って説明する。
【００１４】
この図３の演算処理は、例えば１０ｍｓｅｃ． 程度に設定された所定サンプリング時間ΔＴ毎に実行される。なお、この演算処理では、特に通信のためのステップを設けていないが、必要な情報は随時他のコントローラ或いは記憶装置と授受され、演算処理で得られた情報は随時他のコントローラ或いは記憶装置と授受される。
【００１５】
この演算処理では、まずステップＳ１で前記ブレーキセンサ４５で検出されたブレーキペダル１２の踏込み量からブレーキペダル１２が踏込まれている（図ではブレーキオン）か否かを判定し、ブレーキペダル１２が踏込まれている場合にはステップＳ２に移行し、そうでない場合にはステップＳ１２に移行する。
前記ステップＳ２では、以下のようにして制動時の定常状態を判定してからステップＳ３に移行する。即ち、前記傾斜センサ４８で検出された路面の傾斜状態が所定値以下であること、前記車輪回転速度センサで検出された車輪回転速度のうち、前輪の何れか大きい方の車輪回転速度と後輪の何れか大きい方の車輪回転速度との差が所定値以下であること、前記減速度センサ４９で検出された車両減速度が所定値以下であること、つまり急制動でないこと、検出される路面摩擦係数が所定値以上であること、つまり路面摩擦係数が極端に低くないこと、前記走行速度センサで検出された走行速度が所定の範囲内であること、つまり加減速のない状態であることの全ての条件が満足されたとき、制動時における定常状態であると判定する。ちなみに、路面が大きく傾斜しているときには、ブレーキ踏力と等価なマスタシリンダ圧と制動距離の相関特性が大きく変化する可能性がある。また、前後輪の回転速度差が大きいときには、乗員が多いなど車両積載重量が大きいことが想定され、マスタシリンダ圧と制動距離の相関特性が大きく変化する可能性がある。また、走行速度が小さいときには、路面やタイヤの影響を受け易く、制動特性の検出精度自体が低下する恐れがある。なお、前記路面摩擦係数の検出には周知の手法が用いられるが、例えばアンチスキッド制御装置などで用いられる推定車体速度と、制動中における最も大きな車輪回転速度との差から路面摩擦係数を求める方法などが挙げられる。
【００１６】
前記ステップＳ３では、前記ステップＳ２の判定結果から、現在、制動時定常状態であるか否かを判定し、制動時定常状態である場合にはステップＳ４に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ１２に移行する。
前記ステップＳ４では、制動特性の検出及び制動特性の学習処理を行ってからステップＳ５に移行する。このうち、制動特性の検出とは、例えば前記マスタシリンダ圧センサ４６で検出されるマスタシリンダ圧をブレーキペダルの踏力、つまり運転者の制動操作量として検出し、前記減速度センサ４９で検出される車両減速度毎に、前記走行速度センサで検出される走行速度並びに前記ブレーキペダル踏力から３次元マップを作製し、それらの関係を制動特性として検出する。なお、今回検出された制動特性を今回学習値とも記す。また、制動特性の学習とは、例えば車両の出荷時のようにブレーキパッド等の摩擦要素が新品の状態で、例えば前記制動特性の検出を１０回行ったときの平均値を初期学習値として学習すると共に、毎回の制動特性の検出毎に平均値を更新して最近学習値として学習する。
【００１７】
前記ステップＳ５では、以下の二つの学習値の乖離、つまり差が所定値以上であるか否かを判定し、各学習値の乖離が所定値以上である場合にはステップＳ６に移行し、そうでない場合にはステップＳ７に移行する。即ち、前記ステップＳ４で検出された制動特性の今回学習値と最近学習値との乖離、つまり差が所定値以上であるか否かの判定、並びに前記制動特性の初期学習値と最近学習値との乖離、つまり差が所定値以上であるか否かの判定を行い、何れか一方でも学習値の乖離が所定値以上である場合にはステップＳ６に移行し、そうでない場合にステップＳ７に移行する。
【００１８】
前記ステップＳ６では、前記ステップＳ４で学習された制動特性の初期学習値と最近学習値との乖離、つまり差が所定値以上であるか否かを判定し、制動特性の初期学習値と最近学習値との乖離が所定値以上である場合にはステップＳ８に移行し、そうでない場合にはステップＳ９に移行する。
前記ステップＳ８では、前記ステップＳ４で学習された制動特性の初期学習値と最近学習値との乖離が所定値以上である、つまりブレーキパッド等の摩擦要素が摩耗しているとして、ブレーキパッドが現在異常状態にあることを記憶すると共に、その異常履歴を記憶してからステップＳ１１に移行する。
【００１９】
一方、前記ステップ９では、前記ステップＳ４で学習された制動特性の今回学習値と最近学習値との乖離が所定値以上である、つまり今回学習された制動特性がそれまでの制動特性と突然相違したことから、例えば制動装置に異常が生じたとか、モータジェネレータによる回生制動トルクが得られないといったブレーキ系統が現在異常状態にあることを記憶すると共に、その異常履歴を記憶してから前記ステップＳ１１に移行する。
【００２０】
前記ステップＳ１１では、後述する図４の演算処理に従って、制動トルク補正値を算出してから前記ステップＳ１２に移行する。
また、前記ステップ７では、前記ステップＳ５とは逆に、前記ステップＳ４で検出された制動特性の今回学習値と最近学習値との乖離、つまり差が所定値以下であるとか、前記制動特性の初期学習値と最近学習値との乖離、つまり差が所定値以下であるといったように各学習値の乖離が所定値以下であるか否かを判定し、各学習値の乖離が所定値以下である場合にはステップＳ１０に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ１２に移行する。
【００２１】
前記ステップＳ１０では、前記ステップＳ４で学習された制動特性の初期学習値と最近学習値との乖離が所定値以下である、つまりブレーキパッド等の摩擦要素が摩耗していないとして、ブレーキパッドが現在異常状態であるという記憶を消去すると共に、前記ステップＳ４で学習された制動特性の今回学習値と最近学習値との乖離が所定値以下である、つまりブレーキ系統が現在異常状態にないとして、前記ブレーキ系統が現在異常状態にあるという記憶を消去してから前記ステップＳ１２に移行する。
【００２２】
前記ステップＳ１２では、前記ステップＳ５〜ステップＳ１０の判定でブレーキパッド或いはブレーキ系統が現在異常状態であるか否かを判定し、ブレーキパッド或いはブレーキ系統が現在異常状態である場合にはステップＳ１３に移行し、そうでない場合にはステップＳ１４に移行する。
前記ステップＳ１３では、後述する図５の演算処理に従って、ブレーキトルクの補正処理を行ってから前記ステップＳ１４に移行する。
【００２３】
前記ステップＳ１３では、前記ステップＳ５〜ステップＳ１０の判定でブレーキパッド或いはブレーキ系統の異常履歴があるか否かを判定し、ブレーキパッド或いはブレーキ系統の異常履歴がある場合にはステップＳ１５に移行し、そうでない場合にはメインプログラムに復帰する。
前記ステップＳ１５では、ブレーキパッド或いはブレーキ系統の異常を知らせる警告表示処理を行ってからメインプログラムに復帰する。
【００２４】
次に、前記図３の演算処理のステップＳ１１で行われるサブルーチンについて図４のフローチャートを用いて説明する。
この演算処理では、まずステップＳ１１１で目標減速度と実際の減速度との差を算出する。具体的には、前記運転者による制動操作量、つまりブレーキペダル踏力と等価なマスタシリンダ圧を前記マスタシリンダ圧センサ４６から読込み、このマスタシリンダ圧に対応する目標減速度を、例えば制御マップなどに従って設定する。一方、自車両に発生する減速度は前記減速度センサ４９から読込む。そして、前期目標減速度から実際の減速度を減じて両者の差を減速度差として算出する。
【００２５】
次にステップＳ１１２に移行して、前記ステップＳ１１１で算出された減速度差に基づいて基準制動トルク補正値を算出する。具体的には、図に示すように減速度差（負値もあり）に対してリニアに対応する基準制動トルク補正値を算出設定する。この場合、基準制動トルク補正値の切片は“０”であり、減速度差が負値である場合には、基準制動トルク補正値も負値となるように設定されている。
【００２６】
次にステップＳ１１３に移行して、例えば前記減速度センサ４９で検出された減速度が所定値以上であるか否か等を用いて車両が急減速中であるか否かを判定し、急減速中である場合には前記図３の演算処理のステップＳ１２に移行し、そうでない場合にはステップＳ１１４に移行する。この場合は、前記ステップＳ１１２で設定された基準制動トルク補正値がそのまま制動トルク補正値に設定される。
【００２７】
前記ステップＳ１１４では、前記ステップＳ１１２で設定された基準制動トルク補正値を“０”以上に制限し、その制限された値を制動トルク補正値に設定してから前記図３の演算処理のステップＳ１２に移行する。
次に、前記図３の演算処理のステップＳ１３で行われるサブルーチンについて図５のフローチャートを用いて説明する。
【００２８】
この演算処理では、まずステップＳ１３１で、要求制動トルクに前記図４の演算処理で設定された制動トルク補正値を加算する。この要求制動トルクとは、前述のように、運転者による制動操作量、つまりブレーキペダル踏力と等価なマスタシリンダ圧を前記マスタシリンダ圧センサ４６から読込み、このマスタシリンダ圧に対応する目標減速度を達成するための制動トルクを示す。
【００２９】
次にステップＳ１３２に移行して、前記ステップＳ１３１で算出された目標制動トルクを前後輪への理想配分になるように配分する。ここでは、前輪の回転速度から後輪の回転速度を減じた回転速度差を用い、この回転速度差が負値の領域で小さいほど、後輪への制動トルク配分を大きくする。即ち、車両積載量が大きいときには、後輪の輪荷重が大きくなるので、制動による減速量が小さくなり、相対的に前輪の回転速度の方が後輪の回転速度よりも小さくなり易い。従って、前述のように前輪の回転速度から後輪の回転速度を減じた回転速度差が負値の領域で小さいほど車両積載量が大きいとみなし、後輪への制動トルク配分を大きくして制動距離を確保する。
【００３０】
次にステップＳ１３３に移行して、前記ステップＳ１３２で配分された前輪の制動トルクを前記ブレーキアクチュエータ１１ＦＬ、１１ＦＲによる流体圧制動トルクとモータジェネレータ８による回生制動トルクとに再配分してから前記図３の演算処理のステップＳ１５に移行する。この前輪制動トルクの際配分の概念を図６に示す。ここでは、まずバッテリ７の充電状態、つまりバッテリ受け入れ限界から算出されるモータジェネレータ８の回生制動トルクと、モータジェネレータ８の運転状態、具体的には最大トルクと回転速度とから求められる回生制動トルクとのうち、何れか小さい方、つまり現在、達成可能なモータジェネレータ８の最大回生制動トルクを求めて、その値を目標回生制動トルクとし、前記ステップＳ１３２で前輪に配分された目標制動トルクから前記目標回生制動トルクを減じた分を目標流体圧制動トルクに設定する。このようにすることにより、ブレーキパッドの摩耗或いはブレーキ系統の異常で不足した制動トルクをモータ回生制動トルクで補いながら、且つエネルギ回収効率を最大にする、逆に言えばエネルギ消費量を最小にすることが可能となる。
【００３１】
図７は、前記演算処理の作用の説明図である。前記演算処理では、制動時定常状態で運転者の制動操作量であるマスタシリンダ圧と車両減速度及び走行速度との関係を学習するので、例えばそのときのマスタシリンダ圧と車両減速度とから所定時間後の走行速度を想定し、例えば図に斜線で示すような走行速度の許容範囲を算出することができる。そして、この走行速度の許容範囲から、実際の走行速度が外れるような場合を、例えば学習値の乖離が所定値以上であるとして、ブレーキの異常を判定し、合わせてブレーキ異常履歴をカウントする。
【００３２】
本実施形態の演算処理によれば、路面の傾斜が小さいとき、前後輪の回転速度差が小さいとき、急制動でないとき、路面摩擦係数が極端に低くないとき、加減速のない状態であるときの全ての条件が満足されたとき、制動時における定常状態であると判定し、そのときの車両減速度又は走行速度の変化量とブレーキペダル踏力、即ち運転者による制動操作量との関係を制動特性として検出し、学習する。ここで、前述のような制動時定常状態とは、例えば車輪回転速度、車輪減速度、車両走行速度、車両減速度等の変化量が小さいときといえる。つまり、制動による車両挙動が安定しているときであり、このような状態であるから、学習した制動特性が安定したものとなる。
【００３３】
そして、例えば前述のようにブレーキパッド等の摩擦要素が新品であるときの初期学習値と、最近までの制動特性を更新した最近学習値との乖離、つまり差が所定値以上であるときにはブレーキパッド等の摩擦要素が摩耗しているなどの異常状態であると判定する。一方、前記最近学習値と今回だけの学習値との乖離、つまり差が所定値以上であるときにはブレーキ系統の異常であると判定する。即ち、ブレーキパッド等の摩擦要素の摩耗は、比較的緩やかに進行するものであるから、制動特性の初期学習値と最近学習値との差が所定値以上であることを用いて、ブレーキパッド等の摩擦要素の摩耗異常を正確に判定することができる。これに対し、ブレーキ系統の異常は突発的に発生するものであるから、制動特性の最近学習値と今回学習値との差が所定値以上であることを用いて、ブレーキ系統の異常を正確に判定することができる。勿論、ブレーキアクチュエータ等の制動装置に新たな構造を付加する必要がないので、コストの低廉化が可能となる。
【００３４】
また、ブレーキパッド等の摩擦要素が摩耗異常しているときには、要求制動トルクに制動トルク補正値を加算して目標制動トルクを算出し、この目標制動トルクを前後輪に理想配分して、更に前輪の目標制動トルクについてはモータジェネレータの回生制動トルクにも配分する。従って、このような摩擦要素の摩耗異常時にも、常に要求される制動トルクを得ることができる。更に、前記モータジェネレータへの回生制動トルク配分は、エネルギ回収効率が最大となるように、即ちエネルギ消費量が最小となるように設定することにより、燃費を向上することが可能となる。
【００３５】
以上より、前記図１のマスタシリンダ圧センサ４６が本発明の制動操舵状態検出手段を構成し、以下同様に、前記図１の減速度センサ４９が減速度検出手段を構成し、前記図３の演算処理のステップＳ２が制動時定常状態検出手段を構成し、前記図３の演算処理のステップＳ４が学習手段を構成し、前記図３の演算処理のステップＳ５〜ステップＳ９が異常検出手段を構成し、前記図３の演算処理のステップＳ１１〜ステップＳ１３及び前記図４の演算処理及び図５の演算処理が電動発電機制御手段を構成している。
【００３６】
なお、前記実施形態では、エンジンやモータジェネレータと車輪との間にトルクコンバータや変速機を介装したが、これらは特に必要な構成要件ではない。
また、前記実施形態では、ハイブリッドコントロールユニットを独立し、このハイブリッドコントロールユニットが制駆動システムを統括するものとしたが、このハイブリッドコントロールユニットを独立する必要はなく、何れかのコントロールユニットで代行するようにしてもよい。
また、前記実施形態では各コントロールユニットとしてマイクロコンピュータを適用した場合について説明したが、これに代えてカウンタ、比較器等の電子回路を組み合わせて構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のハイブリッド車両用制動制御装置の一実施形態を示す車両概略構成図である。
【図２】図１のハイブリッド車両における制駆動システムの一例を示す概略構成図である。
【図３】図２のハイブリッドコントロールユニット内で行われる演算処理を示すフローチャートである。
【図４】図３の演算処理で行われるサブルーチン演算処理のフローチャートである。
【図５】図３の演算処理で行われるサブルーチン演算処理のフローチャートである。
【図６】図５の演算処理における前輪目標制動トルクの配分概念図である。
【図７】図３の演算処理の作用の説明図である。
【符号の説明】
１はエンジン
２はモータジェネレータ
３はトルクコンバータ
４は変速機
６はインバータ
７はバッテリ
８はモータジェネレータ
９はアクセルセンサ
１０ＦＬ〜１０ＲＲは車輪
１１ＦＬ〜１１ＲＲはブレーキアクチュエータ
１２はブレーキペダル
１３はアクセルペダル
２０はエンジンコントロールユニット
２１はモータコントロールユニット
２２は変速機コントロールユニット
２３はバッテリコントロールユニット
２４はブレーキコントロールユニット
２５はハイブリッドコントロールユニット
４１はエンジン回転速度センサ
４２は冷却液温度（エンジン温度）センサ
４３、４４はモータ回転速度センサ
４５はブレーキセンサ
４６はマスタシリンダ圧センサ
４７はアクセルセンサ
４８は傾斜センサ
４９は減速度センサ[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a braking control device for a vehicle, and is suitable for detecting wear of a friction member such as a brake pad.
[0002]
[Prior art]
As a brake control device for detecting wear of a friction member of such a braking device, for example, a probe of a wear detection device, that is, a detection terminal is attached to a back plate of a brake pad. There is one that detects that it is worn (for example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2002-147507 A
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional brake control device requires a structure in which a probe is attached to the back plate of the brake pad and detects the contact state of the probe with the rotor, so that there is a problem that it is difficult to reduce the cost.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a braking control device capable of detecting an abnormality of a braking device and reducing the cost.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, the braking control device of the present invention learns the relationship between the braking operation state and the deceleration or traveling speed in the steady state during braking, and also learns the relationship between the learned braking operation state and the deceleration or traveling speed. And detecting the abnormality of the braking device based on the relationship between the detected braking operation state and the deceleration or traveling speed.
[0006]
【The invention's effect】
Thus, according to the control device of the present invention, based on the relationship between the braking operation state and the deceleration or running speed learned in the steady state during braking and the relationship between the detected braking operation state and deceleration or running speed. Since the configuration is such that the abnormality of the braking device is detected, it is not necessary to add a new structure to the braking device itself, and the abnormality of the braking device can be detected, and the cost can be reduced.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a braking control device of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of a hybrid vehicle according to the present invention. In the drawing, reference numeral 1 denotes an engine that drives the rear wheels 10RL and 10RR, and reference numeral 2 denotes a motor generator arranged in series with the engine 1. The driving torque of the engine 1 and the motor generator 2 is transmitted to the rear wheels 10RL and 10RR via the torque converter 3, the transmission 4, and the differential gear 5. The motor generator 2 is connected to a battery 7 via an inverter 6 and can generate a driving torque with the power of the battery 7. However, the motor generator 2 can recover the generated torque as electric power by a regenerative operation. It is possible. Therefore, when the regenerative operation of the motor generator 2 is performed, the motor generator 2 applies a braking torque to the rear wheels 10RL and 10RR. Note that reference numerals 11RL and 11RR in the drawings denote brake actuators such as wheel cylinders provided on the rear left and right wheels 10RL and 10RR.
[0008]
On the other hand, individual motor generators 8 are also connected to the front wheels 10FL and 10FR via differential gears 9. Since the motor generator 8 is also connected to the battery 7 via the inverter 6, it serves as a driving source and a braking load for the front wheels 10FL and 10FR. Note that reference numerals 11FL and 11FR in the drawings denote brake actuators such as wheel cylinders provided on the front left and right wheels 10FL and 10FR.
[0009]
FIG. 2 shows a schematic configuration of the braking / driving force control system of the present embodiment. The engine 1 can control the engine torque to be equal to the command value by controlling the intake air amount by the throttle actuator 31, the fuel injection amount by the injector 32, and the ignition timing by the ignition plug 33. Reference numeral 41 in the drawing denotes an engine speed sensor, and reference numeral 42 denotes a coolant temperature (engine temperature) sensor. The operating state of the engine 1 is controlled by an engine control unit 20. The engine control unit 20 controls the engine speed detected by the engine speed sensor 41 and the coolant temperature (engine speed) detected by the coolant temperature sensor 42. The operating state of the engine is controlled by controlling the intake air amount by the throttle actuator 31, the fuel injection amount by the injector 32, and the ignition timing by the ignition plug 33 based on the temperature). The engine control unit 20 includes an arithmetic processing device such as a microcomputer.
[0010]
Further, a motor speed sensor 43 is attached to the motor generator 2 that controls and drives the rear wheels 10RL and 10RR, and a motor speed sensor 44 is mounted to the motor generator 8 that controls and drives the front wheels 10FL and 10FR. The operating states of these two motor generators 2 and 8 are both controlled by the motor control unit 21, and the motor control unit 21 performs the operations based on the motor rotation speeds detected by the motor rotation speed sensors 43 and 44. By controlling a current value supplied to each of the motor generators 2 and 8, specifically, a duty ratio of a drive voltage signal, an operation state such as a rotation speed and a torque, that is, drive or regeneration is controlled. The motor control unit 21 includes an arithmetic processing device such as a microcomputer.
[0011]
A transmission ratio sensor 45 for detecting a transmission ratio is attached to the transmission 4, and the transmission ratio of the transmission 4 is controlled by a transmission control unit 22. The battery 7, specifically, the state of charge thereof is controlled by a battery control unit 23. The state of charge of the battery 7 is monitored by the battery control unit 23. Each of the two control units 22 and 23 includes an arithmetic processing device such as a microcomputer.
[0012]
The brake torque applied to the wheels 10FL to 10RR by the brake actuators 11FL to 11RR is controlled by a brake control unit 24. The brake control unit 24 includes an arithmetic processing device such as a microcomputer.
The controllers 20 to 24 are collectively controlled by a hybrid control unit 25. The control units 20 to 25 communicate with each other. For example, when a regenerative braking torque command value for the front wheels 10FL and 10FR is output from the hybrid control unit 25, the operation of the motor generator 8 is performed so that the command value is achieved. The braking / driving control system is totally controlled such that the state is controlled by the motor control unit 21. As sensors for the overall control, a brake sensor 45 for detecting the depression amount of the brake pedal 12, a master cylinder pressure sensor 46 for detecting the depression force of the brake pedal 12, an accelerator sensor 47 for detecting the depression amount of the accelerator pedal 13, Starting from an inclination state of the vehicle, an inclination sensor 48 for detecting the inclination state of the road surface, a deceleration sensor 49 for detecting the deceleration of the vehicle, a traveling speed sensor for detecting the traveling speed of the vehicle, and a rotational speed of each of the wheels 10FL to 10RR. The hybrid control unit 25 is provided with a wheel rotation speed sensor and the like for detecting the output.
[0013]
In the hybrid control unit 25, various arithmetic processings for controlling the braking / driving control system are performed. Here, a braking operation state by a driver and a deceleration occurring in the vehicle or an amount of change in the traveling speed are determined. It learns and detects abnormality of the braking device, that is, the brake actuators 11FL to 11RR or the brake control unit 24 from the learned value. When the abnormality is detected, the motor generator is controlled so as to obtain a target braking torque. The calculation process for applying the regenerative braking torque to the front wheels 10FL and 10FR by No. 8 will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0014]
The arithmetic processing of FIG. It is executed every predetermined sampling time ΔT set to the extent. In this arithmetic processing, no particular communication step is provided, but necessary information is exchanged with another controller or storage device as needed, and information obtained in the arithmetic processing is exchanged with another controller or storage device as needed. Given and received.
[0015]
In this calculation processing, it is first determined in step S1 whether or not the brake pedal 12 is depressed (brake-on in the figure) based on the depression amount of the brake pedal 12 detected by the brake sensor 45, and the brake pedal 12 is depressed. If so, the process proceeds to step S2; otherwise, the process proceeds to step S12.
In step S2, a steady state during braking is determined as described below, and the process proceeds to step S3. That is, the inclination state of the road surface detected by the inclination sensor 48 is equal to or less than a predetermined value, and, of the wheel rotation speeds detected by the wheel rotation speed sensor, the larger one of the front wheel and the rear wheel. Is greater than or equal to a predetermined value, the vehicle deceleration detected by the deceleration sensor 49 is equal to or less than a predetermined value, that is, the vehicle is not suddenly braked, and the detected road surface That the friction coefficient is not less than a predetermined value, that is, that the road surface friction coefficient is not extremely low, that the traveling speed detected by the traveling speed sensor is within a predetermined range, that is, that there is no acceleration / deceleration. When all the conditions are satisfied, it is determined that the vehicle is in a steady state during braking. Incidentally, when the road surface is greatly inclined, there is a possibility that the correlation characteristic between the master cylinder pressure equivalent to the brake depression force and the braking distance changes significantly. In addition, when the difference between the rotational speeds of the front and rear wheels is large, it is assumed that the vehicle loading weight is large, such as a large number of occupants, and the correlation characteristic between the master cylinder pressure and the braking distance may greatly change. Further, when the traveling speed is low, the vehicle is easily affected by the road surface and the tires, and the accuracy of detecting the braking characteristics may be reduced. A well-known method is used for detecting the road surface friction coefficient. For example, a method of obtaining a road surface friction coefficient from a difference between an estimated vehicle speed used in an anti-skid control device and the like and the largest wheel rotation speed during braking. And the like.
[0016]
In step S3, it is determined from the determination result in step S2 whether or not the vehicle is in the steady state during braking. If the vehicle is in the steady state during braking, the process proceeds to step S4. Move to S12.
In step S4, detection of the braking characteristic and learning processing of the braking characteristic are performed, and then the process proceeds to step S5. Among them, the detection of the braking characteristic means, for example, detecting the master cylinder pressure detected by the master cylinder pressure sensor 46 as the depression force of the brake pedal, that is, the braking operation amount of the driver, and detecting the master cylinder pressure by the deceleration sensor 49. For each vehicle deceleration, a three-dimensional map is created from the traveling speed detected by the traveling speed sensor and the brake pedal depression force, and the relationship between them is detected as a braking characteristic. The braking characteristic detected this time is also referred to as a current learning value. The learning of the braking characteristic means that, for example, when a friction element such as a brake pad is in a new state, such as when the vehicle is shipped, for example, an average value obtained when the braking characteristic is detected ten times is used as an initial learning value. At the same time, the average value is updated each time the braking characteristic is detected, and the learned value is learned as the latest learned value.
[0017]
In step S5, it is determined whether or not the difference between the following two learning values, that is, the difference is equal to or more than a predetermined value. If the difference between the learning values is equal to or more than the predetermined value, the process proceeds to step S6. If not, the process proceeds to step S7. That is, the discrepancy between the current learning value and the latest learning value of the braking characteristic detected in step S4, that is, whether the difference is equal to or greater than a predetermined value, and the initial learning value and the latest learning value of the braking characteristic are determined. It is determined whether the difference between the learning values is equal to or greater than a predetermined value. If any one of the differences is equal to or greater than the predetermined value, the process proceeds to step S6, and if not, the process proceeds to step S7. I do.
[0018]
In step S6, it is determined whether or not the difference between the initial learning value of the braking characteristic learned in step S4 and the latest learning value, that is, whether the difference is equal to or greater than a predetermined value, is determined. If the difference from the value is equal to or larger than the predetermined value, the process proceeds to step S8, and if not, the process proceeds to step S9.
In step S8, it is determined that the difference between the initial learning value and the latest learning value of the braking characteristic learned in step S4 is equal to or larger than a predetermined value, that is, the friction pad such as the brake pad is worn. The process proceeds to step S11 after storing the abnormal state and storing the abnormal history.
[0019]
On the other hand, in step 9, the difference between the current learning value and the latest learning value of the braking characteristic learned in step S4 is equal to or greater than a predetermined value, that is, the braking characteristic learned this time suddenly differs from the braking characteristic up to that time. As a result, it is stored that the brake system is currently in an abnormal state, for example, that an abnormality has occurred in the braking device or that the regenerative braking torque cannot be obtained by the motor generator, and that the abnormality history is stored before the step S11. Move to
[0020]
In step S11, a braking torque correction value is calculated in accordance with the calculation process of FIG. 4 described later, and then the process proceeds to step S12.
In addition, in the step 7, contrary to the step S5, the difference between the current learning value and the latest learning value of the braking characteristic detected in the step S4, that is, the difference is equal to or less than a predetermined value, The difference between the initial learning value and the latest learning value, that is, whether the difference between the learning values is equal to or less than a predetermined value or not is determined so that the difference between the learning values is equal to or less than a predetermined value. If so, the process proceeds to step S10; otherwise, the process proceeds to step S12.
[0021]
In step S10, it is determined that the difference between the initial learning value and the latest learning value of the braking characteristic learned in step S4 is equal to or less than a predetermined value, that is, it is determined that the friction element such as the brake pad is not worn. In addition to erasing the storage of the abnormal state, it is determined that the difference between the current learning value and the latest learning value of the braking characteristic learned in step S4 is equal to or smaller than a predetermined value, that is, the brake system is not in an abnormal state. After erasing the memory indicating that the brake system is in an abnormal state, the process proceeds to step S12.
[0022]
In step S12, it is determined whether or not the brake pad or the brake system is currently in an abnormal state by the determinations in steps S5 to S10. If the brake pad or the brake system is in an abnormal state, the process proceeds to step S13. Otherwise, the process proceeds to step S14.
In step S13, a brake torque correction process is performed according to the calculation process of FIG. 5 described later, and then the process proceeds to step S14.
[0023]
In the step S13, it is determined whether or not there is an abnormality history of the brake pad or the brake system in the determination of the steps S5 to S10, and if there is an abnormality history of the brake pad or the brake system, the process proceeds to step S15. If not, the program returns to the main program.
In step S15, a warning display process for notifying an abnormality of the brake pad or the brake system is performed, and then the process returns to the main program.
[0024]
Next, a subroutine performed in step S11 of the arithmetic processing in FIG. 3 will be described with reference to the flowchart in FIG.
In this calculation processing, first, in step S111, a difference between the target deceleration and the actual deceleration is calculated. Specifically, the braking operation amount by the driver, that is, a master cylinder pressure equivalent to the brake pedal depression force is read from the master cylinder pressure sensor 46, and a target deceleration corresponding to the master cylinder pressure is determined according to, for example, a control map or the like. Set. On the other hand, the deceleration generated in the own vehicle is read from the deceleration sensor 49. Then, the actual deceleration is subtracted from the previous target deceleration, and the difference between the two is calculated as the deceleration difference.
[0025]
Next, the process proceeds to step S112, where a reference braking torque correction value is calculated based on the deceleration difference calculated in step S111. Specifically, as shown in the figure, a reference braking torque correction value that linearly corresponds to the deceleration difference (there is also a negative value) is calculated and set. In this case, the intercept of the reference braking torque correction value is “0”, and when the deceleration difference is a negative value, the reference braking torque correction value is set to a negative value.
[0026]
Next, the process proceeds to step S113 to determine whether or not the vehicle is rapidly decelerating by using, for example, whether or not the deceleration detected by the deceleration sensor 49 is equal to or more than a predetermined value. If it is in the middle, the process proceeds to step S12 of the arithmetic processing in FIG. 3, and if not, the process proceeds to step S114. In this case, the reference braking torque correction value set in step S112 is directly set as the braking torque correction value.
[0027]
In step S114, the reference braking torque correction value set in step S112 is limited to “0” or more, and the limited value is set as a braking torque correction value. Move to
Next, a subroutine performed in step S13 of the arithmetic processing in FIG. 3 will be described with reference to the flowchart in FIG.
[0028]
In this calculation processing, first, in step S131, the braking torque correction value set in the calculation processing of FIG. 4 is added to the required braking torque. The required braking torque is, as described above, a braking operation amount by the driver, that is, a master cylinder pressure equivalent to the brake pedal depressing force is read from the master cylinder pressure sensor 46, and a target deceleration corresponding to the master cylinder pressure is calculated. 3 shows the braking torque to be achieved.
[0029]
Next, the process proceeds to step S132, in which the target braking torque calculated in step S131 is distributed so as to be ideally distributed to the front and rear wheels. Here, a rotation speed difference obtained by subtracting the rotation speed of the rear wheel from the rotation speed of the front wheel is used, and the smaller the rotation speed difference is in the negative value region, the greater the distribution of the braking torque to the rear wheels. That is, when the vehicle load is large, the wheel load on the rear wheels increases, so that the amount of deceleration due to braking decreases, and the rotation speed of the front wheels tends to be relatively lower than the rotation speed of the rear wheels. Accordingly, as described above, the smaller the rotation speed difference obtained by subtracting the rotation speed of the rear wheels from the rotation speed of the front wheels in the negative value region, the smaller the vehicle loading capacity is, and the larger the braking torque distribution to the rear wheels. Secure the distance.
[0030]
Next, the process proceeds to step S133, in which the braking torque of the front wheels distributed in step S132 is redistributed into the fluid pressure braking torque by the brake actuators 11FL and 11FR and the regenerative braking torque by the motor generator 8, and then, as shown in FIG. The process proceeds to Step S15 of the arithmetic processing of. FIG. 6 shows the concept of the distribution of the front wheel braking torque. Here, first, the state of charge of the battery 7, ie, the regenerative braking torque of the motor generator 8 calculated from the battery acceptance limit, and the operating state of the motor generator 8, specifically, the regenerative braking torque obtained from the maximum torque and the rotation speed Whichever is smaller, that is, the maximum regenerative braking torque of the motor generator 8 that can be achieved at present, and that value is set as the target regenerative braking torque. The target regenerative braking torque is calculated based on the target braking torque allocated to the front wheels in step S132. A value obtained by subtracting the target regenerative braking torque is set as a target fluid pressure braking torque. By doing so, the braking torque that is insufficient due to the wear of the brake pads or the abnormality in the brake system is supplemented by the motor regenerative braking torque, and the energy recovery efficiency is maximized, in other words, the energy consumption is minimized. It becomes possible.
[0031]
FIG. 7 is an explanatory diagram of the operation of the arithmetic processing. In the arithmetic processing, the relationship between the master cylinder pressure, which is the driver's braking operation amount, the vehicle deceleration, and the traveling speed in the steady state during braking is learned. For example, a predetermined value is determined from the master cylinder pressure and the vehicle deceleration at that time. Assuming the running speed after a time, for example, an allowable range of the running speed as shown by hatching in the figure can be calculated. Then, when the actual running speed deviates from the allowable range of the running speed, for example, it is determined that the deviation of the learning value is equal to or more than a predetermined value, and the brake abnormality is determined, and the brake abnormality history is counted.
[0032]
According to the arithmetic processing of the present embodiment, when the inclination of the road surface is small, when the difference between the rotational speeds of the front and rear wheels is small, when there is no sudden braking, when the road surface friction coefficient is not extremely low, and when there is no acceleration / deceleration When all the conditions are satisfied, it is determined that the vehicle is in a steady state during braking, and the relationship between the amount of change in vehicle deceleration or running speed and the brake pedal depression force, that is, the amount of braking operation by the driver, is determined. Detect and learn as characteristics. Here, the steady state during braking as described above can be said to be, for example, when the amount of change in wheel rotation speed, wheel deceleration, vehicle running speed, vehicle deceleration, and the like is small. That is, when the vehicle behavior due to braking is stable, and in such a state, the learned braking characteristics become stable.
[0033]
Then, for example, as described above, the difference between the initial learning value when the friction element such as the brake pad is new, and the latest learning value obtained by updating the braking characteristics until recently, that is, when the difference is equal to or more than a predetermined value, the brake pad Is determined to be in an abnormal state such as a worn friction element. On the other hand, when the difference between the latest learning value and the current learning value, that is, the difference is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that the brake system is abnormal. That is, since the wear of the friction element such as the brake pad progresses relatively slowly, the fact that the difference between the initial learning value and the recently learned value of the braking characteristic is equal to or more than a predetermined value is used to calculate the braking pad or the like. The wear abnormality of the friction element can be accurately determined. On the other hand, since an abnormality in the brake system occurs suddenly, the abnormality in the brake system can be accurately determined using the difference between the latest learning value of the braking characteristic and the current learning value that is equal to or greater than a predetermined value. Can be determined. Of course, it is not necessary to add a new structure to the braking device such as the brake actuator, so that the cost can be reduced.
[0034]
When a friction element such as a brake pad or the like is abnormally worn, a target braking torque is calculated by adding a braking torque correction value to a required braking torque, and the target braking torque is ideally distributed to front and rear wheels. The target braking torque is also distributed to the regenerative braking torque of the motor generator. Therefore, the required braking torque can always be obtained even when the friction element wears abnormally. Furthermore, by setting the regenerative braking torque to the motor generator so that the energy recovery efficiency is maximized, that is, the energy consumption is minimized, it is possible to improve fuel efficiency.
[0035]
As described above, the master cylinder pressure sensor 46 of FIG. 1 constitutes the braking steering state detecting means of the present invention, and similarly, the deceleration sensor 49 of FIG. 1 constitutes the deceleration detecting means. Step S2 of the arithmetic processing constitutes a steady state detecting means during braking, step S4 of the arithmetic processing of FIG. 3 constitutes a learning means, and steps S5 to S9 of the arithmetic processing of FIG. 3 constitute an abnormality detecting means. Steps S11 to S13 of the arithmetic processing in FIG. 3 and the arithmetic processing in FIG. 4 and the arithmetic processing in FIG. 5 constitute the motor generator control means.
[0036]
In the above-described embodiment, the torque converter and the transmission are interposed between the engine and the motor generator and the wheels, but these are not particularly necessary components.
In the above-described embodiment, the hybrid control unit is independent, and the hybrid control unit controls the braking / driving system. However, the hybrid control unit does not need to be independent, and any of the control units may be substituted. It may be.
Further, in the above-described embodiment, a case has been described in which a microcomputer is applied as each control unit. Alternatively, an electronic circuit such as a counter and a comparator may be combined.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic vehicle configuration diagram illustrating an embodiment of a brake control device for a hybrid vehicle according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a braking / driving system in the hybrid vehicle of FIG.
FIG. 3 is a flowchart illustrating a calculation process performed in the hybrid control unit of FIG. 2;
FIG. 4 is a flowchart of a subroutine calculation process performed in the calculation process of FIG. 3;
FIG. 5 is a flowchart of a subroutine calculation process performed in the calculation process of FIG. 3;
6 is a conceptual diagram of distribution of front wheel target braking torque in the calculation processing of FIG. 5;
FIG. 7 is an explanatory diagram of the operation of the calculation processing in FIG. 3;
[Explanation of symbols]
1 is an engine 2 is a motor generator 3 is a torque converter 4 is a transmission 6 is an inverter 7 is a battery 8 is a motor generator 9 is an accelerator sensor 10 FL to 10 RR is wheels 11 FL to 11 RR is a brake actuator 12 is a brake pedal 13 is an accelerator pedal 20. The engine control unit 21 is a motor control unit 22 is a transmission control unit 23 is a battery control unit 24 is a brake control unit 25 is a hybrid control unit 41 is an engine rotational speed sensor 42 is a coolant temperature (engine temperature) sensor 43, 44 is a motor The rotational speed sensor 45 is a brake sensor 46 is a master cylinder pressure sensor 47 is an accelerator sensor 48 is a tilt sensor 49 is a deceleration sensor
