JP2005059625A - 車両姿勢制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の姿勢制御において必要な液圧をモータ駆動により発生させる際、静粛性を確保可能な車両姿勢制御装置を提供すること。
【解決手段】モータ駆動によるポンプの吐出圧を制御し、車両各輪のホイルシリンダに独立して供給可能な車両姿勢制御装置において、前記ポンプを駆動するモータのデューティ比を、少なくとも一つの車輪に対する要求液圧に基づいて決定するデューティ比決定手段を設けた。
【選択図】 図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブレーキ制御装置に関し、特に４輪のブレーキ液圧を独立に制御することで車両の姿勢制御を行う車両姿勢制御装置の技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ブレーキ制御中のモータ駆動に関して、例えば特許文献１に記載の技術が知られている。この公報には、前方にある車両との車間距離を制動力を発生させて調整する自動車間距離調整装置を備えている。車間距離調整においては、基本的に４輪にほぼ同じブレーキ力を作用させて直進性を維持しつつ、運転者に対し制動していることを気付かせないために、静粛性を目的としてポンプを駆動するモータをフル回転させずに、ＰＷＭ制御のデューティ制御によりポンプの回転数を低く抑えている。
【０００３】
一方、旋回時に積極的に制動力を与えて、車両の姿勢制御を行う装置にあっては、各輪に要求されるブレーキ力が異なることから、ポンプを駆動するモータをフル回転させ、発生した液圧を各輪に設けられた制御弁により制御することで、各輪に対するブレーキ力を制御している。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−４６５５８８号公報（第５頁左中段参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、車両姿勢制御装置にあっては、車両姿勢制御中は常にモータをフル回転しているため、静粛性に問題があった。
【０００６】
本発明は、上述の従来の問題点に着目して成されたもので、車両の姿勢制御において必要な液圧をモータ駆動により発生させる際、静粛性を確保可能な車両姿勢制御装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明は、モータ駆動によるポンプの吐出圧を車両の各輪に独立して制御可能な車両姿勢制御装置において、ポンプを駆動するモータのデューティ比を、少なくとも一つの車輪に対する要求液圧に基づいて決定するデューティ比決定手段を設けたこととした。
【０００８】
よって、必要に応じて、モータの駆動（回転数）を制御することで、常にフル回転させていたものに対し、静粛性を確保することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１は、実施の形態の車両姿勢制御可能なブレーキ制御装置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。
【００１０】
前記ブレーキ油圧制御アクチュエータＡは、図１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。
【００１１】
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減圧・保持・増圧制御を適宜選択して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。
【００１２】
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。リザーバ１９に貯留されたブレーキ液は、モータ２１によって駆動するポンプ１３，１４によって、マスタシリンダ側に還流される。
【００１３】
図２は、本実施の形態におけるブレーキ制御装置の制御構成を表すブロック図である。制御コントローラ３０は、車輪速センサ、舵角センサ、横加速度センサ、ヨーレイトセンサ等の各種センサからの信号を入力とする。
【００１４】
制御コントローラ３０には、急制動時の車輪のロックを防止しつつ制動距離が長くならないように制御するＡＢＳ制御部３１と、車両挙動制御であるスタビリティ制御（以下、ＶＤＣ制御と記載する）を実行するＶＤＣ制御部３２と、車両のトラクション制御を実行するＴＣＳ制御部３３と、ＡＢＳ制御部３１，ＶＤＣ制御部３２及びＴＣＳ制御部３３からの信号に基づいて各バルブの駆動信号を演算するバルブ駆動信号演算部３４と、ＡＢＳ制御部３１，ＶＤＣ制御部３２及びＴＣＳ制御部３３からの信号に基づいてモータ２１に駆動指令を出力するポンプモータＤＵＴＹ演算部３４から構成されている。
【００１５】
バルブ駆動信号演算部３４により演算された駆動信号は、ブレーキ油圧制御アクチュエータＡの各液圧制御バルブに出力される。また、ポンプモータＤＵＴＹ演算部３５により演算された駆動信号は、モータ２１に出力され、ポンプを駆動する。
【００１６】
図３は、本実施の形態のコントロールユニット３０内の制御内容を表すフローチャートである。
【００１７】
ステップ１０１では、各種センサ信号の入力処理を実行する。
【００１８】
ステップ１０２では、予め設定された車両モデル、及び各種センサ信号から車両挙動を演算する。
【００１９】
ステップ１０３では、ＡＢＳ制御処理を実行する。尚、ＡＢＳ制御処理の具体例については、公知の内容であるため、説明を省略する。
【００２０】
ステップ１０４では、演算された車両挙動が安定方向へ向かうように各輪のブレーキ液圧を制御するＶＤＣ制御処理を実行する。尚、ＶＤＣ制御処理（いわゆるスタビリティ制御）の具体例についても公知の内容であるため、説明を省略する。
【００２１】
ステップ１０５では、加速時等の車輪のスリップを防止するトラクション制御するＴＣＳ制御処理を実行する。尚、ＴＣＳ制御処理についても公知の内容であるため、説明を省略する。
【００２２】
ステップ１０６では、各ホイルシリンダの目標液圧を演算する。
【００２３】
ステップ１０７では、モータ２１を駆動するＤＵＴＹ信号を演算し、モータ２１にＤＵＴＹ制御信号を出力する。
【００２４】
ステップ１０８では、上記各ステップの処理に基づいてバルブ駆動信号を演算し、各液圧制御バルブに制御信号を出力する。
【００２５】
（モータ駆動制御処理）
次に、本実施の形態の特徴とするステップ１０７におけるモータＤＵＴＹ演算制御について説明する。図４は本実施の形態のモータ駆動制御を示すフローチャートである。
【００２６】
ステップ２０１では、ＡＢＳ制御要求があるかどうかを判断し、ＡＢＳ制御要求があるときはステップ２１２へ進み、それ以外はステップ２０２へ進む。
【００２７】
ステップ２０２では、ＶＤＣ制御及びＴＣＳ制御を含むアクティブ制御要求があるかどうかを判断し、アクティブ制御要求があるときはステップ２０３へ進み、それ以外はステップ２０３へ進む。
【００２８】
ステップ２０３では、各輪におけるモータＤＵＴＹを演算する。尚、モータＤＵＴＹ演算処理については後述する。
【００２９】
ステップ２０４では、演算された各輪の目標液圧に応じたモータＤＵＴＹ（右前輪ＤＵＴＹ＿ＦＲ，左前輪ＤＵＴＹ＿ＦＬ，右後輪ＤＵＴＹ＿ＲＲ，左後輪ＤＵＴＹ＿ＲＬ）から、モータＤＵＴＹの最大値ＤＵＴＹ＿ＭＡＸを選択する。
【００３０】
ステップ２０５では、路面μ依存最大値であるＤＵＴＹ＿ＭＹＵ＿ＭＡＸを演算する。すなわち、他の制御において推定等された路面μから、液圧を変化させる勾配の限界値をマップ等から算出する。
【００３１】
ステップ２０６では、路面μ依存ＤＵＴＹリミッタ処理として、ステップ２０４で算出されたＤＵＴＹ最大値ＤＵＴＹ＿ＭＡＸと路面μ依存最大値ＤＵＴＹ＿ＭＹＵ＿ＭＡＸのうち、小さい方の値をＤＵＴＹ＿ＭＹＵとしてセットする。
【００３２】
ステップ２０７では、ＴＣＳ制御が要求されているかどうかを判断し、ＴＣＳ制御が要求されているときはステップ２０８へ進み、それ以外はステップ２０９へ進む。
【００３３】
ステップ２０８では、ＴＣＳ制御時のモータＤＵＴＹリミッタ処理を実行する。このリミッタ処理としては、まず、予め設定されたＴＣＳ制御時のＤＵＴＹ最大値であるＤＵＴＹ＿ＴＣＳ＿ＭＡＸと、路面μ依存値ＤＵＴＹ＿ＭＹＵの小さい方の値をモータＤＵＴＹとして設定する。
【００３４】
このとき、ＴＣＳ制御中に一旦増圧要求がない場合であっても、モータ駆動を停止してしまうと、逆起電圧による過剰な電流発生等が懸念される。また、モータ２１の停止状態から再度駆動要求を出力すると、次回モータ駆動時の応答性の悪化を招く虞がある。また、うねり音等の原因にもなる。そこで、ＴＣＳ制御におけるモータ駆動最低ＤＵＴＹ値ＤＵＴＹ＿ＴＣＳ＿ＭＩＮを設定し、最終的なモータＤＵＴＹ指令値として、ＤＵＴＹ＿ＴＣＳ＿ＭＩＮとＤＵＴＹの大きい方の値を選択する。よって、ＴＣＳ制御中はモータ２１をポンプ吐出圧がさほど出力されない低回転で駆動しておくことで、応答性のよい安定したモータ駆動制御を実行することができる。
【００３５】
ステップ２０９では、ＶＤＣ制御であって特にアンダーステア制御かどうかを判断し、アンダーステア制御要求があるときはステップ２１０へ進み、それ以外はオーバステア制御要求であると判断してステップ２１１へ進む。
【００３６】
ステップ２１０では、アンダーステア制御時のモータＤＵＴＹリミッタ処理を実行する。このリミッタ処理としては、まず、予め設定されたアンダーステア制御時のＤＵＴＹ最大値であるＤＵＴＹ＿ＵＳ＿ＭＡＸと、路面μ依存値ＤＵＴＹ＿ＭＹＵの小さい方の値をＤＵＴＹとして設定する。このとき、アンダーステア制御中に一旦増圧要求がない場合であっても、ステップ２０８で説明したように、アンダーステア制御におけるモータ駆動最低ＤＵＴＹ値ＤＵＴＹ＿ＵＳ＿ＭＩＮを設定し、最終的なＤＵＴＹ指令値として、ＤＵＴＹ＿ＵＳ＿ＭＩＮとＤＵＴＹの大きい方の値を選択する。
【００３７】
ステップ２１１では、ＴＣＳ制御及びアンダーステア制御以外のアクティブ制御（オーバステア制御時等）のモータＤＵＴＹリミッタ処理を実行する。このリミッタ処理としては、路面μ依存値ＤＵＴＹ＿ＭＹＵとＤＵＴＹ＿ＭＩＮの大きい方の値をＤＵＴＹとして設定する。すなわち、アクティブ制御中に一旦増圧要求がない場合であっても、ステップ２０８で説明したように、アクティブ制御におけるモータ駆動最低ＤＵＴＹ値ＤＵＴＹ＿ＭＩＮを設定する。
【００３８】
ステップ２１２では、ＡＢＳ制御時のＤＵＴＹを設定する。
【００３９】
ステップ２１３では、特にブレーキ制御が行われていないため、モータＤＵＴＹを０にセットする。
【００４０】
（ＤＵＴＹ演算処理）
次に、ステップ２０３で実行される各輪の目標液圧に応じたモータＤＵＴＹ演算処理について説明する。図５はポンプモータＤＵＴＹ演算部３５の制御構成を表すブロック図である。
【００４１】
ポンプモータＤＵＴＹ演算部３５には、フィードフォワード演算部３５ａと、フィードバック演算部３５ｂと、ＤＵＴＹ算出テーブル３５ｃから構成されている。
【００４２】
フィードフォワード演算部３５ａは、演算された目標液圧からフィードフォワード用比例ゲインＰ_Ｆを用いた値と、目標液圧を微分し目標液圧の変化量からフィードフォワード用微分ゲインＤ_Ｆを用いた値とを加算し、フィードフォワード制御量として出力する。
【００４３】
フィードバック演算部３５ｂは、演算された目標液圧とセンサ等により検出されたホイルシリンダ圧の偏差を読み込み、この偏差からフィードバック用比例ゲインＰ_Ｂを用いた値と、偏差を微分し偏差の変化量からフィードバック用微分ゲインＤ_Ｂを用いた値を加算し、フィードバック制御量として出力する。
【００４４】
尚、上述のフィードフォワード用比例ゲインＰ_Ｆ、フィードフォワード用微分ゲインＤ_Ｆ、フィードバック用比例ゲインＰ_Ｂ、フィードバック用微分ゲインＤ_Ｂは、前輪側及び後輪側でそれぞれ独立に設定するものとする。
【００４５】
次に、ＤＵＴＹ算出テーブル３５ｃにおいて、演算されたフィードフォワード制御量とフィードバック制御量を加算した値を制御信号とし、図６に示すマップから検出されたホイルシリンダ圧に応じた特性を選択し、ＤＵＴＹ制御量を決定する。
【００４６】
以上説明したように、本実施の形態のブレーキ制御装置にあっては、車両姿勢制御（ＴＣＳ制御，ＶＤＣ制御）を実行する際のモータ駆動制御において、ポンプ１３，１４を駆動するモータ２１の駆動デューティ比（モータＤＵＴＹ）を、少なくとも一つの車輪に対する目標液圧に基づいて決定することとした。よって、必要に応じて、モータの駆動（回転数）を制御することが可能となり、従来技術のようにフル回転させていた場合に比べ、静粛性を確保することができる（請求項１に対応）。
【００４７】
また、従来のようにアクティブ制御時にモータをフル回転させていた場合に比べ、モータの回転数変化の勾配を必要最小限に設定することが可能となり、液圧勾配をなだらかにすることができる。よって、各バルブの開閉時における液圧変動が小さくなり、違和感を低減することができる。
【００４８】
また、各輪の目標液圧に基づいてモータＤＵＴＹを演算し、演算されたモータＤＵＴＹの最大値を選択するここととした。よって、確実に必要な制動力を得ることが可能となり、安定した車両姿勢制御を実行することができる（請求項２に対応）。
【００４９】
また、路面μに依存した最大ＤＵＴＹを演算し、リミッタ処理を施すこととした。ここで、ＤＵＴＹ制御量とは、モータの駆動（回転数）を制御することであるが、同時に液圧勾配（変化量）を制御する値でもある。よって、モータＤＵＴＹのリミッタ処理とは液圧勾配のリミッタ処理であることも意味する。
【００５０】
例えば、高μ路に比べて低μ路でのＶＤＣ制御の制御液圧勾配は低く、また車輪ロック液圧も低いため、ポンプの回転数、すなわちモータのＤＵＴＹは低い値で十分である。一方、高μ路でのＶＤＣ制御は早い応答性（すなわち高ＤＵＴＹ）が必要であるが、低μ路に比べて路面ノイズやタイヤのスキル音が大きいため、ポンプやモータの駆動音は聞こえづらい。よって、路面μに応じた性能上必要な値にモータのＤＵＴＹ最大値を規定することで、ポンプ、モータの駆動音を最低限に抑えることができる。
【００５１】
また、車両姿勢制御のうち、ＴＣＳ制御とＶＤＣ制御では、要求される液圧勾配の上限値が異なる。例えば、ＴＣＳ制御では、駆動スリップする車輪に制動力を与えるため大きな液圧を必要とし、ＶＤＣ制御は走行状態に応じて特定の車輪のみに制動力を与えるため小さな液圧で十分である。これらの点に鑑み、それぞれの制御において異なるモータＤＵＴＹの最大値を用いてリミッタ処理を施すこととした。
【００５２】
特に、ＶＤＣ制御にあっては、アンダーステア制御とオーバステア制御で異なるモータＤＵＴＹの最大値を用いてリミッタ処理を施すこととした。例えば、アンダーステア傾向を緩和するには旋回時の後輪側内輪の一輪のみ制御すればよく、オーバステア傾向を緩和するには旋回時の前後の外輪の二輪を制御すればよい。このように、オーバステア制御とアンダーステア制御でモータＤＵＴＹの最大値を変更することで、よりきめ細かに必要なモータＤＵＴＹを演算することが可能となり、更に安定した車両姿勢制御を実行することができる。
【００５３】
また、このように最小限のモータＤＵＴＹによって静粛性の高いモータ駆動が達成されるため、比較的早めにＶＤＣ制御やＴＣＳ制御を実行しても、運転者にモータのうねり音等の違和感を与えることがないため、積極的にスタビリティ制御を実行することができる。
【００５４】
また、ＴＣＳ制御もしくはＶＤＣ制御を実行中は、モータＤＵＴＹとして最小値を設定し、演算された各輪に必要なモータＤＵＴＹの最大値がこの最小値を下回るときは、モータＤＵＴＹとして、前記最小値を設定することとした。よって、モータ２１をポンプ吐出圧がさほど出力されない低回転で駆動しておくことで、応答性のよい安定したモータ駆動制御を実行することができる。
【００５５】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても本発明に含まれる。
【００５６】
更に、上記実施の形態から把握しうる請求項以外の技術的思想について、以下にその効果と共に記載する。
【００５７】
（イ）請求項１または２に記載の車両姿勢制御装置において、
車両姿勢制御のうち、アンダーステア制御とオーバステア制御で異なるモータデューティ比の最大値を設定したことを特徴とする車両姿勢制御装置。
【００５８】
よって、よりきめ細かに必要なモータＤＵＴＹを演算することが可能となり、更に安定した車両姿勢制御を実行することができる。
【００５９】
（ロ）請求項１または２または上記（イ）に記載の車両姿勢制御装置において、
前記デューティ比決定手段は、少なくともモータの回転を維持可能なデューティ比最小値を有し、前記デューティ比最小値を含むデューティ比の最大値を選択することを特徴とする車両姿勢制御装置。
【００６０】
よって、車両姿勢制御中にポンプ吐出圧が要求されず、モータ駆動指令が出力されていない場合であっても、モータをポンプ吐出圧がさほど出力されない低回転で駆動しておくことで、応答性のよい安定したモータ駆動制御を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１のブレーキ制御装置の構成を示す油圧回路図である。
【図２】実施の形態１における制御構成を表すブロック図である。
【図３】実施の形態１におけるブレーキ制御を示すフローチャートである。
【図４】実施の形態１におけるモータＤＵＴＹ演算処理を表すフローチャートである。
【図５】実施の形態１における各輪の目標液圧に対応するＤＵＴＹ演算処理を表すフローチャートである。
【図６】実施の形態１におけるホイルシリンダ圧及び制御信号からモータ駆動ＤＵＴＹを決定するマップである。
【符号の説明】
１ Ｐ系統カットバルブ
２ Ｓ系統吸入バルブ
７ Ｓ系統カットバルブ
８ Ｐ系統吸入バルブ
１３，１４ ポンプ
１５，１６，１７，１８ ホイルシリンダ
１９，２０ リザーバ
２１ モータ
２２ マスタシリンダ
２３ ブレーキペダル
３０ 制御コントローラ
３１ ＡＢＳ制御部
３２ ＶＤＣ制御部
３３ ＴＣＳ制御部
３４ バルブ駆動信号演算部
３５ ポンプモータＤＵＴＹ演算部

Claims (2)

1. モータ駆動によるポンプの吐出圧を制御し、車両各輪のホイルシリンダに独立して要求液圧を供給可能な車両姿勢制御装置において、
   前記ポンプを駆動するモータのデューティ比を、少なくとも一つの車輪に対する要求液圧に基づいて決定するデューティ比決定手段を設けたことを特徴とする車両姿勢制御装置。
2. 請求項１に記載の車両姿勢制御装置において、
   前記デューティ比決定手段は、各輪の要求液圧に基づいて各輪のモータ駆動デューティ比を演算し、演算された各輪のデューティ比の最大値を選択することを特徴とする車両姿勢制御装置。

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