JP2007137106A - ブレーキパッド温度が個別に把握される車輌 - Google Patents

Abstract

【課題】アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）や車輌走行安定制御装置（ＶＳＣ）を備え、複数の車輪が個別に滑り制御される車輌に於いて、各車輪のブレーキパッドの温度を個別に的確に把握し、いずれの車輪に於いてもブレーキパッド温度の過度の上昇が生じないようにする。
【解決手段】ブレーキパッドにより摩擦制動される複数の車輪を備えた車輌に於いて、車輌の走行状態に基づいて各車輪のブレーキパッドの温度を個別に把握する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ブレーキパッドにより摩擦制動される複数の車輪を備えた自動車等の車輌に係り、特にブレーキパッドの温度を把握することに係る。

下記の特許文献１には、走行用モータによる回生制動と液圧ブレーキ装置による摩擦制動とにより制動されるようになった車輌に於いて、液圧ブレーキ装置のブレーキパッドの温度を推定し、ブレーキペダルの踏み込み量に基づいて設定される目標制動力を、推定されたブレーキパッド温度に基づいて回生制動と摩擦制動とに配分することが記載されている。この場合、ブレーキパッドの温度は、ブレーキパッドに於ける発熱量を車輌の減速度と車速の積に比例するとしてその時間的積分値を算出し、それに基づく温度上昇に比例して放熱が生ずるものとして推定されている。
特開２００５−１４６９２号公報

しかし、現在、車輌の多くはアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）や走行安定制御装置（ＶＳＣ）を備えており、各車輪がこれらの制御装置により個別にスリップ制御されていることから、各車輪の制動度は互いに同一ではなく、それに伴ってブレーキパッドの温度も互いに異なってくることが考えられる。従って、ＡＢＳやＶＳＣの的確な作動を確保すべく、全ての車輪のブレーキパッドの温度を所定の好ましい限界値以内に適切に制御するためには、各車輪のブレーキパッド温度を各車輪のスリップに着目して個別に把握すると共に、ブレーキパッドの温度上昇に対応して摩擦制動と回生制動の間の配分を制御するにしても、各車輪のブレーキパッドの温度うちの最も高くなる温度に基づいて制御を行うことが重要であると考えられる。

本発明は、上記の認識に基づき、各車輪のブレーキパッドの温度がより的確に把握される車輌を提供すること課題としている。

上記の課題を解決するものとして、本発明は、ブレーキパッドにより摩擦制動される複数の車輪を備えた車輌にして、車輌の走行状態に基づいて各車輪のブレーキパッドの温度が個別に把握されるようになっていることを特徴とする車輌を提案するものである。

前記の車輌走行状態はＡＢＳまたはＶＳＣによる制御結果を含んでいてよい。

また、車輌走行状態に基づく各車輪のブレーキパッド温度の把握はブレーキ油圧と車速に基づく基本発熱量を車輌走行状態の制御に基づく各車輪のスリップ率にて修正することに基づいて行われてよい。

車輌は更に回生制動を行う回生制動手段を有し、車輪の少なくとも１つに対するブレーキパッドの温度に基づいて摩擦制動と回生制動の配分を制御するようになっていてよい。この場合、摩擦制動と回生制動の配分の制御は各車輪のブレーキパッドの温度のうちの最も高い温度に基づいて行われてよい。

上記の如く、ブレーキパッドにより摩擦制動される複数の車輪を備えた車輌に於いて、車輌の走行状態に基づいて各車輪のブレーキパッドの温度が個別に把握されれば、車輌の走行状態が制御されることにより各車輪の制動度に差が生じ、それによって各車輪のブレーキパッドの温度に差が生じても、ブレーキパッドの温度は各車輪について個別に的確に把握される。

車輌走行状態がＡＢＳまたはＶＳＣによる制御結果を含んでいるときには、ＡＢＳ制御またはＶＳＣ制御は各車輪のスリップを制御するものであることから、ブレーキパッドに於ける発熱量が車輪のスリップにより受ける影響をＡＢＳ制御またはＶＳＣ制御による各車輪のスリップ制御に基づいて算定し、各ブレーキパッドの温度を個別に的確に把握することができる。

特に、車輌走行状態に基づく各車輪のブレーキパッド温度の把握がブレーキ油圧と車速に基づく基本発熱量を車輌走行状態の制御に基づく各車輪のスリップ率にて修正することに基づいて行われれば、スリップがブレーキパッドの温度に及ぼす影響を的確に把握することができる。

車輌が更に回生制動を行う回生制動手段を有していれば、車輪の少なくとも１つに対するブレーキパッドの温度に基づいて摩擦制動と回生制動の配分を制御することにより、ブレーキパッドの温度を所定の好ましい限界値以下に保って必要な制動力を確保することができる。この場合、特に摩擦制動と回生制動の配分の制御が各車輪のブレーキパッドの温度のうちの最も高い温度に基づいて行われば、すべてのブレーキパッドの温度を所定の好ましい制限値以下に確実に維持することができる。

図１は、本発明の一つの実施の形態として、ＡＢＳやＶＳＣの機能を備えた車輌の構成を解図的に示す図である。但し、本発明はかかる車輌に於いて、車輌の走行状態に基づいてブレーキパッドの温度を個別に把握し、またそれに基づいて摩擦制動と回生制動の配分制御を行うソフトウエア的事項であり、図１に現れているハードウェア的構成自体は公知のものである。

図１に示す車輌は、左右の前輪および左右の後輪が駆動される４輪駆動車であり、中央の駆動力配分装置により駆動力の前後輪間配分が変更され得るようになっている。左右の前輪が舵輪である。これらの４輪により懸架された図には示されていない車体には、それ自身種々の態様にて公知の操舵装置、駆動装置、制動装置、電子制御装置（ＥＣＵ）が組み込まれている。

操舵装置には、ステアリングホイール、パワーアクチュエータ、操舵角補正装置が含まれており、運転者によるステアリングホイールの回動操作に応じてパワーアクチュエータを経て舵輪である左右の前輪が操舵されるようになっており、その際、左右の前輪はステアリングホイールによる操舵操作に基づく操舵角を操舵角補正装置により自動的に補正した操舵角にて転舵されるようになっている。

駆動装置には、内燃機関の如き動力源と、変速装置と、アクセルペダルが含まれており、動力源の出力は運転者によるアクセルペダルの踏込みと電子制御装置からの制御指令に応じて制御されるようになっている。

制動装置には、マスタシリンダと、油圧制御弁を備えた油圧回路と、ブレーキペダルが含まれており、運転者によるブレーキペダルの踏み込みに応じて４輪を同時に制動することの他に、電子制御装置からの制御指令に応じて左右の前輪および左右の後輪を個別に選択的に制動することができるようになっている。

電子制御装置は、その主要部がマイクロコンピュータにより構成されたものであり、マイクロコンピュータによる制御演算機能の一部として、本発明に関係する車輌の走行状態制御のための旋回挙動を演算する旋回挙動演算部、駆動力の前後配分を行う駆動力配分制御部、運転者の操舵操作による操舵角を補正する操舵角補正制御部、選択された車輪を選択的に制動する制動制御部が含まれている。電子制御装置には、車速センサより車速を示す信号、ヨーレートセンサより車体のヨーレートを示す信号、横加速度センサより車体の横加速度を示す信号、操舵角センサよりステアリングホイールによる操舵角を示す信号が供給される他、必要に応じてその他の種々の情報を示す信号が供給されるようになっている。電子制御装置はこれらの入力信号とマイクロコンピュータに予め装填された制御プログラムに従って種々の制御演算を行い、駆動力配分制御部を通して駆動力配分装置を制御して駆動力の前後輪間配分を変更したり、操舵補正制御部を通して操舵角補正装置を制御して操舵角を補正するほか、制動制御部を通して油圧回路を制御して選択された車輪を個別に選択的に制動し、また動力源の出力を負にして回生制動を行うことを含めて動力源の出力を制御するようになっている。

図２は、上記の如き構成を有する車輌に於いて本発明により行われるブレーキパッドの温度推定とそれに基づく摩擦制動と回生制動の配分制御を一つの実施の形態ついて示すフローチャートである。かかるフローチャートに沿った制御は、車輌の運行中数１０〜数１００ミリセカンドの周期にて繰り返されてよい。

制御が開始されると、ステップ１０にて、車輪を特定する指標ｉが毎回の制御開始時に０にリセットされた状態から１だけ増分される。これは４個の車輪のそれぞれを特定するためものであり、例えばｉ＝１，２，３，４がそれぞれ左前輪、右前輪、左後輪、右後輪を指すものとされる。従って、先ず最初はｉが１とされ、上記の設定では、左前輪についての処理から開始される。

次いで、制御はステップ２０へ進み、ｉが４以上であるか否かが判断される。答がノー（Ｎ）である間、制御はステップ３０へ進み、車速とブレーキ油圧とに基づき各車輪（ここではステップ１０にて特定された車輪、以下同様）のブレーキパッドに於ける基本発熱量Ｑgiが、ブレーキ油圧に基づく基本値Ｑgoi＝ｆqpi(Ｐi)と車速に基づく係数Ｋgv＝ｆqv(Ｖ)の積Ｑgi＝ＱgoixＫgvとして算出される。関数値ｆqpi(Ｐi)およびｆqv(Ｖ)は、それぞれ図３および図４に例示する如きマップを参照して求められてよい。

次いで、制御はステップを４０へ進み、ＡＢＳやＶＳＣの如き車輪のスリップ制御を行なう制御装置の作動情報より各車輪のスリップ率Ｒiが取得される。このスリップ率Ｒiは、例えば車輪の制動によるスリップにより車速に対比した車輪回転速度が９５％になったとすると、０．９５とされるような値である。ＡＢＳやＶＳＣの基本的作動はこの技術の分野に於いては公知であり、図１に示したような制御装置の構成により行える。

次いで、制御はステップ５０へ進み、ワイパーの作動や別途適宜に設けられる降雨センサ等からの信号より判断される降雨度Ｗrに基づき、冷却係数Ｋrcが関数ｆw(Ｗr)の値として求められる。かかる関数値も図５に例示した如きマップを参照して求められてよい。

次いで、制御はステップ６０へ進み、車速Ｖと、気温Ｔaと、上に求められた冷却係数Ｋrcとに基づいて、ブレーキパッドからの放熱量Ｑdiが、ブレーキパッド温度Ｔpiと気温Ｔaの差に放熱の熱伝達率αをかけた基本値Ｑdoi＝αx(Ｔpi−Ｔa)を車速Ｖに基づく放熱係数Ｋv＝ｆv(Ｖ)と上記の冷却係数Ｋrcにて修正した値Ｑdi＝ＱdoixＫvxＫrcとして算出される。尚、最初にステップがここに至ったときには、Ｔpiの値はまだ求められていないので、適当な初期値が使用され、次回のフローからは前回のフローにて以下のステップ７０に於いて算出された値が使用される。また、ここでも車速Ｖに基づく放熱係数Ｋv＝ｆv(Ｖ)の関数値は図６に例示した如きマップを参照して求められてよい。

次いで、制御はステップを７０へ進み、各車輪のブレーキパッドの温度の仮り推定値Ｔqiが、上に求められた発熱量Ｑgi、スリップ率Ｒsi、放熱量Ｑdi、およびブレーキパッドの質量Ｍと比熱γとに基づいてＴqi＝(ＱgixＲsi−Ｑdi)／(γxＭ)として求められる。

次いで、制御はステップを８０へ進み、上のステップ７０にて算出されたＴqiの値とステップ６０にて使用されたＴpiの差が或る所定の偏差ΔＴ以下であるか否かが判断される。答がノーである間制御はステップ９０へ進み、Ｔpiの値がＴqiの値により置き換えられ、これより制御はステップ６０へ戻る。こうしてステップ６０および７０が繰り返されれば、やがてステップ８０の答はイエス（Ｙ）に転ずるので、それより制御はステップ１００へ進む。

ステップ１００に於いては、今回算出された車輪ｉについてのブレーキパッド温度Ｔpiが一つ前の車輪ｉ−１について先に算出されたブレーキパッド温度Ｔpi-１より高いか否かが判断される。ｉが１であるときには、Ｔpi-１の温度はまだ算出されておらず、０にリセットされたままであるので、答はイエスである。ｉが２またはそれ以降であるときには、答はイエスまたはノーのいずれかになる。答がイエスのときには、制御はステップ１１０へ進み、Ｔpiの値がブレーキパッド温度の最高値を示すＴpmaxとされ、答がノーのときには、制御はステップ１２０へ進み、Ｔpi-１の値がブレーキパッド温度の最高値を示すＴpmaxとされる。

いずれにしても、これより制御はステップ１０へ戻り、ｉの値を１増分して次の車輪について同様の処理が行われる。こうして４個の車輪のすべてについてブレーキパッド温度Ｔpiを推定する処理を行われ、その内の最高値のものがＴpmaxとして求められると、ステップ２０の答はノーからイエスに転ずるので、これより制御はステップ１３０へ進む。

ステップ１３０に於いては、Ｔpmaxがブレーキパッド温度の上限値として設定されたＴtと比較され、その偏差ΔＴが算出するされる。

次いで、制御はステップ１４０へ進み、４輪のブレーキパッドのうち温度が最も上昇したものの温度ＴpmaxがＴtを越えたことに対処して、ブレーキパッドによる摩擦制動の一部を低減し、それを回生制動に置き換えるべく、ブレーキ油圧を低減させる低減幅ΔＰがΔＴの関数値ｆp(ΔＴ)として算出される。この関数値は図７に例示した如きマップを参照して求められてよい。

次いで、制御はステップ１５０へ進み、ブレーキ油圧がΔＰ低減されることによる制動力の低減を回生制動により賄うとして、その増分ΔＦrbの値が関数ｆrb(ΔＰ)の値として求められる。この関数値も図８に例示した如きマップを参照して求められてよい。

次いで、制御はステップ１６０へ進み、回生制動力の増分ΔＦrbを発生させるために必要なスロットル開度の低減量Δθthが関数ｆth(ΔＦrb)の値として算出される。これもまた図９に例示した如きマップを参照してその時の変速段に応じて求められてよい。

次いで、制御はステップ１７０へ進み、現在のスロットル開度θthよりΔθthを差し引いた値が正であるか否か、即ち、Δθthだけのスロットル開度の低減が可能であるか否かが判断される。そして、答がイエスであれば、制御はステップ１８０へ進み、Δθthだけのスロットル開度の低減が行われる。一方、答がノーであり、即ち、最早Δθthだけのスロットル開度の低減ができないときには、制御はステップ１９０へ進み、変速段を下げるシフトダウンが行われる。

いずれの場合にも、次いで、制御はステップ２００へ進み、ブレーキ油圧ＰiがΔＰだけ低減される。

以上に於いては本発明を一つの実施の形態について詳細に説明したが、かかる実施の形態について本発明の範囲内にて種々の変更が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

本発明の一つの実施の形態としてＡＢＳやＶＳＣの機能を備えた車輌の構成を解図的に示す図。 本発明の車輌に於いて行われるブレーキパッドの温度の推定とそれに基づく摩擦制動と回生制動の配分制御を一つの実施の形態ついて示すフローチャート。 図２のフローチャートのステップ３０にて参照されるがマップの一例を示す図。 図２のフローチャートのステップ３０にて参照されるがマップの一例を示す図。 図２のフローチャートのステップ５０にて参照されるがマップの一例を示す図。 図２のフローチャートのステップ６０にて参照されるがマップの一例を示す図。 図２のフローチャートのステップ１４０にて参照されるがマップの一例を示す図。 図２のフローチャートのステップ１５０にて参照されるがマップの一例を示す図。 図２のフローチャートのステップ１６０にて参照されるがマップの一例を示す図。

Claims (6)

1. ブレーキパッドにより摩擦制動される複数の車輪を備えた車輌にして、車輌の走行状態に基づいて各車輪のブレーキパッドの温度が個別に把握されるようになっていることを特徴とする車輌。
2. 前記の車輌走行状態はＡＢＳによる制御結果を含むことを特徴とする請求項１に記載の車輌。
3. 前記の車輌走行状態はＶＳＣによる制御結果を含むことを特徴とする請求項１に記載の車輌。
4. 車輌走行状態に基づく各車輪のブレーキパッド温度の把握はブレーキ油圧と車速に基づく基本発熱量を車輌走行状態の制御に基づく各車輪のスリップ率にて修正することに基づいて行われることを特徴とする請求項２または３に記載の車輌。
5. 車輌は更に回生制動を行う回生制動手段を有し、前記車輪の少なくとも１つに対するブレーキパッドの温度に基づいて摩擦制動と回生制動の配分を制御するようになっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車輌。
6. 前記の摩擦制動と回生制動の配分の制御は各車輪のブレーキパッドの温度のうちの最も高い温度に基づいて行われることを特徴とする請求項５に記載の車輌。
   

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