JP2007161154A - 車両のブレーキ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータ位置とパッド押付力の関係を示すグラフの変動やばらつきに起因する左右輪の制動力差によって車両挙動が不安定になるのを防止すること。
【解決手段】ブレーキ手段におけるパッド押付力を車輪毎に独立に制御するブレーキ制御手段と、パッド押付力制御で必要とされる駆動データを記憶する記憶手段と、車両の走行状態検出手段と、車輪毎のブレーキ制御手段を介して車両走行状態を制御する車両制御手段とを備えたブレーキ制御装置であって、制動中にブレーキ装置を操作して車両の走行状態を安定化することにより得られるブレーキアクチュエータの状態を利用して、モータ位置とパッド押付力の関係を示すメモリデータを更新することとした。これにより、この関係を取得する際に使用する電流センサ値のばらつきや、ブレーキアクチュエータの経年変化によるアクチュエータ剛性の変化によらず、左右輪において同等の押付力を発生させる。
【選択図】図５

Description

本発明は、モータなどの電動手段によってピストンの変位を制御することができ、ピストンの変位によってブレーキ摩擦材を被制動部材に接触させることにより、制動力を発生するブレーキ装置の制御装置に関するものである。

近年、モータなどの電動手段によりブレーキ摩擦材の押付力を自在に変化させることができるブレーキ装置が種々提案されている。このようなブレーキ装置を装備した車両では、運転者からの制動指令に拘束されずにブレーキ制御が可能であるため、車両走行の安全性と快適性を向上させることが可能である。例えば、特許文献１では、あるブレーキ装置のブレーキパッドとディスクロータの接触開始を検知したときに接触開始位置の制動力を保持させ、未接触のブレーキ装置があれば、これに対してはその接触を早める動作をさせることにより、各車輪の制動タイミングを揃えることができる電動ブレーキ装置が提案されている。

このような電動アクチュエータを備えたブレーキ装置では、モータ位置とパッドの押付力の関係を表すグラフをあらかじめブレーキの制御装置に記憶しておき、運転者が要求した押付力に対応するモータ位置となるようにモータを制御する。

また、例えば、特許文献２には、モータ電流とモータ位置の情報を用いて、押付力がゼロとなるパッドとディスクの接触点におけるモータ位置を検出する方法が記載されている。これによると、パッドとディスクの接触点におけるピストン変位を高精度に検出できれば、パッドの押付力をモータ変位量からより高精度に推定することができる。
特開２００３−１７５８１６号公報 特開２００２−８１４７５号公報

ところで、上記特許文献１，２に記載されているブレーキ装置は車輪に装着されて厳しい環境で使用されるため、アクチュエータ制御に用いられるセンサからの信号にはノイズが乗る。したがって、上記特許文献２に示すように、モータ電流とモータ位置の関係からモータ位置とパッド押付力の関係を表すグラフを求める場合、このグラフはばらつきを持つことになる。さらに、アクチュエータの経年変化や温度環境などによっても、上記グラフは変動するため、制御装置で認識しているパッド押付力と実際のパッド押付力の間には大きな差が生じる可能性がある。

このような場合、左右輪では制動力に差が生じることになり、制動によって車両の進行方向が傾く可能性があるので、非常に危険である。したがって、安全に制動を行うためには、モータ位置とパッド押付力の関係を適宜補正する必要がある。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、モータ位置とパッド押付力の関係を表すグラフの作成ばらつきや、経時変化、温度環境などによるグラフの変動に起因して、車両の左右輪で制動力に大きな差が生じることのないブレーキ制御装置を提供することにある。

前記課題を解決するために、本発明は主として次のような構成を採用する。
車輪に制動力を発生するブレーキ手段におけるブレーキ摩擦材の移動量を車輪毎に独立に制御するブレーキ制御手段と、前記移動量の制御において必要とされる駆動データを記憶する記憶手段と、車両の走行状態を表す物理量を検出する車両走行状態検出手段と、前記物理量に基づいて車輪毎のブレーキ制御手段を介して車両走行状態を制御する車両制御手段と、を備えた車両のブレーキ制御装置であって、
前記車両制御手段は、前記ブレーキ手段によって車両の走行状態を制御した結果の制御データを取得し、前記取得した制御データを用いて前記記憶手段に記憶されていた駆動データを補正し更新する構成とする。

また、車輪に制動力を発生するブレーキ手段におけるブレーキ摩擦材の移動量を車輪毎に独立に制御するブレーキ制御手段と、前記移動量の制御において必要とされる駆動データを記憶する記憶手段と、車両の走行状態を表す物理量を検出する車両走行状態検出手段と、前記物理量に基づいて車輪毎のブレーキ制御手段を介して車両走行状態を制御する車両制御手段と、を備えた車両のブレーキ制御装置であって、
前記車両制御手段は、車両の停止状態で前記ブレーキ手段に所定動作を実施させた結果の制御データを取得し、前記取得した制御データを用いて前記記憶手段に記憶されていた駆動データを補正し更新する構成とする。

また、前記ブレーキ制御装置において、前記車両制御手段は、制動指令でブレーキ制御を行ったときのヨー角速度が規定値以上である場合、車両の安定化制御を実施して得られた各車輪への押付力を基に前記制御データを取得する構成とする。

また、前記車両のブレーキ制御装置において、前記車両制御手段は、前記駆動データを補正する補正指令信号を受け取り、車両停止を確認して、各車輪への押付力の増力と減力の動作を実施し、前記増力減力動作により得られたモータ電流を基に前記制御データを取得する構成とする。

本発明によると、あらかじめ記憶されているモータ位置とパッド押付力の関係による剛性グラフを参照して押付力を推定するブレーキ制御装置において、制動中に、ブレーキ装置を操作して車両の走行状態を安定化することにより得られるブレーキアクチュエータの状態値を利用して剛性グラフを補正することができるので、剛性グラフを作成するときに使用する電流センサ値のばらつきや、経年変化によるアクチュエータ剛性の変化によらず、左右輪において同等の押付力を発生させることが可能であり、したがって、制動中の車両の走行安定性を確保することができ、安全性を向上させることができる。

また、本発明を車両検査時などに実施することにより、定期的に確実に剛性グラフを補正することができるため、ブレーキ装置の経年変化に起因する車両走行の安全性低下を防止することができる。

本発明の実施形態に係るブレーキ制御装置について、図１〜図１４を参照しながら以下詳細に説明する。図１は本発明の実施形態に係るブレーキ制御装置を適用した車両のシステム全体構成を示す図であり、車両の４輪にそれぞれのブレーキ力を独立に制御可能なブレーキ装置として電動ブレーキ装置を装着した車両（例えば、自動車）のブレーキ制御システムを示している。

図１において、車両は、車輪８ａ〜８ｄと、車輪８ａ〜８ｄとともに回転するディスクロータ７ａ〜７ｄと、ディスクロータ７ａ〜７ｄを押圧し摺動する電動ブレーキアクチュエータ６ａ〜６ｄと、ブレーキペダル１と、ブレーキペダル１の変位量を電気信号に変換するためのストロークセンサ２と、ストロークセンサ２からの電気信号に基づいて４輪の各制動力を統括的に制御するメインコントローラ３と、メインコントローラ３から出力される電気信号に基づいて各輪の電動ブレーキを制御する電動ブレーキコントローラ４ａ〜４ｄと、電動ブレーキコントローラ４ａ〜４ｄから出力される電気信号に基づいて各輪の電動ブレーキアクチュエータ６ａ〜６ｄのモータに電流を入力しモータを動作させるモータドライバ５ａ〜５ｄと、車体のヨー角速度を測定するためのヨー角速度センサ２０と、ブレーキアクチュエータ６ａ〜６ｄの動作を開始するためのスイッチ３５と、車両の走行距離をカウントする走行距離メータ３６と、ユーザに警告を出すための警告灯３７と、から構成される。

図２は本発明の実施形態に係るブレーキ制御装置に接続される電動ブレーキアクチュエータの構成を示す図である。図２を用いて、本実施形態に関連する電動ブレーキアクチュエータ６の構成および動作メカニズムを説明する。

電動ブレーキアクチュエータ６は、モータドライバ５により電流が入力されるモータコイル１１と、モータコイル１１の磁界変化に伴って回転するモータロータ１０と、モータロータ１０に固定されている磁石１２と、モータロータ１０の回転速度を減速するとともにトルクを増幅する減速機１３と、減速機１３の減速された回転運動を直動運動に変換する回転−直動変換機構であるボールねじ１４と、ボールねじロッド１５により直動運動させられるピストン１６と、ピストン１６に固定されディスクロータ７を押圧するブレーキパッド１７ａ，１７ｂと、モータロータ１０の回転変位を検出するためのレゾルバ１８と、モータコイル１１に流れる電流を測定するモータ電流センサ２３と、モータドライバ５と電動ブレーキコントローラ４とモータドライバ５および電動ブレーキコントローラ４に電圧を与えるためのバッテリ２４と、ブレーキパッド１７ａ，１７ｂの押付力を測定する押付力センサ３８と、から構成される。回転−直動変換機構であるボールねじ１４の代わりに、ボールランプなどの他の機構を使用してもよい。なお、後輪の電動ブレーキアクチュエータ６ｃおよび６ｄは押付力センサ３８を有しなくてもよい。

上述した電動ブレーキ装置の駆動源であるモータは、モータコイル１１と、モータロータ１０と、モータロータ１０に固定されている磁石１２および軸受けと、から構成されるブラシレスモータである。ブラシレスモータは、モータロータ１０の回転変位（回動変位）を検出するためのレゾルバ１８の測定値とモータコイル１１に流れる電流の値を測定するモータ電流センサ２３の測定値を使用して制御される。

ここで、モータロータ１０がトルクを発生すると、モータロータ１０とともに減速機１３が回転してトルクを増幅し、ボールねじ１４を動作させる。ボールねじ１４の動作によりピストン１６が直動運動を行い、ブレーキパッド１７をディスクロータ７に押し付けたり、ディスクロータ７から離したりする。ブレーキパッド１７がディスクロータ７に押し付けられた場合にブレーキパッド１７が変形し、押付力が発生する。

図３は本発明の実施形態に係るブレーキ制御装置が４輪車両のブレーキ装置を制御する制御信号形態を示すブロック図であり、４輪の車両におけるブレーキ制御系の主な構成要素と、各構成要素によるデータの受け渡し形態を示している。４輪の車輪８はそれぞれブレーキアクチュエータ６を備えており、各ブレーキアクチュエータ６はブレーキコントローラ４およびモータドライバ５により制御される。ブレーキコントローラ４はメインコントローラ３からパッドの押付力指令を受け取り、ブレーキアクチュエータ６によるパッド押付力を制御するための制御信号を作成する。モータドライバ５はブレーキコントローラ４から制御信号を受け取り、ブレーキアクチュエータ６のモータコイルに流す電流を生成する。この電流によりブレーキアクチュエータ６はパッドの押付力を発生し、車両運動を制御する。メインコントローラ３は、車輪速（不図示）やヨー角速度（図１の符号２０）などの車両運動状態を示す量を取得し、これらの情報に基づいて押付力指令を作成する。

図４は本発明の実施形態に係るブレーキ制御装置におけるブレーキコントローラの内部構成と信号形態を示す図である。図４において、ブレーキコントローラ４は、モータ位置と押付力の対応関係によりモータ位置から押付力を推定する押付力推定部２６と、制御信号作成部２７とにより構成される。押付力推定部２６はデータを記憶するためのメモリを備えており（内部又は外部に）、メモリには規定された一定間隔ごとのモータ位置に対する押付力のグラフデータが格納されている。モータ位置に対する押付力のグラフを剛性グラフと呼ぶ。押付力推定部２６はブレーキアクチュエータ６に装備されているレゾルバ１８からのモータ位置（ロータの回転変位）を取得し、剛性グラフのモータ位置と照らし合わせてメモリに格納されているグラフデータを補間し、適切な押付力推定値を出力する。制御信号作成部２７は剛性グラフによる押付力推定部２６が出力した押付力推定値とメインコントローラ３からの押付力指令値を取得し、これらの偏差をＰＩＤ制御によって制御信号に変換し出力する。

次に、本発明の実施形態に係るブレーキ制御装置における動作態様について、図５〜図１４を参照しながら以下説明する。図５は本発明の実施形態に係るブレーキ制御装置における基本的な動作手順を示すフローチャートである。

図５において、図１の構成を備えた車両で図３に示すシステムを起動した後に、メインコントローラ３からの制動指令のありなし（具体例で云えば、ブレーキペダル１でブレーキを掛けたか否か）を判断する（Ｓ１）。制動指令のありなしはメインコントローラ３からの押付力指令値がゼロでない値であるか、ゼロであるかにより判断する。ここで制動指令なしと判断した場合には引き続きＳ１にて制動指令のありなし判断を実施する。制動指令ありと判断した場合にはブレーキコントローラが押付力指令に従い、ブレーキ制御を実施する（Ｓ２）。

次に、ヨー角速度センサ２０より取得した車体のヨー角速度絶対値が規定値Δ以上の値であるかどうかを判断する（Ｓ３）。ここで、ヨー角速度絶対値が規定値Δ未満の場合には車両の走行状態は安定であると判断し、引き続きＳ２のブレーキ制御を行う。ヨー角速度絶対値が規定値Δ以上の場合には（車両の振れる速度が規定値以上の大きい場合）、車両の走行状態が不安定になっていると判断し、車両安定化制御を実施する（安定化制御の具体例については図６の説明で述べる）（Ｓ４）。その後、制動が終了したか（具体的には、ブレーキペダルを離したとき、又は車が停止したときなど）どうかの判断を行い（Ｓ５）、制動が終了していない場合には車両安定化制御（Ｓ４）を続行する（換言すると、制動が終了するまで車両安定化制御を実施する）。一方、制動が終了した場合には、剛性グラフデータの補正制御を実施する（補正制御の概念については図８と図９の説明で、補正制御の条件と手順については図１０の説明でそれぞれ述べる）（Ｓ６）。

図６は本実施形態に係るブレーキ制御装置における車両安定化制御の具体例を示すフローチャートである。車両安定化制御においては、最初に車両に発生しているヨー角速度が正であるか負であるかを判断する（Ｓ１１）。ただし、ヨー角速度の正負は、車両を上から見て反時計回りのヨー角速度を正、時計回りのヨー角速度を負とする。Ｓ１１において、ヨー角速度が正であると判断した場合には左輪ブレーキへの押付力指令を減少させ、右輪ブレーキへの押付力指令を増加させる（Ｓ１２）。逆に、ヨー角速度が負であると判断した場合には左輪ブレーキへの押付力指令を増加させ、右輪ブレーキへの押付力指令を減少させる（Ｓ１３）。すなわち、車両の振れを補正する（打ち消す）ようにブレーキを掛ける。なお、本実施形態においてはそれぞれのブレーキへの押付力指令変化量絶対値は等しいものとし、その絶対値はヨー角速度絶対値の大きさにゲインを乗じて算出している。

図７は本実施形態に係るブレーキ制御装置における車両安定化制御の効果と車両安定化制御実施時のパッド押し付け力を示すグラフである。図７（ａ）は、走行中の車両において、後輪の左右ブレーキコントローラにそれぞれ異なる初期押付力指令を与えて制動を開始するとともに、車両安定化制御を実施した場合および実施しなかった場合の車両の初期位置からの横変位量を比較したものである。車両安定化制御を実施しなかった場合に比べ、車両安定化制御を実施した場合は横変位量が小さくなっている。

図７（ｂ）は車両安定化制御を実施した場合、後輪左右ブレーキにおける押付力の時系列グラフを示したものである。図７（ｂ）によれば、車両安定化制御実施後の左右輪ブレーキの押付力がそれぞれほぼ一致している。本発明は車両安定化制御実施後の左右輪ブレーキの押付力が一致すること（図示の例では２秒後）を利用してブレーキコントローラのメモリに記憶している剛性グラフデータを補正することにより、補正後の制動においては図５に示す規定値Δ以上のヨー角速度が発生しないようにすることを目的としている。

図８は本実施形態に関する、モータ位置とパッド押し付け力との関係を表す剛性グラフを補正するに必要な補正点を得るための説明図である。図９は本実施形態に関する、モータ位置とパッド押し付け力との関係を表す剛性グラフを補正したことによる効果を説明する図である。図８と図９を用いて剛性グラフデータの補正方法の例を説明する。以下の説明では、後輪の左右ブレーキについて説明するが、４輪の車両においては４輪に適用してもよい。

図８はモータ位置と押付力によるブレーキアクチュエータの剛性グラフを示しており、曲線２８は現在ブレーキコントローラのメモリに記憶されている左後輪ブレーキアクチュエータの剛性グラフ（初期値であってもよいし、初期値からの補正値であってもよい）、曲線２９は同じくメモリに記憶されている右後輪ブレーキアクチュエータの剛性グラフ、曲線３０は左後輪の真の剛性グラフ（モータ位置とパッド押し付け力との関係表が、ブレーキコントローラ内のメモリに記憶されたものでなくて、実際上のもの）、曲線３１は右後輪の真の剛性グラフである。ここで、車両安定化制御を実施した後に、左後輪ブレーキアクチュエータのモータ位置がＰＬ１に、右後輪アクチュエータのモータ位置がＰＲ１になった場合、左右アクチュエータが出力する押付力（実際上の押付力）はいずれもＦ１でありほぼ一致する。このとき、左後輪のブレーキコントローラ４で認識している左後輪ブレーキアクチュエータの押付力（メモリされた剛性グラフによる押付力）はＦＬ１（図８の曲線２８を参照）、右後輪のブレーキコントローラで認識している右後輪ブレーキアクチュエータの押付力はＦＲ１である（図８の曲線２９を参照）。

ここで、車両安定化制御の後に、右輪のモータ位置がＰＲ１、押付力がＦＬ１である点Ａ１を得る（ＰＲ１は図２のレゾルバ１８により、ＦＬ１は図２の押し付け力センサ３８によりそれぞれ取得できる）。同様に、別の機会に車両安定化制御を実施して上記手順により、モータ位置がＰＲ２、押付力がＦＬ２である点Ａ２を得る。

次に、右後輪のブレーキコントローラのメモリに記憶されている右後輪ブレーキアクチュエータの剛性グラフである曲線２９を点Ａ１と点Ａ２を通るグラフに補正する（右後輪の剛性グラフを補正することによって、次回の制動指令でブレーキ制御がなされてもヨー角速度が規定値Δ以上にならないように左後輪の剛性グラフの特性に合わせるようにする）。補正する際にはまず、モータ位置がＰＲ１、ＰＲ２である曲線２９上の２点（Ｇ，Ｈ）を結ぶ直線が点Ａ１と点Ａ２を結ぶ直線と平行になるように、曲線２９を構成するすべての押付力データに定数ｃを乗じたグラフを作成する。続いて、このグラフが点Ａ１および点Ａ２を通るように横軸方向に平行移動する。

図９は図８に示す曲線２９を補正し、曲線３２とした場合の剛性グラフである。剛性グラフの補正後にブレーキ制御を実施する場合、ブレーキコントローラ４は左右各ブレーキアクチュエータ（６ｃ，６ｄ）で押付力Ｆを発生するようにモータ位置をそれぞれＰＬとＰＲに制御する。このときの実際上の左右輪ブレーキアクチュエータにおける押付力をそれぞれＦＬ，ＦＲとすると、ＦＬとＦＲの差の絶対値は補正前の例えば実際上のＦＬとＦＲ（図８におけるＰＬ１とＰＲ１における曲線３１と３０によるパッド押付力）の差の絶対値よりも小さくなり、左右輪における制動力の差を小さくすることができる。これにより、制動を実施するときの車両走行を安定に保つことができ、車両走行の安全性を向上することができる。なお、図９で縦軸のＦはブレーキコントローラが認識している押し付け力であり、ＦＬとＦＲは実際上の押し付け力を表す。図８では、剛性グラフとして、モータ位置とパッド押付力との特性を示したが、これに限らず、ピストン１６の変位データとブレーキ摩擦材１７と回転部材７の間に生じる押付力データとの関係を示す特性データであってもよい（モータ位置よりもピストン位置を検出した方がブレーキ制御にとってより正確である）。

図１０は図５中の剛性グラフ補正制御（Ｓ６）の詳細を示すフローチャートである。剛性グラフ補正制御が開始された場合、最初に車両安定化制御開始後の経過時間が規定値Ｔ以上であることを確認する（Ｓ２１）。この判定を実施することにより、左右輪ブレーキアクチュエータ押付力が静定していない状態で補正を実施することを防止することができる。Ｓ２１において、車両安定化制御開始後の経過時間がＴ以上であると判定した場合には、起動後の制動回数が規定回数Ｎに達しているかどうかを判定する（Ｓ２２）。この判定を実施することにより、長期間使用していない車両でディスクロータ表面が酸化していてパッドとディスクロータ間の摩擦力のばらつきが大きくなっている状態で補正制御を実施することを防止することができる。

Ｓ２２において、起動後の制動回数が規定回数Ｎに達していると判断した場合には、剛性グラフ補正制御を開始するまでの制動中に操舵角が規定値δ未満であったかどうかを判定する（Ｓ２３）。この判定を実施することにより、旋回しながら制動を行った場合のデータを使って補正することを防止することができる。Ｓ２３において制動中の操舵角が規定値δ未満であったと判断した場合には、車両安定化制御中のヨー角速度変化幅が規定値Δ未満であったかどうかを判定する（Ｓ２４）。この判定を実施することにより、左右で路面摩擦係数が異なっている場合や、制動中に車輪がロックした場合に補正を実施することを防止することができる。

Ｓ２４において、車両安定化制御中のヨー角速度変化幅が規定値Δ未満であったと判断した場合には、車両安定化制御中のヨー角速度が常に規定値ｒ未満であったかどうかを判定する（Ｓ２５）。この判定を実施することにより、車両安定化制御が正常に実施されていない場合に補正を実施することを防止することができる。Ｓ２５において、車両安定化制御が正常に実施されたということを確認できた場合には今回の車両安定化制御が２回目以降であるかどうかを判定する（Ｓ２６）。この判定は剛性グラフを、２点を用いて補正するために実施される。Ｓ２６において、今回の車両安定化制御が２回目以降であると判断した場合、剛性グラフデータの補正を実施する（Ｓ２７）。

本実施形態では２回の車両安定化制御を実施した後に（図８と図９に示すＡ１点とＡ２点を得た後）、剛性グラフの補正を行うようにしているが、１回の車両安定化制御後に得られる補正点を通るように剛性グラフを補正してもよい。この場合は、剛性グラフの立ち上がり点は元のままとし、補正点を通るように立ち上がり点を中心として剛性グラフ全体を回転させるとよい。逆に３回以上の車両安定化制御を実施すれば、図８の点Ａ１、点Ａ２に相当する点を３点以上得ることができる。この場合は各点を通るような多項式を設定し、これを剛性グラフとすることにより、精度の高い剛性グラフを得ることができる。

また、図８および図９では、左後輪アクチュエータの剛性グラフにおける押付力の方が右後輪アクチュエータの剛性グラフにおける押付力よりも大きい場合について、左後輪の剛性グラフを基準として右後輪の剛性グラフを補正する例について説明したが、最初のそれぞれの剛性グラフにおける押付力の大きさは逆であってもよいし、また、右後輪の剛性グラフを基準として左後輪の剛性グラフを補正してもよい。

図１１は図９の曲線２８と曲線３２を加工した場合の剛性グラフである。図１１中の曲線３３と曲線３４はそれぞれ図９の曲線２８と曲線３２の押付力のデータに係数ｅを乗じて得られたものである。係数ｅは０ ＜ ｅ ＜ １であり、値はｅを乗じて得られる曲線３４がすべてのモータ位置に関して図８の曲線２９よりもグラフにおいて上になる値とした。この操作により、メモリに記憶する剛性グラフを真の剛性グラフ（メモリされたものでなくて実際上のもの）に近づけることができ、押付力の絶対値の制御精度も向上することができる。またこの場合、曲線２８と曲線３２の押付力のデータに係数を乗じるのではなく、グラフの立ち上がり点を基準として各グラフを最初の曲線２９の方向に等量だけ回転させることによっても同様の効果が得られる。

また、本実施形態では車両安定化制御として、ヨー角速度による制御を実施したが、車輪速を用いて制御してもよいし、あるいは、衝突防止システムのためのカメラを備えた車両であれば、カメラ画像により車両が安定に走行しているかどうかを判断して制御してもよい。

以上の説明は、４輪各輪に電動ブレーキを装備した車両において、後左右輪について、それぞれのブレーキ装置の剛性グラフデータを補正するものであるが、ブレーキ装置は各輪のブレーキ力を独立に制御できるものであればよく、例えば、ポンプにより加圧されたブレーキ液圧を電気式制御弁により調節してパッドの押付力を制御するブレーキ液圧を利用する電動式ブレーキでもよい。また、液圧を利用するブレーキシステムは通常、ブレーキ液配管やブレーキアクチュエータ故障時にも安全性を確保できるように、Ｘ配管構成による２系統システムとするのが一般的である。Ｘ配管構成のブレーキシステムにおいて、１系統に故障が生じた場合には、例えば、左前輪ブレーキと右後輪ブレーキを使用することになる。この場合、本発明の剛性グラフデータ補正では、左前輪あるいは右後輪の剛性グラフデータのいずれかを基準として前輪ブレーキと後輪ブレーキの制動力配分の比と同じ比率になるように押付力データを補正するものとする。

図１２は剛性グラフの補正を促す補正指令信号を受け取った場合の補正処理を示すフローチャートである。補正指令信号は車両に取り付けられたスイッチ３５（ブレーキアクチュエータの動作開始用スイッチであり、図１を参照）により発生し、メインコントローラ３を通してブレーキコントローラ４に伝えられる。補正指令信号を受け取った場合の補正処理においては、補正指令信号を検出した場合（Ｓ３１）、車両が停車しているかどうかの判断を実施する（Ｓ３２）。Ｓ３２において、車両の停車が確認された場合には、押付力の増力減力動作を実施し（Ｓ３３）、この動作により得られたモータ位置に対するモータ電流の値を押付力に変換して剛性グラフデータを得る（Ｓ３４）。その後、ブレーキコントローラ内のメモリに格納された剛性グラフデータを更新記録する（Ｓ３５）。

図１３は図１２のＳ３３における押付力の増力減力動作を示す模式図である。モータ位置を増加させて減少させると、押付力も同様に増加して減少する。一方、モータ電流は、モータ位置を増加させる場合にはモータ位置に従って増加するが、モータ位置を減少させる場合にはアクチュエータの非線形性により、モータ位置に従って減少するとは限らない。したがって、モータ位置を増加させた場合の電流データのみを剛性グラフ作成に使用することとする。図１２に示す剛性データの更新制御は、停車して実施するので、法律により定められた車両検査時に実施するのが効果的であり、定期的に確実に補正を実行することができるため、ブレーキ装置の経年変化に起因する車両走行の安全性低下を防止できる。

図１２と図１３に示す剛性データの補正と更新は、車両が停止状態のときに実施することを前提とし、図５に示す剛性データの補正制御は運転状態のときに実施することを前提としており、これらの実施は、それぞれ単独で行っても良く、また、運転状態のときと停止状態のときとを随時に併せて実施しても良い。

図１４は車両の走行距離に応じて、剛性グラフの補正制御を実施するように車両ユーザに対して警告を行う場合の制御のフローチャートである。この制御においては、補正動作後にその時点における走行距離を記録している。前回に実施された補正のときの走行距離と現在の走行距離を比較し（Ｓ４１）、その差が規定値Ｓ以上となった場合にユーザに警告することとした（Ｓ４２）。この制御を実施することにより、ブレーキ装置の使用頻度に対応した剛性グラフの補正を確実に実施できる可能性が高くなり、車両走行の安全性を向上させることができる。

以上説明したように、本発明の主たる特徴は、モータ位置とパッド押付力の関係を示すグラフの変動やばらつきに起因する左右輪の制動力差によって車両挙動が不安定になるのを防止することを解決課題として、制動中にブレーキ装置を操作して車両の走行状態を安定化することにより得られるブレーキアクチュエータの状態を利用して、モータ位置とパッド押付力の関係を示すメモリデータを更新することにあり、これにより、この関係を取得する際に使用する電流センサ値のばらつきや、ブレーキアクチュエータの経年変化によるアクチュエータ剛性の変化によらず、左右輪において同等の押付力を発生させることが可能となるものである。

そして、本発明の実施形態に係る車両のブレーキ制御装置は、次のような構成を有して機能乃至作用を奏するものを含むものである。すなわち、各輪のブレーキ力をそれぞれ独立に制御できるブレーキ制御装置を有する車両において、車両の走行状態を表す物理量を検出するセンサにより得られるヨー角速度や車輪速などに基づいてブレーキ装置を駆動することにより、車両走行状態を安定化した後に得られる各輪ブレーキ装置のピストン位置（又はモータ位置）を用いて、制御情報の記憶装置に記録しているピストン位置とパッド押付力との関係を補正するものである。この実施形態によれば、ブレーキアクチュエータの経時変化や温度環境によりモータ位置とパッド押付力との関係が変動した場合にも、これらの関係を補正することができるため、左右輪で制動力に大きな差が生じて、車両挙動が不安定になるのを防止することができる。

また、車両が停止している状態でブレーキ装置に規定の動作を実施させることによりブレーキ装置の駆動データを取得し、この駆動データを用いて、制御情報の記憶装置に記録しているピストン位置（又はモータ位置）とパッド押付力との関係を補正するものである。この実施形態によれば、車両停止時にブレーキ装置に規定動作を実施させることによって、アクチュエータ内部部材の慣性の影響を受けないブレーキ装置の駆動データを取得することができ、ピストン位置とパッド押付力との関係を確実に補正することができる。

また、制御情報の記憶装置に記憶しているピストン位置（又はモータ位置）とパッド押付力の関係を補正するための動作を開始させるための信号を取得する外部インターフェースを備え、この信号が入力された場合にピストン位置とパッド押付力の関係を補正することとした。この実施形態によれば、車両のユーザまたはメンテナンスを実施する者が、車両停止の安全を確保した上で上記補正のためのブレーキ装置動作を実施することができる。

また、ピストン位置とパッド押付力の関係を補正するための動作を法律により定められた車両検査時に、定期的に実施するものである。この実施形態によれば、車両運転のときの制動指令時おける補正が実施されずに、アクチュエータの経時変化が進行する場合においても、定期的に確実に補正が実施され、車両走行の安全性を向上させることができる。また、車両の走行距離を検出する手段を備え、これにより得られる走行距離が規定値に達した場合に、車両のユーザに対して、制御情報の記憶装置に記録しているピストン位置とパッド押付力との関係の補正が必要であることを警告することとした。この実施形態によれば、走行距離から判断した適切なタイミングに補正動作を実施することができ、車両走行の安全性を向上させることができる。

また、モータの駆動によってピストン変位を生じる電気式のブレーキアクチュエータにおいて、ブレーキ装置の駆動データとして、ピストン位置の代わりにモータ位置を使用することとした。この実施形態によれば、アクチュエータ内部のがたつきなどによるモータ位置とピストン位置のずれの影響を除外することができる。

本発明の実施形態に係るブレーキ制御装置を適用した車両のシステム全体構成を示す図である。 本発明の実施形態に係るブレーキ制御装置に接続される電動ブレーキアクチュエータの構成を示す図である。 本発明の実施形態に係るブレーキ制御装置が４輪車両のブレーキ装置を制御する制御信号形態を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係るブレーキ制御装置におけるブレーキコントローラの内部構成と信号形態を示す図である。 本発明の実施形態に係るブレーキ制御装置における基本的な動作手順を示すフローチャートである。 本実施形態に係るブレーキ制御装置における車両安定化制御の具体例を示すフローチャートである。 本実施形態に係るブレーキ制御装置における車両安定化制御の効果および車両安定化制御実施時のパッド押付力を示すグラフである。 本実施形態に関する、モータ位置とパッド押し付け力との関係を表す剛性グラフを補正するに必要な補正点を得るための説明図である。 本実施形態に関する、モータ位置とパッド押し付け力との関係を表す剛性グラフを補正したことによる効果を説明する図である。 本実施形態に係るブレーキ制御装置における剛性グラフ補正制御の具体例を示すフローチャートである。 本実施形態に関する、剛性グラフの推定押付力値を真の押付力値に近づけるための方法を示す説明図である。 本実施形態に関する、剛性グラフの補正を補正信号に基づいて実施する場合のフローチャートである。 本実施形態に関する、剛性グラフの補正を補正信号に基づいて実施する場合の押し付け力の増力減力態様を示す説明図である。 本実施形態に関する、剛性グラフの補正を規定の走行距離に応じてユーザに促す制御のフローチャートである。

符号の説明

１ ブレーキペダル
２ ストロークセンサ
３ メインコントローラ
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ 電動ブレーキコントローラ
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ モータドライバ
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ 電動ブレーキアクチュエータ
７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ ディスクロータ
８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ 車輪
１０ モータロータ
１１ モータコイル
１２ 磁石
１３ 減速機
１４ ボールねじ
１５ ロッド
１６ ピストン
１７ ブレーキパッド
１８ レゾルバ
２３ モータ電流センサ
２４ バッテリ
２５ 車両
２６ 剛性グラフによる押付力推定部
２７ 制御信号作成部
２８ 左後輪ブレーキアクチュエータの剛性グラフ
２９ 右後輪ブレーキアクチュエータの剛性グラフ
３０ 左後輪ブレーキアクチュエータの真の剛性グラフ
３１ 右後輪ブレーキアクチュエータの真の剛性グラフ
３２ 補正した右後輪ブレーキアクチュエータの剛性グラフ
３３ 係数を乗じることにより得られた左後輪ブレーキアクチュエータの剛性グラフ
３４ 係数を乗じることにより得られた右後輪ブレーキアクチュエータの剛性グラフ
３５ スイッチ
３６ 走行距離メータ
３７ 警告ランプ
３８ 押付力センサ

Claims (10)

1. 車輪に制動力を発生するブレーキ手段におけるブレーキ摩擦材の移動量を車輪毎に独立に制御するブレーキ制御手段と、前記移動量の制御において必要とされる駆動データを記憶する記憶手段と、車両の走行状態を表す物理量を検出する車両走行状態検出手段と、前記物理量に基づいて車輪毎のブレーキ制御手段を介して車両走行状態を制御する車両制御手段と、を備えた車両のブレーキ制御装置であって、
   前記車両制御手段は、前記ブレーキ手段によって車両の走行状態を制御した結果の制御データを取得し、前記取得した制御データを用いて前記記憶手段に記憶されていた駆動データを補正し更新する
   ことを特徴とする車両のブレーキ制御装置。
2. 車輪に制動力を発生するブレーキ手段におけるブレーキ摩擦材の移動量を車輪毎に独立に制御するブレーキ制御手段と、前記移動量の制御において必要とされる駆動データを記憶する記憶手段と、車両の走行状態を表す物理量を検出する車両走行状態検出手段と、前記物理量に基づいて車輪毎のブレーキ制御手段を介して車両走行状態を制御する車両制御手段と、を備えた車両のブレーキ制御装置であって、
   前記車両制御手段は、車両の停止状態で前記ブレーキ手段に所定動作を実施させた結果の制御データを取得し、前記取得した制御データを用いて前記記憶手段に記憶されていた駆動データを補正し更新する
   ことを特徴とする車両のブレーキ制御装置。
3. 車輪に制動力を発生するブレーキ手段におけるブレーキ摩擦材の移動量を車輪毎に独立に制御するブレーキ制御手段と、前記移動量の制御において必要とされる駆動データを記憶する記憶手段と、車両の走行状態を表す物理量を検出する車両走行状態検出手段と、前記物理量に基づいて車輪毎のブレーキ制御手段を介して車両走行状態を制御する車両制御手段と、を備えた車両のブレーキ制御装置であって、
   前記車両制御手段は、前記ブレーキ手段によって車両の走行状態を制御した結果の制御データを取得するとともに、車両の停止状態で前記ブレーキ手段に所定動作を実施させた結果の制御データを取得し、
   前記取得した制御データを用いて前記記憶手段に記憶されていた駆動データを補正し更新する
   ことを特徴とする車両のブレーキ制御装置。
4. 請求項１において、
   前記車両制御手段は、制動指令でブレーキ制御を行ったときのヨー角速度が規定値以上である場合、車両の安定化制御を実施して得られた各車輪への押付力を基に前記制御データを取得する
   ことを特徴とする車両のブレーキ制御装置。
5. 請求項２において、
   前記車両制御手段は、前記駆動データを補正する補正指令信号を受け取り、車両停止を確認して、各車輪への押付力の増力と減力の動作を実施し、前記増力減力動作により得られたモータ電流を基に前記制御データを取得する
   ことを特徴とする車両のブレーキ制御装置。
6. 請求項１、２または３において、
   前記駆動データを補正し更新するのは、法律により定められた車両検査時に実行することを特徴とする車両のブレーキ制御装置。
7. 請求項１，２または３において、
   前記車両制御手段は、走行距離検出手段より車両の走行距離を取得し、前記総距離が規定値に達したときに警告を発し、前記駆動データの補正および更新を促す
   ことを特徴とする車両のブレーキ制御装置。
8. 請求項１ないし７のいずれか１つの請求項において、
   前記駆動データは、モータ位置とブレーキパッド押付力との関係を示す特性データであることを特徴とする車両のブレーキ制御装置。
9. 請求項４において、
   前記駆動データの補正は、前記車両安定化制御の開始後所定の時間が経過し、前記ブレーキ手段による制動中の操舵角が規定値未満であり、前記車両安定化制御中のヨー角速度変化幅が所定値未満であった場合に実施する
10. 請求項１ないし７のいずれか１つの請求項において、
    前記ブレーキ手段は、モータと、前記モータの駆動力によって変位を生じるピストンを有し、前記ピストンの変位によって前記ブレーキ摩擦材を前記車輪とともに回転する回転部材に接触させて制動力を発生させ、
    前記駆動データは、前記ピストンの変位データと前記ブレーキ摩擦材と前記回転部材の間に生じる押付力データとの関係を示す特性データである
    ことを特徴とする車両のブレーキ制御装置。

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