JP2007176260A - Brake control device and controlling method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車のブレーキ制御装置及び制御方法に係り、特に、タイヤ路面間最大摩擦係数を推定してブレーキを制御する自動車のブレーキ制御装置及び制御方法に関する。 The present invention relates to an automobile brake control apparatus and control method, and more particularly, to an automobile brake control apparatus and control method for controlling a brake by estimating a maximum friction coefficient between tire road surfaces.
近年の車両事故の増大を抑制するべく、車両衝突防止装置やABS(Anti−Lock Brake System)等の事故を未然に防ぐ予防安全技術の研究開発が各メーカーにおいて進められている。車両衝突防止装置やABS等では、車両状態に応じて各車輪に掛かるブレーキ圧力を制御しているが、走行中の路面状態に応じてブレーキ圧力を制御しないと、車輪がロックして車両挙動が不安定になり、むしろ危険な状態に陥る可能性がある。 In order to suppress the increase in the number of vehicle accidents in recent years, research and development of preventive safety technology for preventing accidents such as vehicle collision prevention devices and ABS (Anti-Lock Brake System) has been promoted in each manufacturer. In the vehicle collision prevention device, ABS, etc., the brake pressure applied to each wheel is controlled according to the vehicle state, but if the brake pressure is not controlled according to the road surface condition during traveling, the wheel will lock and the vehicle behavior will be It can become unstable and rather dangerous.
そこで、例えば、特開平7−17346号公報に記載のように、ブレーキ圧Pi、車輪加速度αi、車輪スリップ率Siを複数回計測し、得られたデータの組(Pi,αi,Si;i=1〜n)を基に、Pi=C1×Si+C2×αiからなる式から最小自乗法により係数C1を求め、定数aを用いてμ=a×C1からタイヤ路面間摩擦係数μを求める方法が知られている。 Therefore, for example, as described in JP-A-7-17346, the brake pressure Pi, the wheel acceleration αi, and the wheel slip ratio Si are measured a plurality of times, and the obtained data set (Pi, αi, Si; i = 1 to n), a coefficient C 1 is obtained by the least square method from an equation consisting of Pi = C 1 × Si + C 2 × αi, and the coefficient of friction between tire roads μ is calculated from μ = a × C 1 using a constant a. The method of seeking is known.
しかしながら、特開平7−17346号公報記載の方法では、タイヤ路面間最大摩擦係数μとスリップ率Siの関係を線形近似している。これはスリップ率が小さい領域では比較的線形性が強いことに由来している。しかし、スリップ率が大きくなり、タイヤ路面間最大摩擦係数に近づくにつれて、非線形性が強くなってくるため誤差が大きくなり、推定されるタイヤ路面間摩捺係数の精度が悪化するといった問題があった。 However, in the method described in JP-A-7-17346, the relationship between the maximum friction coefficient μ between the tire road surfaces and the slip ratio Si is linearly approximated. This is because the linearity is relatively strong in the region where the slip ratio is small. However, as the slip ratio increases and approaches the maximum friction coefficient between tire roads, the nonlinearity becomes stronger, so the error increases and the accuracy of the estimated tire road surface printing coefficient deteriorates. .
本発明の目的は、タイヤ路面間摩捺係数の推定精度を向上させ、制動性能の向上を図ることにある。 An object of the present invention is to improve the estimation accuracy of the tire road surface friction coefficient and improve the braking performance.
(1)上記目的を達成するために、本発明は、車輪の回転速度から速度である車輪速を求める車輪速検出手段と、車両の進行方向に対して路面に対する速度である車体速を求める車体速検出手段と、前記車輪速検出手段にて求めた車輪速と前記車体速検出手段にて求めた車体速から車輪の実スリップ率を演算し、予め設定した目標スリップ率と前記実スリップ率に基づいて車輪の制動力指令値を求めるブレーキ制御手段と、前記ブレーキ制御手段にて求めた制動力指令値に基づいて、車輪に制動力を付加する車輪制動手段を有するブレーキ制御装置であって、前記ブレーキ制御手段は、前記車体速検出手段にて求めた車体速変化率とブレーキの情報に基づいて前記車輪と前記路面の間の最大摩擦係数を推定する摩擦係数推定手段と、この摩擦係数推定手段にて推定した最大摩擦係数推定値に基づいて、前記目標スリップ率を演算する目標スリップ率演算手段とを備えるようにしたものである。
かかる構成により、タイヤ路面間摩捺係数の推定精度を向上させ、制動性能の向上を図ることができるものとなる。
(1) In order to achieve the above object, the present invention provides a wheel speed detecting means for obtaining a wheel speed that is a speed from a rotational speed of a wheel, and a vehicle body that obtains a vehicle body speed that is a speed with respect to a road surface in the traveling direction of the vehicle. The actual slip ratio of the wheel is calculated from the speed detection means, the wheel speed determined by the wheel speed detection means and the vehicle speed determined by the vehicle speed detection means, and the preset target slip ratio and the actual slip ratio are calculated. A brake control device having a brake control means for obtaining a braking force command value of the wheel based on the wheel braking means for adding a braking force to the wheel based on the braking force command value obtained by the brake control means, The brake control means includes a friction coefficient estimation means for estimating a maximum friction coefficient between the wheel and the road surface based on a vehicle speed change rate obtained by the vehicle speed detection means and brake information; Based on the maximum friction coefficient estimating value estimated by the number estimation means, is obtained by so and a target slip ratio calculating means for calculating said target slip ratio.
With this configuration, it is possible to improve the estimation accuracy of the tire road surface friction coefficient and improve the braking performance.
(2)上記(1)において、好ましくは、前記摩擦係数推定手段は、前記減速度の変化率と前記車輪と前記路面の間の最大摩擦係数の代表的な関係を記憶しておき、前記求めた減速度の変化率から前記記憶した代表的な関係を補間することによって最大摩捺係数を推定するようにしたものである。 (2) In the above (1), preferably, the friction coefficient estimating means stores a representative relationship between a rate of change of the deceleration and a maximum friction coefficient between the wheel and the road surface, and the calculation is performed. The maximum printing coefficient is estimated by interpolating the stored representative relationship from the rate of change in deceleration.
(3)上記(2)において、好ましくは、前記ブレーキの情報は、ブレーキが踏み込まれた時のブレーキ圧であり、前記摩擦係数推定手段は、複数のブレーキ圧毎に、前記減速度の変化率と前記車輪と前記路面の間の最大摩擦係数の代表的な関係を記憶しておき、前記ブレーキ圧センサによって検出されたブレーキ圧に基づいて、記憶されている複数の前記減速度の変化率と前記車輪と前記路面の間の最大摩擦係数の代表的な関係から一つを選択し、前記求めた減速度の変化率から前記記憶した代表的な関係を補間することによって最大摩捺係数を推定するようにしたものである。 (3) In the above (2), preferably, the information on the brake is a brake pressure when the brake is depressed, and the friction coefficient estimating means has a rate of change of the deceleration for each of a plurality of brake pressures. And a representative relationship of the maximum friction coefficient between the wheel and the road surface, and based on the brake pressure detected by the brake pressure sensor, a plurality of stored change rates of the deceleration The maximum printing coefficient is estimated by selecting one from the representative relationship of the maximum friction coefficient between the wheel and the road surface, and interpolating the stored representative relationship from the obtained rate of change in deceleration. It is what you do.
(4)上記(2)において、好ましくは、前記ブレーキの情報は、ブレーキが踏み込まれた時のブレーキペダルのストローク量であり、前記摩擦係数推定手段は、複数のブレーキストローク圧毎に、前記減速度の変化率と前記車輪と前記路面の間の最大摩擦係数の代表的な関係を記憶しておき、前記ブレーキストロークセンサによって検出されたブレーキストロークに基づいて、記憶されている複数の前記減速度の変化率と前記車輪と前記路面の間の最大摩擦係数の代表的な関係から一つを選択し、前記求めた減速度の変化率から前記記憶した代表的な関係を補間することによって最大摩捺係数を推定するようにしたものである。 (4) In the above (2), preferably, the brake information is a stroke amount of a brake pedal when the brake is depressed, and the friction coefficient estimating means is configured to reduce the decrease for each of a plurality of brake stroke pressures. A representative relationship between a rate of change in speed and a maximum friction coefficient between the wheel and the road surface is stored, and a plurality of the decelerations stored based on the brake stroke detected by the brake stroke sensor are stored. The maximum friction coefficient is selected by interpolating the stored representative relationship from the calculated rate of change in deceleration and selecting one from the typical relationship between the rate of change in the maximum friction coefficient between the wheel and the road surface. The printing coefficient is estimated.
(5)上記(2)において、好ましくは、前記ブレーキの情報は、運転者が要求するブレーキトルクであり、前記摩擦係数推定手段は、複数のブレーキトルク毎に、前記減速度の変化率と前記車輪と前記路面の間の最大摩擦係数の代表的な関係を記憶しておき、前記ブレーキトルクセンサによって検出されたブレーキトルクに基づいて、記憶されている複数の前記減速度の変化率と前記車輪と前記路面の間の最大摩擦係数の代表的な関係から一つを選択し、前記求めた減速度の変化率から前記記憶した代表的な関係を補間することによって最大摩捺係数を推定するようにしたものである。 (5) In the above (2), preferably, the information on the brake is a brake torque requested by a driver, and the friction coefficient estimating means determines the rate of change of the deceleration and the speed for each of a plurality of brake torques. A representative relationship of a maximum friction coefficient between a wheel and the road surface is stored, and based on the brake torque detected by the brake torque sensor, a plurality of stored change rates of the deceleration and the wheel are stored. One of the representative relations of the maximum friction coefficient between the road surface and the road surface, and the maximum printing coefficient is estimated by interpolating the stored representative relation from the obtained rate of change in deceleration. It is a thing.
(6)上記(1)において、好ましくは、前記減速度変化率演算手段は、前記車体速検出手段にて演算された車体速を用いて車両の減速度の変化を演算するようにしたものである。 (6) In the above (1), preferably, the deceleration change rate calculation means calculates a change in vehicle deceleration using the vehicle body speed calculated by the vehicle body speed detection means. is there.
(7)上記(1)において、好ましくは、前記減速度変化率演算手段は、運転者のブレーキペダル操作によって前記車両に減速が発生した時点から所定の時間における減速度変化を演算するようにしたものである。 (7) In the above (1), preferably, the deceleration change rate calculating means calculates a deceleration change in a predetermined time from a point in time when deceleration occurs in the vehicle by a driver's brake pedal operation. Is.
(8)また、上記目的を達成するために、本発明は、車輪の回転速度から速度である車輪速と車両の進行方向に対して路面に対する速度である車体速から車輪の実スリップ率を演算し、予め設定した目標スリップ率と前記実スリップ率に基づいて車輪の制動力指令値を演算するブレーキ制御方法であって、前記車両の減速度の変化を演算し、この減速度変化率に基づいて前記車輪と前記路面の間の最大摩擦係数を推定し、この推定最大摩擦係数推定値に基づいて、前記目標スリップ率を演算するようにしたものである。
かかる方法により、タイヤ路面間摩捺係数の推定精度を向上させ、制動性能の向上を図ることができるものとなる。
(8) Further, in order to achieve the above object, the present invention calculates the actual slip ratio of the wheel from the wheel speed that is the speed from the rotational speed of the wheel and the vehicle body speed that is the speed with respect to the road surface in the traveling direction of the vehicle. A brake control method for calculating a braking force command value of a wheel based on a preset target slip ratio and the actual slip ratio, wherein a change in deceleration of the vehicle is calculated, and based on the deceleration change rate Then, a maximum friction coefficient between the wheel and the road surface is estimated, and the target slip ratio is calculated based on the estimated maximum friction coefficient estimated value.
With this method, it is possible to improve the estimation accuracy of the tire road surface friction coefficient and improve the braking performance.
本発明によれば、タイヤ路面間摩捺係数の推定精度を向上させ、制動性能を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to improve the estimation accuracy of the tire road surface friction coefficient and improve the braking performance.
以下、図1〜図6を用いて、本発明の第1の実施形態によるブレーキ制御装置の構成及び動作について説明する。
最初に、図1を用いて、本実施形態によるブレーキ制御装置のシステム構成について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態によるブレーキ制御装置のシステム構成を示すブロック図である。
Hereinafter, the configuration and operation of the brake control device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, the system configuration of the brake control device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a system configuration of a brake control device according to a first embodiment of the present invention.
ブレーキ制御装置1は、装置全体の機能制御及び各種演算動作を司るものであり、入出カインターフェイスを介して、車体速センサ2や、ブレーキ圧力センサ3や車輪速センサ4FL,4FR,4RL,4RRによって検出された各種状態信号が入力し、車輪制動手段5FL,5FR,5RL,5RRに制御信号を出力する。なお、ここで、車輪制動手段5FL,5FR,5RL,5RRは、油圧でブレーキを駆動するものである。また、入出カインターフェイスの図示は省略する。
The
車体速センサ2は、車体速VIを検出する。なお、センサで直接検出する代わりに、推定により車体速VIを求めるようにしてもよいものである。ブレーキ圧力センサ3は、運転者がブレーキペダルを踏むことにより発生するブレーキ圧力Pmを検出する。車輪速センサ4FL,4FR,4RL,4RRは、各輪の車輪速Vw_FL,Vw_FR,Vw_RL,Vw_RRを検出する。なお、4輪の車輪速全部を指す場合は、各輪の車輪速Vw_FL,Vw_FR,Vw_RL,Vw_RRの平均値を用いて、車輪速Vwと称する。
The vehicle
車輪制動手段5FL,5FR,5RL,5RRは、ブレーキ制御装置1により演算された制動力に基づいて、車輪に制動力を加える。ここでは、油圧にて駆動する方式であるが、モータで駆動する方式を用いてもよいものである。
The wheel braking means 5FL, 5FR, 5RL, 5RR applies a braking force to the wheel based on the braking force calculated by the
ブレーキ制御装置1は、タイヤ路面間摩擦係数推定手段10と、目標スリップ率演算手段20と、制動力制御手段30とを有している。タイヤ路面間摩擦係数推定手段10は、車体速VI,ブレーキ圧力Pmを入力として、最大摩擦係数μmaxを出力する。目標スリップ率演算手段20は、最大摩擦係数μmaxを入力とし、目標スリップ率Stargetを出力する。また、制動力制御手段30は、車体速VI,車輪速Vw,目標スリップ率Stargetを入力とし、各輪に掛かる制動力を出力する。
The
次に、図2及び図3を用いて、本実施形態によるブレーキ制御装置のタイヤ路面間摩擦係数推定手段10の構成及び動作について説明する。
図2は、本発明の第1の実施形態によるブレーキ制御装置のタイヤ路面間摩擦係数推定手段の構成を示すブロック図である。図3は、本発明の第1の実施形態によるブレーキ制御装置による車体減速度の変化率の算出方法の説明図である。なお、図2において、図1と同一符号は、同一部分を示している。
Next, the configuration and operation of the tire road surface friction coefficient estimating means 10 of the brake control device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the tire road surface friction coefficient estimating means of the brake control device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is an explanatory diagram of a method for calculating the rate of change in vehicle deceleration by the brake control device according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 2, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same parts.
タイヤ路面間摩擦係数推定手段10は、MAP記憶手段11と、実車体減速度演算手段12と、実車体減速度変化率演算手段13と、最大摩擦係数μmax演算手段14とを有している。 The tire road surface friction coefficient estimation means 10 includes a MAP storage means 11, an actual vehicle deceleration calculation means 12, an actual vehicle deceleration change rate calculation means 13, and a maximum friction coefficient μmax calculation means 14.
MAP記憶手段11には、実測最大摩擦係数μmax_ dataと車体減速度変化率の関係が記憶されている。図3において、横軸を時間を示し、縦軸は減速度を示し、実線は3つの最大摩擦係数μmaxの異なる路面を走行時にブレーキを掛けた時の車体減速度を示し、点線はΔt間の車体減速度の傾き、すなわち車体減速度の変化率を示している。ただし、運転者のブレーキ操作法はほぼ同じものである。図3は、最大摩擦係数μmaxが大きくなるにつれ車体減速度変化率が大きくなることを示しており、MAP記憶手段11はこの関係を利用するものである。
The
実測最大摩擦係数μmax_dataと車体減速度変化率の関係は、予め実測最大摩擦係数μmax_dataを測定した路面において、図3に示すように、ブレーキ操作開始時(減速度発生時)から所定時間Δt後のブレーキ圧力が所定の値Pm_1になるようにブレーキペダルを踏み、この時の所定時間Δt間の車体減速度変化率を計測することにより得られるものである。これを実測最大摩擦係数μmax_dataの異なる複数の路面においても、それぞれブレーキ圧力Pm_1になるようにブレーキペダルを踏んで車体減速度変化率を計測することにより、図2のMAP記憶手段11に示すような、ブレーキ圧力Pm_1における実測最大摩擦係数μmax_dataと車体減速度変化率の関係を示すマップがひとつ作成できる。さらに、ブレーキ圧力をPm_1以外の異なる値(Pm_i:i=2〜n)になるようにして、ブレーキ圧Pm_1の時と同様の方法で車体減速度変化率を計測していくことにより、Pm_i(i=1〜n)の時の実測最大摩擦係数μmax_dataと車体減速度変化率の関係を示すマップがn枚作成できる。作成されたn枚のマップは、MAP記憶手段11に格納され、ブレーキ圧力Pm_iをパラメータとして、ブレーキ圧力センサ3により検出されたブレーキ圧力Pmとブレーキ圧力Pm_iと比較することで選択される。
The relationship between the actually measured maximum friction coefficient μmax_data and the vehicle body deceleration change rate is shown in FIG. 3 on the road surface where the actually measured maximum friction coefficient μmax_data is measured in advance, after a predetermined time Δt from the start of the brake operation (when the deceleration occurs). This is obtained by stepping on the brake pedal so that the brake pressure becomes a predetermined value Pm_1 and measuring the vehicle body deceleration change rate during the predetermined time Δt at this time. As shown in the
図2において、タイヤ路面間摩擦係数推定手段10は、車体速センサ2により検出された車体速VIが入力されると、実車体減速度演算手段12において車体減速度を演算する。さらに、実車体減速度変化率演算手段13は、実車体減速度演算手段12によって求められた車体減速度から、実車体減速度変化率を演算する。こうして演算された実車体減速度は、最大摩擦係数μmax演算手段14に送られる。一方、ブレーキ圧力センサ3で検出されたブレーキ圧力Pmが入力されると、MAP記憶手段11に送られる。
In FIG. 2, when the vehicle body speed VI detected by the vehicle
MAP記憶手段11は、ブレーキ圧力Pmに最も近いブレーキ圧力Pm_k(1≦k≦n)における実測最大摩擦係数μmax_dataと車体減速度変化率の関係を示すマップを選択する。また、マップ選択の他の方法としては、例えばブレーキ圧力Pm_k‐1≦Pm≦Pm_kという関係があった場合、ブレーキ圧力Pm_k‐1の時のマップとブレーキ圧力Pm_kの時のマップを用いて、線形補間を行ってブレーキ圧力Pmの時のマップを新たに作成し、このマップを選択するようにしてもよいものである。このようにして選択されたマップは、最大摩擦係数μmax演算手段14に送られる。
The
最大摩擦係数μmax演算手段14は、実車体減速度変化率演算手段13によって求められた実車体減速度の変化率と、マップ上の車体減速度変化率と、実測最大摩擦係数μmax_dataを用いて線形補間により、最大摩擦係数μmaxを演算する。 The maximum friction coefficient μmax calculation means 14 is linear using the actual vehicle deceleration change rate obtained by the actual vehicle deceleration change rate calculation means 13, the vehicle body deceleration change rate on the map, and the actually measured maximum friction coefficient μmax_data. The maximum friction coefficient μmax is calculated by interpolation.
次に、図4を用いて、本実施形態によるブレーキ制御装置の目標スリップ率演算手段20の動作について説明する。
図4は、本発明の第1の実施形態によるブレーキ制御装置の目標スリップ率演算手段における原理説明図である。
Next, the operation of the target slip ratio calculating means 20 of the brake control device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram of the principle in the target slip ratio calculating means of the brake control device according to the first embodiment of the present invention.
次に、目標スリップ率演算手段20の動作について説明する。目標スリップ率演算手段20が演算する目標スリップ率のひとつとして、制動力が最大となるスリップ率がある。この制動力が最大となるスリップ率の算出法のひとつとして、タイヤの力学モデルであるブラッシュモデルにより導き出される、タイヤが発生する前後方向の力の方程式を用いる方法がある。 Next, the operation of the target slip ratio calculating means 20 will be described. One of the target slip ratios calculated by the target slip ratio calculating means 20 is a slip ratio at which the braking force is maximized. One method for calculating the slip ratio at which the braking force is maximized is to use an equation of force in the longitudinal direction generated by the tire, which is derived from a brush model, which is a dynamic model of the tire.
図4は、制動時横すべりによる接地面でのトレッドラバーの変形の様子を示している。図中、θはタイヤ接地面内の任意の点Aにおけるタイヤ接地面の滑り方向を、σxは点Aに働く前後方向の力を、σyは点Aに働く横方向の力を、σは前後方向の力σxと横方向の力のσyの合力を、Fxはタイヤ接地面全体に働く前後方向の力を、Fyはタイヤ接地面全体に働く横方向の力を、Fは前号方向の力Fxと横方向の力Fyの合力で表す。この時、点Aに働くσとσxのなす角度はタイヤ接地面の滑り方向θとなる。ここで、タイヤ接地面全領域で滑り方向がθであると近似すると、タイヤ接地面全体に働くFxとFのなす角度もθとなる。よって、タイヤが発生する前後力Fxと横力Fyの合力Fは、以下の式(1)によって表すことができる。
FIG. 4 shows a state of deformation of the tread rubber on the ground contact surface due to side slip during braking. In the figure, θ is the slip direction of the tire contact surface at an arbitrary point A within the tire contact surface, σx is the longitudinal force acting on the point A, σy is the lateral force acting on the point A, and σ is the front and back. Direction force σx and lateral force σy, Fx is the longitudinal force acting on the entire tire contact surface, Fy is the lateral force acting on the entire tire contact surface, F is the force in the previous direction Expressed as the resultant force of Fx and lateral force Fy. At this time, the angle formed between σ and σx acting on the point A is the slip direction θ of the tire contact surface. Here, if it is approximated that the slip direction is θ in the entire area of the tire contact surface, the angle formed by Fx and F acting on the entire tire contact surface is also θ. Therefore, the resultant force F of the longitudinal force Fx and the lateral force Fy generated by the tire can be expressed by the following equation (1).
ただし、
However,
ここで、s:スリップ率,Fz:輪荷重,β:車体横滑り角,Ks:縦方向のタイヤ剛性,Kβ:横方向のタイヤ剛性,θ:タイヤ接地面の滑り方向,μs:静止摩擦係数,μd:動摩擦係数である。 Here, s: slip ratio, Fz: wheel load, β: vehicle side slip angle, Ks: longitudinal tire stiffness, Kβ: lateral tire stiffness, θ: tire slip direction, μs: static friction coefficient, μd: Dynamic friction coefficient.
なお、縦方向のタイヤ剛性Ks,横方向のタイヤ剛性Kβは、所定値を代入しても良いが、タイヤ状態を推定するタイヤ状態推定手段により出力された値を用いて補正してもよいものである。また、輪荷重Fzは車両に固有の値に対して、前後方向、横方向の車体減速度等を用いて補正した値を用いることもできる。ここでは直進制動時の合力F、すなわちFxを導出するが、旋回時の場合についても、各種検出装置を用いて検出される車体横滑り角β,タイヤ接地面の滑り方向θを式(1)に代入することで求めることができる。 The longitudinal tire stiffness Ks and the lateral tire stiffness Kβ may be substituted with predetermined values, but may be corrected using values output by the tire condition estimating means for estimating the tire condition. It is. In addition, the wheel load Fz may be a value that is corrected by using vehicle body deceleration in the front-rear direction and the lateral direction with respect to a value unique to the vehicle. Here, the resultant force F during straight braking, that is, Fx, is derived, but also in the case of turning, the vehicle body side slip angle β and the slip direction θ of the tire contact surface detected using various detection devices are expressed by Equation (1). It can be obtained by substituting.
直進制動時の合力Fは、タイヤ接地面の滑り方向θ=0,車体横滑り角β=0を代入することで、式(2)として、
The resultant force F at the time of straight braking is obtained by substituting the slip direction θ = 0 of the tire contact surface and the vehicle body side slip angle β = 0 as
ここで、
here,
とおくと、式(2)は、次の式(3)のように変形できる。
In other words, equation (2) can be transformed into the following equation (3).
ここで、−Fxは進行方向と反対方向の力、すなわち制動力である。つまり、式(3)の両辺をFzで割ることで、以下の式(4)に示すように、タイヤ路面間摩擦係数μを導出することができる。
Here, -Fx is a force in the direction opposite to the traveling direction, that is, a braking force. That is, by dividing both sides of the equation (3) by Fz, the tire road surface friction coefficient μ can be derived as shown in the following equation (4).
ここで、sは0≦s≦1の範囲の値をとるので、(式4)は、
Here, since s takes a value in the range of 0 ≦ s ≦ 1, (Equation 4) is
の時、最大値となる。よって最大摩擦係数μmaxは、以下の式(5)のようになる。
At the maximum. Therefore, the maximum friction coefficient μmax is expressed by the following equation (5).
ところで、静止摩擦係数μsと動摩擦係数μdには、一般的にμd=α・μs(0<α<1)の関係が知られている。この関係と式(5)により、推定した最大摩擦係数μmaxにより静止摩擦係数μsと動摩擦係数μdは、それぞれ求められる。よって、直進制動時に制動力が最大となる時のスリップ率、すなわち目標スリップ率sは、以下の式(6)のようにして求められる。
Incidentally, the relationship of μd = α · μs (0 <α <1) is generally known between the static friction coefficient μs and the dynamic friction coefficient μd. From this relationship and the equation (5), the static friction coefficient μs and the dynamic friction coefficient μd are obtained from the estimated maximum friction coefficient μmax. Therefore, the slip ratio when the braking force is maximized during the straight braking, that is, the target slip ratio s is obtained by the following equation (6).
なお、旋回時に制動力が最大となるスリップ率も同様にして求めることができる。 Note that the slip ratio at which the braking force is maximized during turning can be obtained in the same manner.
次に、制動力制御手段30の動作について説明する。制動力制御手段30は、運転者がブレーキ操作を行ってから車輪速Vwが目標スリップ率に基づいて設定されるABS開始閾値Vwspを上回っている間は、フィードバック制御等は行わず、ブレーキ圧力Pmに基づいて制動力を演算する。そして、車輪速VwがABS開始閾値Vwspを一旦下回った時にABSが作動し、車輪速Vwがゼロになり車体速がゼロになるか、ブレーキ圧力Pmがゼロになるまで、以下のような演算を行う。制動力制御手段30は、車体速センサ2と車輪速センサ4で検出される車体速VIと車輪速Vwから求められる実スリップ率と、目標スリップ率演算手段20で演算される目標スリップ率との差分をゼロにするように、スリップ率に関してのフィードバック制御が行われ、各輪の制動力をそれぞれ演算する。ただし、実スリップ率と目標率の差分がある所定値以上大きくなった場合は、フィードバック制御ではなく、所定の制動力を直接演算するようにしてもよいものである。
Next, the operation of the braking force control means 30 will be described. The braking force control means 30 does not perform feedback control or the like while the wheel speed Vw exceeds the ABS start threshold Vwsp set based on the target slip ratio after the driver performs the braking operation, and the brake pressure Pm Based on the above, the braking force is calculated. Then, when the wheel speed Vw once falls below the ABS start threshold value Vwsp, the ABS operates, and the following calculation is performed until the wheel speed Vw becomes zero and the vehicle body speed becomes zero, or the brake pressure Pm becomes zero. Do. The braking force control means 30 includes an actual slip ratio obtained from the vehicle speed VI and the wheel speed Vw detected by the
次に、図5及び図6を用いて、本実施形態によるブレーキ制御装置のブレーキ制御装置1の全体の制御演算動作について説明する。
図5は、本発明の第1の実施形態によるブレーキ制御装置のブレーキ制御装置1の全体の制御演算動作を示すフローチャートである。図6は、本発明の第1の実施形態によるブレーキ制御装置のブレーキ制御装置1による制御演算動作時のタイミングフローチャートである。図6(A)の縦軸は、速度(km/h)を示し、図6(B)の縦軸はブレーキ圧力(Mpa)を示し、横軸は時間を示している。
Next, an overall control calculation operation of the
FIG. 5 is a flowchart showing an overall control calculation operation of the
図5のステップS1において、ブレーキ制御装置1は、運転者のブレーキ操作開始(図6の時刻t0)、及び車体減速度の発生を判定する。なお、この時、時間T=0とする。
In step S1 of FIG. 5, the
次に、ステップS2において、実車体減速度演算手段12は、車体減速度および時間Tを計測する。ステップS3において、時間Tに応じて判定する。時間Tが所定値Δtを下回っている場合はステップS2に戻り、車体減速度と時間Tの計測を引き続き行う。 Next, in step S2, the actual vehicle deceleration calculation means 12 measures the vehicle deceleration and time T. In step S3, determination is made according to time T. If the time T is less than the predetermined value Δt, the process returns to step S2, and the vehicle body deceleration and the time T are continuously measured.
時間Tが所定値Δtを上回ると、ステップS4において、実車体減速度変化率演算手段13は、車体減速度変化率を演算する。 When the time T exceeds the predetermined value Δt, in step S4, the actual vehicle body deceleration change rate calculating means 13 calculates the vehicle body deceleration change rate.
次に、ステップS5において、最大摩擦係数μmax演算手段14は、最大摩擦係数μmaxを演算する(図6の時刻t1)。 Next, in step S5, the maximum friction coefficient μmax calculating means 14 calculates the maximum friction coefficient μmax (time t1 in FIG. 6).
次に、ステップS6において、目標スリップ率演算手段20は、目標スリップ率を演算する。また、この目標スリップ率に基づいてVwspの設定も行う。 次に、ステップS7において、制動力制御手段30は、ABステップS開始の判断を行う。車輪速VwがABS判定閾値VwSpを上回っている場合はステップS9に進む。ステップS9では、制動力制御手段30は、運転者が掛けるブレーキ圧力をそのまま制動力に換算する。 Next, in step S6, the target slip ratio calculating means 20 calculates the target slip ratio. Also, Vwsp is set based on this target slip ratio. Next, in step S7, the braking force control means 30 determines whether or not AB step S is started. If the wheel speed Vw exceeds the ABS determination threshold value VwSp, the process proceeds to step S9. In step S9, the braking force control means 30 converts the brake pressure applied by the driver into the braking force as it is.
車輪速VwがABS判定閾値Vwspを下回っている場合はステップS8に進む。ステップS8では、制動力制御手段30は、車輪速Vwと運転者が掛けるブレーキ圧力により判定を行う。ステップS8の判定で、車輪速Vw=0またはブレーキ圧力がゼロの場合はステップS9に進む。 If the wheel speed Vw is below the ABS determination threshold value Vwsp, the process proceeds to step S8. In step S8, the braking force control means 30 makes a determination based on the wheel speed Vw and the brake pressure applied by the driver. If it is determined in step S8 that the wheel speed Vw = 0 or the brake pressure is zero, the process proceeds to step S9.
一方、車輪速Vw=0またはブレーキ圧力がゼロのどちらでもない場合はステップS10に進む。ここでは、制動力制御手段30は、実スリップ率と目標スリップ率の差分に基づいて、制動力を演算する。 On the other hand, if the wheel speed Vw = 0 or the brake pressure is neither zero, the process proceeds to step S10. Here, the braking force control means 30 calculates the braking force based on the difference between the actual slip ratio and the target slip ratio.
以上の制御により、図6に示すように、車輪がロックする前の時刻t1において最大摩擦係数μmaxを推定し、ABS開始閾値Vwspの設定して、時刻t2において、車輪速VwがABS開始閾値Vwspを下回ったら、ABSを開始する。 By the above control, as shown in FIG. 6, the maximum friction coefficient μmax is estimated at time t1 before the wheel is locked, the ABS start threshold value Vwsp is set, and the wheel speed Vw is changed to the ABS start threshold value Vwsp at time t2. If below, start ABS.
以上説明したように、本実施形態では、運転者のブレーキ操作量及び車体速に基づいて、予め記憶した車体減速度変化率と最大摩擦係数の代表的な関係を利用することにより、路面摩擦係数とスリップ率の非線形性の影響を受けることなく走行路面の最大摩擦係数を精度よく推定することができる。また、推定された最大摩擦係数に基づいて求めた目標スリップ率に車輪スリップ率を追従させることにより、運転者の急ブレーキ操作等に起因する車輪ロックを防止して、制動性能の向上を図ることができる。 As described above, in the present embodiment, the road surface friction coefficient is obtained by using the representative relationship between the vehicle body deceleration change rate and the maximum friction coefficient stored in advance based on the brake operation amount and the vehicle speed of the driver. The maximum friction coefficient of the running road surface can be accurately estimated without being affected by the nonlinearity of the slip ratio. In addition, by causing the wheel slip ratio to follow the target slip ratio obtained based on the estimated maximum friction coefficient, it is possible to prevent wheel lock caused by the driver's sudden braking operation, etc., and to improve the braking performance. Can do.
次に、図7を用いて、本発明の第2の実施形態によるブレーキ制御装置の構成及び動作について説明する。
図7は、本発明の第2の実施形態によるブレーキ制御装置のシステム構成を示すブロック図である。
Next, the configuration and operation of the brake control device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is a block diagram showing a system configuration of a brake control device according to the second embodiment of the present invention.
図1に示した実施形態においては、車輪制動手段5’は油圧で駆動する方式であったが、本実施形態では、車輪制動手段5’(車輪制動手段5FL’,5FR’,5RL’,5RR’)は、モータで駆動する方式である。 In the embodiment shown in FIG. 1, the wheel braking means 5 ′ is driven by hydraulic pressure, but in this embodiment, the wheel braking means 5 ′ (wheel braking means 5FL ′, 5FR ′, 5RL ′, 5RR) is used. ') Is a system driven by a motor.
モータで駆動する方式の場合は、図1に示したブレーキ圧力センサ3の代わりに、運転者のブレーキペダルの踏む込み具合、すなわちペダルストローク量を検出するブレーキペダルストロークセンサ6を利用することもできる。ここでは、ブレーキペダルストロークセンサ6を利用した場合について説明する。
In the case of a system driven by a motor, a brake
ブレーキ制御装置1Aは、タイヤ路面間摩擦係数推定手段10Aと、目標スリップ率演算手段20と、制動力制御手段30Aとを有している。 The brake control device 1A includes a tire road surface friction coefficient estimating means 10A, a target slip ratio calculating means 20, and a braking force control means 30A.
そして、タイヤ路面間摩擦係数推定手段10Aは、図2に示したMAP記憶手段11と同様なMAP記憶手段を有している。MAP記憶手段に記憶されている実測最大摩擦係数μmax_dataと車体減速度変化率の関係を示すマップについても、車体減速度発生時から所定の時間Δtのブレーキペダルストローク量を利用して作成することができる。マップの作成法は、図3にて説明したものと同様で以下のとおりである。予め実測最大摩擦係数μmax_dataを測定した路面において、減速度発生時から所定の時間Δtのブレーキストローク量が所定の値ST_1になるようにブレーキペダルを踏み、この時のΔt間の車体減速度変化率を計測することにより得られる。これを実測最大摩擦係数μmax_dataの異なる複数の路面においても、ブレーキストローク量ST_1になるようにブレーキペダルを踏んで車体減速度変化率を計測することにより、ブレーキストローク量ST_1における実測最大摩擦係数μmax_dataと車体減速度変化率の関係を示すマップがひとつ作成できる。さらに、ブレーキストローク量をST_1以外の異なる値(ST_i:i=2〜n)になるようにして、ブレーキストローク量ST_1の時と同様の方法で車体減速度変化率を計測していくことにより、ブレーキストローク量ST_i(i=1〜n)の時の実測最大摩擦係数μmax_dataと車体減速度変化率の関係を示すマップがn枚作成できる。 The tire road surface friction coefficient estimating means 10A has MAP storage means similar to the MAP storage means 11 shown in FIG. A map showing the relationship between the actually measured maximum friction coefficient μmax_data and the vehicle body deceleration change rate stored in the MAP storage means can also be created using the brake pedal stroke amount for a predetermined time Δt from the time of vehicle body deceleration occurrence. it can. The method for creating the map is the same as that described with reference to FIG. 3, and is as follows. On the road surface where the actually measured maximum friction coefficient μmax_data is measured in advance, the brake pedal is stepped on so that the brake stroke amount for a predetermined time Δt from the time of deceleration occurrence becomes the predetermined value ST_1, and the vehicle body deceleration change rate during Δt at this time It is obtained by measuring. By measuring the vehicle body deceleration change rate by stepping on the brake pedal so that the brake stroke amount ST_1 becomes the same even on a plurality of road surfaces having different actual maximum friction coefficients μmax_data, One map showing the relationship between the vehicle body deceleration change rate can be created. Further, by measuring the vehicle body deceleration change rate in the same manner as in the case of the brake stroke amount ST_1 by setting the brake stroke amount to a different value other than ST_1 (ST_i: i = 2 to n), N maps showing the relationship between the actual maximum friction coefficient μmax_data and the vehicle body deceleration change rate when the brake stroke amount ST_i (i = 1 to n) can be created.
タイヤ路面間摩擦係数推定手段10Aは、作成されたn枚のマップに対して、ブレーキストローク量ST_iをパラメータとして、ブレーキストローク量センサ6により検出されたブレーキストローク量STとブレーキストローク量ST_iと比較することで選択される。また、マップ選択の他の方法としては、例えばST_k‐1≦ST≦ST_k(1≦k≦n−1)という関係があった場合、ブレーキストローク量ST_k−1の時のマップとブレーキストローク量ST_kの時のマップを用いて、線形補間を行ってブレーキペダルストローク量STの時のマップを新たに作成し、このマップを選択することもできる。
The tire road surface friction coefficient estimating means 10A compares the brake stroke amount ST detected by the brake
タイヤ路面間摩擦係数推定手段10Aは、車体速センサ2により検出された車体速VIが入力されると、図2に示したような実車体減速度演算手段12において車体減速度を演算する。さらに、図2に示したような実車体減速度変化率演算手段13において、実車体減速度演算手段12によって求められた車体減速度から、実車体減速度変化率を演算する。こうして演算された実車体減速度は、図2に示したような最大摩擦係数μmax演算手段14に送られる。一方、ブレーキペダルストロークセンサ6で検出されたブレーキペダルストローク量ST_1が入力されると、図1に示したようなMAP記憶手段に送られる。
When the vehicle body speed VI detected by the vehicle
MAP記憶手段は、ブレーキペダルストローク量ST_1最も近いブレーキペダルストローク量ST_k(1≦k≦n)における実測最大摩擦係数μmax_dataと車体減速度変化率の関係を示すマップを選択する。このようにして選択されたマップは、最大摩擦係数μmax演算手段14に送られる。 The MAP storage means selects a map indicating the relationship between the measured maximum friction coefficient μmax_data and the vehicle body deceleration change rate at the brake pedal stroke amount ST_k (1 ≦ k ≦ n) closest to the brake pedal stroke amount ST_1. The map selected in this way is sent to the maximum friction coefficient μmax calculating means 14.
図2に示したような最大摩擦係数μmax演算手段14は、実車体減速度変化率演算手段13によって求められた実車体減速度の変化率と、マップ上の車体減速度変化率と、実測最大摩擦係数μmax_dataを用いて線形補間により、最大摩擦係数μmaxを演算する。 The maximum friction coefficient μmax calculating means 14 as shown in FIG. 2 includes the actual vehicle deceleration change rate obtained by the actual vehicle deceleration change rate calculating means 13, the vehicle body deceleration change rate on the map, and the actually measured maximum. The maximum friction coefficient μmax is calculated by linear interpolation using the friction coefficient μmax_data.
目標スリップ率演算手段20は、最大摩擦係数μmaxを入力とし、目標スリップ率Stargetを出力する。また、制動力制御手段30Aは、車体速VI,車輪速Vw,目標スリップ率Stargetを入力とし、モータ式の車輪制動手段5FL’,5FR’,5RL’,5RR’を制御するために、必要な各輪に掛かる制動力を出力する。 The target slip ratio calculating means 20 receives the maximum friction coefficient μmax and outputs a target slip ratio Starget. Further, the braking force control means 30A is necessary for controlling the motor type wheel braking means 5FL ′, 5FR ′, 5RL ′, 5RR ′ with the vehicle body speed VI, the wheel speed Vw, and the target slip ratio Starget as inputs. The braking force applied to each wheel is output.
本実施形態においても、運転者のブレーキ操作量及び車体速に基づいて、予め記憶した車体減速度変化率と最大摩擦係数の代表的な関係を利用することにより、路面摩擦係数とスリップ率の非線形性の影響を受けることなく走行路面の最大摩擦係数を精度よく推定することができる。また、推定された最大摩擦係数に基づいて求めた目標スリップ率に車輪スリップ率を追従させることにより、運転者の急ブレーキ操作等に起因する車輪ロックを防止して、制動性能の向上を図ることができる。 Also in this embodiment, a non-linear relationship between the road surface friction coefficient and the slip ratio is obtained by using a typical relationship between the vehicle body deceleration change rate and the maximum friction coefficient stored in advance based on the driver's brake operation amount and the vehicle body speed. It is possible to accurately estimate the maximum friction coefficient of the traveling road surface without being affected by the property. In addition, by causing the wheel slip ratio to follow the target slip ratio obtained based on the estimated maximum friction coefficient, it is possible to prevent wheel lock caused by the driver's sudden braking operation, etc., and to improve the braking performance. Can do.
次に、図8を用いて、本発明の第3の実施形態によるブレーキ制御装置の構成及び動作について説明する。
図8は、本発明の第3の実施形態によるブレーキ制御装置のシステム構成を示すブロック図である。
Next, the configuration and operation of the brake control device according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 8 is a block diagram showing a system configuration of a brake control device according to the third embodiment of the present invention.
図7に示した実施形態においては、運転者のブレーキペダルの踏み込み具合を検出するブレーキペダルストロークセンサ6を利用していたが、本実施形態のブレーキ制御装置1Bは、運転者がペダルを踏み込むことにより演算されるブレーキトルク、すなわち運転者が要求するブレーキトルクを検出するブレーキトルクセンサ7を利用する。
In the embodiment shown in FIG. 7, the brake
ブレーキ制御装置1Bは、タイヤ路面間摩擦係数推定手段10Bと、目標スリップ率演算手段20と、制動力制御手段30Aとを有している。 The brake control device 1B includes tire road surface friction coefficient estimation means 10B, target slip ratio calculation means 20, and braking force control means 30A.
タイヤ路面間摩擦係数推定手段10Bは、図2に示したようなMAP記憶手段11と同様のMAP記憶手段を有している。MAP記憶手段に記憶されている実測最大摩擦係数μmax_dataと車体減速度変化率の関係を示すマップについても、車体減速度発生時から所定の時間ΔtのブレーキトルクTqを利用して作成することができる。マップの作成法は、図3に示したものと同様で以下のとおりである。予め実測最大摩擦係数μmax_dataを測定した路面において、減速度発生時から所定の時間Δtのブレーキトルクが所定の値Tq_1になるようにブレーキペダルを踏み、この時のΔt間の車体減速度変化率を計測することにより得られるものである。これを実測最大摩擦係数μmax_dataの異なる複数の路面においても、ブレーキトルクTq_1になるようにブレーキペダルを踏んで車体減速度変化率を計測することにより、ブレーキトルクTq_1における実測最大摩擦係数μmax_dataと車体減速度変化率の関係を示すマップがひとつ作成できる。さらに、ブレーキトルクをTq_1以外の異なる値(Tq_i:i=2〜n)になるようにして、ブレーキトルクTq_1の時と同様の方法で車体減速度変化率を計測していくことにより、Tq_i(i=1〜n)の時の実測最大摩擦係数μmax_dataと車体減速度変化率の関係を示すマップがn枚作成できる。作成されたn枚のマップは、Tq_iをパラメータとして、ブレーキトルクセンサ7により検出されたブレーキトルクTqとTq_iと比較することで選択される。また、マップ選択の他の方法としては、例えばTq_k−1≦Tq≦Tq_k(1≦k≦n−1)という関係があった場合、Tq_k1の時のマップとTq_kの時のマップを用いて、線形補間を行ってブレーキトルクTqの時のマップを新たに作成し、このマップを選択するという方法もある。 The tire road surface friction coefficient estimating means 10B has MAP storage means similar to the MAP storage means 11 as shown in FIG. A map showing the relationship between the actually measured maximum friction coefficient μmax_data and the vehicle body deceleration change rate stored in the MAP storage means can also be created using the brake torque Tq for a predetermined time Δt from the time of vehicle body deceleration occurrence. . The method for creating the map is the same as that shown in FIG. 3 and is as follows. On the road surface where the actual maximum friction coefficient μmax_data was measured in advance, the brake pedal was stepped on so that the brake torque for a predetermined time Δt from the time of deceleration occurrence becomes a predetermined value Tq_1. It is obtained by measuring. By measuring the vehicle body deceleration change rate by stepping on the brake pedal so that the brake torque Tq_1 becomes the brake torque Tq_1 even on a plurality of road surfaces having different actual maximum friction coefficients μmax_data, the actual maximum friction coefficient μmax_data and the vehicle body decrease at the brake torque Tq_1 One map showing the relationship of speed change rate can be created. Furthermore, by measuring the vehicle body deceleration change rate in the same manner as that for the brake torque Tq_1 by setting the brake torque to a different value other than Tq_1 (Tq_i: i = 2 to n), Tq_i ( n maps showing the relationship between the actually measured maximum friction coefficient μmax_data and the vehicle body deceleration change rate when i = 1 to n) can be created. The created n maps are selected by comparing the brake torques Tq and Tq_i detected by the brake torque sensor 7 with Tq_i as a parameter. As another method of map selection, for example, when there is a relationship of Tq_k-1 ≦ Tq ≦ Tq_k (1 ≦ k ≦ n−1), a map at Tq_k1 and a map at Tq_k are used. There is also a method of creating a new map at the time of brake torque Tq by performing linear interpolation and selecting this map.
タイヤ路面間摩擦係数推定手段10Bは、車体速センサ2により検出された車体速VIが入力されると、図2に示したような実車体減速度演算手段12において車体減速度を演算する。さらに、図2に示したような実車体減速度変化率演算手段13において、実車体減速度演算手段12によって求められた車体減速度から、実車体減速度変化率を演算する。こうして演算された実車体減速度は、図2に示したような最大摩擦係数μmax演算手段14に送られる。一方、ブレーキトルクセンサ7により検出されたブレーキトルクTqが入力されると、図2に示したようなMAP記憶手段に送られる。
When the vehicle body speed VI detected by the vehicle
MAP記憶手段は、ブレーキペダルストローク量ST_1最も近いブレーキペダルストローク量ST_k(1≦k≦n)における実測最大摩擦係数μmax_dataと車体減速度変化率の関係を示すマップを選択する。このようにして選択されたマップは、最大摩擦係数μmax演算手段14に送られる。 The MAP storage means selects a map indicating the relationship between the measured maximum friction coefficient μmax_data and the vehicle body deceleration change rate at the brake pedal stroke amount ST_k (1 ≦ k ≦ n) closest to the brake pedal stroke amount ST_1. The map selected in this way is sent to the maximum friction coefficient μmax calculating means 14.
図2に示したような最大摩擦係数μmax演算手段14は、実車体減速度変化率演算手段13によって求められた実車体減速度の変化率と、マップ上の車体減速度変化率と、実測最大摩擦係数μmax_dataを用いて線形補間により、最大摩擦係数μmaxを演算する。 The maximum friction coefficient μmax calculating means 14 as shown in FIG. 2 includes the actual vehicle deceleration change rate obtained by the actual vehicle deceleration change rate calculating means 13, the vehicle body deceleration change rate on the map, and the actually measured maximum. The maximum friction coefficient μmax is calculated by linear interpolation using the friction coefficient μmax_data.
目標スリップ率演算手段20は、最大摩擦係数μmaxを入力とし、目標スリップ率Stargetを出力する。また、制動力制御手段30Aは、車体速VI,車輪速Vw,目標スリップ率Stargetを入力とし、モータ式の車輪制動手段5FL’,5FR’,5RL’,5RR’を制御するために、必要な各輪に掛かる制動力を出力する。 The target slip ratio calculating means 20 receives the maximum friction coefficient μmax and outputs a target slip ratio Starget. Further, the braking force control means 30A is necessary for controlling the motor type wheel braking means 5FL ′, 5FR ′, 5RL ′, 5RR ′ with the vehicle body speed VI, the wheel speed Vw, and the target slip ratio Starget as inputs. The braking force applied to each wheel is output.
本実施形態においても、運転者のブレーキ操作量及び車体速に基づいて、予め記憶した車体減速度変化率と最大摩擦係数の代表的な関係を利用することにより、路面摩擦係数とスリップ率の非線形性の影響を受けることなく走行路面の最大摩擦係数を精度よく推定することができる。また、推定された最大摩擦係数に基づいて求めた目標スリップ率に車輪スリップ率を追従させることにより、運転者の急ブレーキ操作等に起因する車輪ロックを防止して、制動性能の向上を図ることができる。
Also in this embodiment, a non-linear relationship between the road surface friction coefficient and the slip ratio is obtained by using a typical relationship between the vehicle body deceleration change rate and the maximum friction coefficient stored in advance based on the driver's brake operation amount and the vehicle body speed. It is possible to accurately estimate the maximum friction coefficient of the traveling road surface without being affected by the property. In addition, by causing the wheel slip ratio to follow the target slip ratio obtained based on the estimated maximum friction coefficient, it is possible to prevent wheel lock caused by the driver's sudden braking operation, etc., and to improve the braking performance. Can do.
1,1A,1B…ブレーキ制御装置
2…車体速センサ
3…ブレーキ圧力センサ
4FL,4FR,4RL,4RR…車輪速センサ
5FL,5FR,5RL,5RR…車輪制動手段
6…ブレーキペダルストロークセンサ
7…ブレーキトルクセンサ
10…タイヤ路面間摩擦係数推定装置
11…MAP記憶装置
12…実車体減速度演算装置
13…実車体減速度変化率演算装置
14…タイヤ路面間最大摩擦係数(μmax)演算装置
20…目標スリップ率演算装置
30…制動力制御装置
DESCRIPTION OF
Claims (8)
車両の進行方向に対して路面に対する速度である車体速を求める車体速検出手段と、
前記車輪速検出手段にて求めた車輪速と前記車体速検出手段にて求めた車体速から車輪の実スリップ率を演算し、予め設定した目標スリップ率と前記実スリップ率に基づいて車輪の制動力指令値を求めるブレーキ制御手段と、
前記ブレーキ制御手段にて求めた制動力指令値に基づいて、車輪に制動力を付加する車輪制動手段を有するブレーキ制御装置であって、
前記ブレーキ制御手段は、
前記車体速検出手段にて求めた車体速から前記車両の減速度の変化率とブレーキの情報に基づいて前記車輪と前記路面の間の最大摩擦係数を推定する摩擦係数推定手段と、
この摩擦係数推定手段にて推定した最大摩擦係数推定値に基づいて、前記目標スリップ率を演算する目標スリップ率演算手段とを備える
ことを特徴とするブレーキ制御装置。 Wheel speed detection means for obtaining a wheel speed, which is a speed from the rotation speed of the wheel;
Vehicle body speed detecting means for obtaining a vehicle body speed which is a speed with respect to a road surface with respect to a traveling direction of the vehicle;
The actual slip ratio of the wheel is calculated from the wheel speed obtained by the wheel speed detecting means and the vehicle body speed obtained by the vehicle body speed detecting means, and the wheel control is performed based on the preset target slip ratio and the actual slip ratio. Brake control means for obtaining a power command value;
A brake control device having wheel braking means for adding braking force to a wheel based on a braking force command value obtained by the brake control means,
The brake control means includes
Friction coefficient estimating means for estimating a maximum friction coefficient between the wheel and the road surface based on the rate of change in deceleration of the vehicle and information on the brake from the vehicle body speed obtained by the vehicle body speed detecting means;
A brake control device comprising: target slip ratio calculating means for calculating the target slip ratio based on a maximum friction coefficient estimated value estimated by the friction coefficient estimating means.
前記摩擦係数推定手段は、前記減速度の変化率と前記車輪と前記路面の間の最大摩擦係数の代表的な関係を記憶しておき、
前記求めた減速度の変化率から前記記憶した代表的な関係を補間することによって最大摩捺係数を推定することを特徴としたブレーキ制御装置。 The brake control device according to claim 1, wherein
The friction coefficient estimating means stores a representative relationship between a rate of change of the deceleration and a maximum friction coefficient between the wheel and the road surface,
A brake control device, wherein a maximum printing coefficient is estimated by interpolating the stored representative relationship from the obtained rate of change in deceleration.
前記ブレーキの情報は、ブレーキが踏み込まれた時のブレーキ圧であり、
前記摩擦係数推定手段は、複数のブレーキ圧毎に、前記減速度の変化率と前記車輪と前記路面の間の最大摩擦係数の代表的な関係を記憶しておき、
前記ブレーキ圧センサによって検出されたブレーキ圧に基づいて、記憶されている複数の前記減速度の変化率と前記車輪と前記路面の間の最大摩擦係数の代表的な関係から一つを選択し、前記求めた減速度の変化率から前記記憶した代表的な関係を補間することによって最大摩捺係数を推定することを特徴としたブレーキ制御装置。 The brake control device according to claim 2, wherein
The information on the brake is a brake pressure when the brake is depressed,
The friction coefficient estimating means stores, for each of a plurality of brake pressures, a representative relationship between a rate of change of the deceleration and a maximum friction coefficient between the wheel and the road surface,
Based on the brake pressure detected by the brake pressure sensor, one is selected from a representative relationship of a plurality of stored change rates of the deceleration and the maximum friction coefficient between the wheel and the road surface, A brake control device, wherein a maximum printing coefficient is estimated by interpolating the stored representative relationship from the obtained rate of change in deceleration.
前記ブレーキの情報は、ブレーキが踏み込まれた時のブレーキペダルのストローク量であり、
前記摩擦係数推定手段は、複数のブレーキストローク圧毎に、前記減速度の変化率と前記車輪と前記路面の間の最大摩擦係数の代表的な関係を記憶しておき、
前記ブレーキストロークセンサによって検出されたブレーキストロークに基づいて、記憶されている複数の前記減速度の変化率と前記車輪と前記路面の間の最大摩擦係数の代表的な関係から一つを選択し、前記求めた減速度の変化率から前記記憶した代表的な関係を補間することによって最大摩捺係数を推定することを特徴としたブレーキ制御装置。 The brake control device according to claim 2, wherein
The brake information is the stroke amount of the brake pedal when the brake is depressed,
The friction coefficient estimating means stores a representative relationship between a rate of change of the deceleration and a maximum friction coefficient between the wheel and the road surface for each of a plurality of brake stroke pressures.
Based on a brake stroke detected by the brake stroke sensor, one is selected from a representative relationship of a plurality of stored change rates of the deceleration and a maximum friction coefficient between the wheel and the road surface, A brake control device, wherein a maximum printing coefficient is estimated by interpolating the stored representative relationship from the obtained rate of change in deceleration.
前記ブレーキの情報は、運転者が要求するブレーキトルクであり、
前記摩擦係数推定手段は、複数のブレーキトルク毎に、前記減速度の変化率と前記車輪と前記路面の間の最大摩擦係数の代表的な関係を記憶しておき、
前記ブレーキトルクセンサによって検出されたブレーキトルクに基づいて、記憶されている複数の前記減速度の変化率と前記車輪と前記路面の間の最大摩擦係数の代表的な関係から一つを選択し、前記求めた減速度の変化率から前記記憶した代表的な関係を補間することによって最大摩捺係数を推定することを特徴としたブレーキ制御装置。 The brake control device according to claim 2, wherein
The brake information is brake torque requested by the driver,
The friction coefficient estimating means stores, for each of a plurality of brake torques, a representative relationship between a rate of change of the deceleration and a maximum friction coefficient between the wheel and the road surface,
Based on the brake torque detected by the brake torque sensor, one is selected from a representative relationship of a plurality of stored change rates of the deceleration and the maximum friction coefficient between the wheel and the road surface, A brake control device, wherein a maximum printing coefficient is estimated by interpolating the stored representative relationship from the obtained rate of change in deceleration.
前記減速度変化率演算手段は、前記車体速検出手段にて演算された車体速を用いて車両の減速度の変化を演算することを特徴とするブレーキ制御装置。 The brake control device according to claim 1, wherein
The brake control device, wherein the deceleration change rate calculating means calculates a change in vehicle deceleration using the vehicle body speed calculated by the vehicle body speed detecting means.
前記減速度変化率演算手段は、運転者のブレーキペダル操作によって前記車両に減速が発生した時点から所定の時間における減速度変化を演算することを特徴としたブレーキ制御装置。 The brake control device according to claim 1, wherein
The brake control apparatus according to claim 1, wherein the deceleration change rate calculating means calculates a change in deceleration in a predetermined time from a point in time when deceleration occurs in the vehicle by a driver's brake pedal operation.
予め設定した目標スリップ率と前記実スリップ率に基づいて車輪の制動力指令値を演算するブレーキ制御方法であって、
前記車両の減速度の変化を演算し、
この減速度変化率とブレーキの情報に基づいて前記車輪と前記路面の間の最大摩擦係数を推定し、
この推定最大摩擦係数推定値に基づいて、前記目標スリップ率を演算することを特徴としたブレーキ制御方法。 Calculate the actual slip ratio of the wheel from the wheel speed that is the speed from the rotational speed of the wheel and the vehicle body speed that is the speed with respect to the road surface in the traveling direction of the vehicle,
A brake control method for calculating a braking force command value of a wheel based on a preset target slip ratio and the actual slip ratio,
Calculating the change in deceleration of the vehicle,
Based on this deceleration change rate and brake information, estimate the maximum friction coefficient between the wheel and the road surface,
A brake control method, wherein the target slip ratio is calculated based on the estimated maximum friction coefficient estimated value.
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---|---|---|---|
JP2005375178A JP2007176260A (en) | 2005-12-27 | 2005-12-27 | Brake control device and controlling method |
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