本発明に係る車体速度推定装置及び車体速度推定方法及び制駆動力制御装置の実施例1を図1から図7に基づいて説明する。
最初に、本実施例1における車体速度推定装置及び制駆動力制御装置の構成について図1を用いて説明する。本実施例1においては、制駆動力制御装置の制御機能の1つとして車体速度推定装置(車体速度推定方法)を用意しておく。従って、以下においては、その車体速度推定装置を制駆動力制御装置における車体速度推定手段として例示する。その図1には、本実施例1の制駆動力制御装置が適用される車輌を示している。
本実施例1の車輌には、各々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRに夫々独立して機械的な制動トルクを発生させる機械制動トルク発生装置が設けられている。この機械制動トルク発生装置は、電子制御装置(ECU)等により構成された機械制動トルク制御手段によってその動作が制御され、所望の機械制動トルクを発生させる。例えば、本実施例1の機械制動トルク発生装置としては、油圧の力により夫々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRに機械的な制動トルクを付与して制動力を発生させる所謂油圧ブレーキを例示する。これが為、以下においては、この機械制動トルク発生装置を「油圧制動トルク発生装置」といい、この油圧制動トルク発生装置により発生させられた機械的な制動トルク及び制動力を夫々「油圧制動トルク」及び「油圧制動力」といい、その機械制動トルク制御手段を「油圧制動トルク制御手段」という。
具体的に、ここで例示する油圧制動トルク発生装置は、夫々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRに配設したキャリパーやブレーキパッド、ディスクロータ等からなる油圧制動手段21FL,21FR,21RL,21RRと、これら各油圧制動手段21FL,21FR,21RL,21RRのキャリパーに対して各々に油圧(即ち、ブレーキオイル)を供給する油圧配管22FL,22FR,22RL,22RRと、これら各油圧配管22FL,22FR,22RL,22RRの油圧を夫々に調節する油圧調節手段(以下、「ブレーキアクチュエータ」という。)23と、このブレーキアクチュエータ23を制御する油圧制動トルク制御手段24と、運転者が車輌の制動力発生時に操作するブレーキペダル25と、運転者によるブレーキペダル25の踏み込み操作に応じて駆動されるブレーキマスタシリンダ26と、を備えている。
更に、図示しないが、この油圧制動トルク発生装置には、ブレーキペダル25の踏み込みによって生じる圧力を増圧し、ブレーキマスタシリンダ26に入力するブースタ等も設けられている。
ここで、そのブレーキアクチュエータ23は、オイルリザーバ,オイルポンプ,夫々の油圧配管22FL,22FR,22RL,22RRの油圧を各々に増減する為の増減圧制御弁の如き種々の弁装置等を含み、所謂ABS制御を行い得るよう構成されている。その増減圧制御弁は、通常時にはブレーキマスタシリンダ26により制御されて各油圧制動手段21FL,21FR,21RL,21RRにおけるキャリパーの油圧を夫々調節する。一方、この増減圧制御弁は、必要に応じて油圧制動トルク制御手段24によってもデューティ比制御され、各油圧制動手段21FL,21FR,21RL,21RRにおけるキャリパーに掛かる油圧の調節を夫々に行う。
また、本実施例1の車輌には、各々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRにモータ31FL,31FR,31RL,31RRが配備されている。この夫々のモータ31FL,31FR,31RL,31RRは、図1に示すモータ制御手段32によって制御され、各々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRに対して夫々にモータトルクTmを付与する。
ここで、そのモータトルクTmには、車輪10FL,10FR,10RL,10RRに駆動力(以下、「モータ駆動力」という。)を発生させるモータ力行トルクと、車輪10FL,10FR,10RL,10RRに回生制動力(以下、「モータ回生制動力」という。)を発生させるモータ回生トルクと、が存在している。
これが為、モータ制御手段32の制御により各モータ31FL,31FR,31RL,31RRがモータ力行トルクを発生させたときには、夫々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRにモータ駆動力が掛かり、車輌を前進又は後退させる。例えば、この車輌が電気自動車である場合には、その各モータ31FL,31FR,31RL,31RRのモータ力行トルクが車輌の動力源として利用される。また、この車輌が内燃機関等の原動機も具備している場合には、その各モータ31FL,31FR,31RL,31RRのモータ力行トルクが原動機の動力補助又は原動機との動力の切り替えに伴う動力源として利用される。この車輌においては、そのモータ力行トルクを発生させる為に、夫々のモータ31FL,31FR,31RL,31RRに対して図1に示すバッテリ33から給電される。
一方、モータ制御手段32の制御により各モータ31FL,31FR,31RL,31RRがモータ回生トルクを発生させたときには、夫々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRにモータ回生制動力が掛かり、車輌を制動させる。その際、この車輌においては、そのモータ回生制動力により得られた電力がバッテリ33に蓄電される。
ここでのモータトルクTmは、そのモータ力行トルクを負の値とする一方、そのモータ回生トルクを正の値とする。
ところで、本実施例1の車輌には上述したが如く油圧制動トルク発生装置も具備されている。これが為、各車輪10FL,10FR,10RL,10RRに発生する夫々の全制動トルクTaは、その油圧制動トルク発生装置による各車輪10FL,10FR,10RL,10RRの油圧制動トルクToと各々のモータ31FL,31FR,31RL,31RRによる各車輪10FL,10FR,10RL,10RRのモータトルクTmとを夫々に合算したものとなる。例えば、夫々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRに油圧制動トルクToを付与し、その各車輪10FL,10FR,10RL,10RRのモータ31FL,31FR,31RL,31RRにモータ回生トルクを発生させた場合、各車輪10FL,10FR,10RL,10RRの夫々の全制動トルクTaは、油圧制動トルクToのみで発生させたときよりも大きくなる。
ここで、車輌の制動時に各モータ31FL,31FR,31RL,31RRに対してモータ力行トルクを発生させた場合を考察してみる。かかるモータ力行トルクは、モータ回生トルクとは逆方向の回転力を車輪10FL,10FR,10RL,10RRに与えるものであり、車輌の制動力を増加させるモータ回生トルクとは逆に上述したが如く車輌の駆動力を発生させる。これが為、各車輪10FL,10FR,10RL,10RRに油圧制動トルクToが付与されているときに夫々のモータ31FL,31FR,31RL,31RRに対してモータ力行トルクを発生させると、夫々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRにはその油圧制動トルクToに抗するモータ力行トルクが掛かり、油圧制動トルクToのみで発生させたときよりも各車輪10FL,10FR,10RL,10RRの夫々の全制動トルクTaが小さくなる。
即ち、本実施例1の車輌においては、油圧制動トルク発生装置からの各車輪10FL,10FR,10RL,10RRへの油圧制動トルクToと各モータ31FL,31FR,31RL,31RRのモータ回生トルク又はモータ力行トルクとを合算したもの夫々が各車輪10FL,10FR,10RL,10RRにおける全制動トルクTaとなる。これが為、この車輌においては、これらのトルク値を増減制御することによって夫々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRに付与する各々の全制動トルクTaを調節し、その各車輪10FL,10FR,10RL,10RRに発生させる各々の全制動力を調節することができる。例えば、各車輪10FL,10FR,10RL,10RRに対して一定の油圧制動トルクToが付与されていると仮定し、その際に各モータ31FL,31FR,31RL,31RRからモータトルクTmを発生させると、そのモータトルク(モータ回生トルク又はモータ力行トルク)Tmに応じて夫々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRの全制動トルクTaを増減させることができる。
このように、本実施例1の車輌においては、油圧制動トルク発生装置とモータ31FL,31FR,31RL,31RRとによって、車輌に対して制動力を発生させる制動力発生装置(以下、「車輌制動力発生装置」という。)が構成されている。これが為、本実施例1の車輌におけるABS制御は、その油圧制動トルク発生装置の油圧制動トルクToとモータ31FL,31FR,31RL,31RRのモータトルクTmとを増減制御することによって実行される。尚、そのモータ31FL,31FR,31RL,31RRは、力行側で使用された場合に、車輌に対して駆動力を発生させる駆動力発生装置(以下、「車輌駆動力発生装置」という。)として機能する。
ここで、かかるABS制御は、車輌の電子制御装置(ECU)が当該技術分野で周知の制御手法によって実行する。
例えば、この電子制御装置は、運転者がブレーキ操作を行って車輌制動力発生装置を作動させた際に夫々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRのロック傾向の検出を行い、その何れかの車輪10FL,10FR,10RL,10RRでロック傾向が検出された時に、その該当する車輪10FL,10FR,10RL,10RRのロック傾向を解除させ得る全制動トルク(以下、「要求全制動トルク」という。)Tareqを求める。そして、この電子制御装置は、その該当する車輪10FL,10FR,10RL,10RRの全制動トルクTaが要求全制動トルクTareqとなるように車輌制動力発生装置に対する制御を実行する。この車輌においては、かかるトルク演算とトルク制御が繰り返し実行されることによって、ABS制御対象たる車輪10FL,10FR,10RL,10RRの全制動トルクTaが減少してロック傾向が解除方向へと向かう。
一方、この電子制御装置は、その該当する車輪10FL,10FR,10RL,10RRのロック解除傾向の検出も行い、ロック解除傾向が検出された時に、その車輪10FL,10FR,10RL,10RRの全制動トルクTaを増加させる要求全制動トルクTareqを求め、その全制動トルクTaが要求全制動トルクTareqとなるように車輌制動力発生装置に対する制御を実行する。ここでは、かかるトルク演算とトルク制御が繰り返し実行されることによって、ABS制御対象たる車輪10FL,10FR,10RL,10RRの全制動トルクTaが増加して当該車輪10FL,10FR,10RL,10RRの全制動力が強くなる。
この電子制御装置は、再びロック傾向を検出した時には当該ロック傾向を解除させるよう全制動トルクTaを調節して減少させ、その後、ロック解除傾向を検出した時には全制動トルクTaを増加させる。電子制御装置は、ABS制御中にこれらを繰り替えし実行する。
ところで、上述したが如く、本実施例1にあっては、車輌制動力発生装置が油圧制動トルク発生装置とモータ31FL,31FR,31RL,31RRとによって構成されており、その油圧制動トルク発生装置のブレーキアクチュエータ23とモータ31FL,31FR,31RL,31RRとが夫々に油圧制動トルク制御手段24とモータ制御手段32とにより制御される。これが為、本実施例1にあっては、その油圧制動トルク制御手段24とモータ制御手段32が上述した電子制御装置における全制動トルクTa(=To+Tm)の調節制御機能の一旦を担っている。即ち、油圧制動トルク制御手段24は、要求全制動トルクTareqを発生させる際に求めた油圧制動トルク(以下、「要求油圧制動トルク」という。)Toreqとなるよう制御対象の車輪10FL,10FR,10RL,10RRの油圧制動トルクToを制御する。一方、モータ制御手段32は、要求全制動トルクTareqを発生させる際に求めたモータトルク(以下、「要求モータトルク」という。)Tmreqとなるよう制御対象のモータ31FL,31FR,31RL,31RRのモータトルクTmを制御する。
更に、上述した電子制御装置には、車輪10FL,10FR,10RL,10RRのロック傾向やロック解除傾向の検出処理、要求全制動トルクTareqの演算処理などの如く各々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRに対する処理機能もある。また、上記の油圧制動トルク制御手段24とモータ制御手段32により全制動トルクTaを調節する際には、油圧制動トルク制御手段24の制御パラメータたる要求油圧制動トルクToreqとモータ制御手段32の制御パラメータたる要求モータトルクTmreqとを設定する必要があり、これら要求油圧制動トルクToreq及び要求モータトルクTmreqは上述した電子制御装置が設定した要求全制動トルクTareqに基づいて下記の式1から算出される。
Tareq=Toreq+Tmreq … (1)
このようなことから、本実施例1にあっては、かかる処理機能を有する電子制御装置(以下、「ブレーキ・モータ統合ECU」)41を設け、このブレーキ・モータ統合ECU41と上述した油圧制動トルク制御手段24とモータ制御手段32とによって、車輌制動力発生装置及び車輌駆動力発生装置に対しての制駆動力制御装置を構成している。
具体的に、この本実施例1のブレーキ・モータ統合ECU41には、各車輪10FL,10FR,10RL,10RRのロック傾向を検出するロック傾向検出手段41aと、各車輪10FL,10FR,10RL,10RRのロック解除傾向を検出するロック解除傾向検出手段41bと、が設けられている。
本実施例1のロック傾向検出手段41aとロック解除傾向検出手段41bは、制動時の各車輪10FL,10FR,10RL,10RRのスリップ率Sに基づいて、その車輪10FL,10FR,10RL,10RRがロック傾向か否か、ロック解除傾向か否かを夫々に検出するよう構成する。つまり、本実施例1においては、例えば、車輪10FL,10FR,10RL,10RRのスリップ率Sが所定値(「0」又は「0」に近い値)よりも大きい場合にその車輪10FL,10FR,10RL,10RRがスリップ状態にあると判断できるので、ロック傾向検出手段41aにはその車輪10FL,10FR,10RL,10RRがロック傾向であると検出させる。一方、車輪10FL,10FR,10RL,10RRのスリップ率Sが所定値以下の場合には、その車輪10FL,10FR,10RL,10RRがスリップしていない又はグリップし始めていると判断できるので、ロック解除傾向検出手段41bにその車輪10FL,10FR,10RL,10RRがロック解除傾向であると検出させる。
そのスリップ率Sは、ブレーキ・モータ統合ECU41に設けたスリップ率演算手段41cに演算させる。このスリップ率演算手段41cは、この技術分野において周知の演算手法によって夫々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRのスリップ率Sを算出又は推定するよう構成されている。例えば、本実施例1のスリップ率演算手段41cは、車輪10FL,10FR,10RL,10RRの回転速度と車体速度とに基づいて夫々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRのスリップ率Sを求める。従って、本実施例1においては、各車輪10FL,10FR,10RL,10RRの回転速度の検出を行う車輪回転速度検出手段(又はその車輪回転速度を推定する車輪回転速度推定手段)と、車体速度の検出を行う車体速度検出手段(又は車体速度を推定する車体速度推定手段)と、が必要になる。
ここで、ABS制動を行う一般的な車輌においては、各車輪10FL,10FR,10RL,10RRに設けた車輪回転速度検出手段の夫々の検出信号により車輪速度(車輪の回転速度に車輪の周長を掛けた値)の把握を行う一方で、その夫々の検出信号に基づいて車体速度を推定し、その夫々の車輪速度と車体速度との比率を求めることによって各車輪10FL,10FR,10RL,10RRのスリップ率Sが算出されている。つまり、このABS制動を行う車輌においては、一般的に車輪回転速度検出手段と車体速度推定手段とが用意されており、本実施例1においてもこれに従う。従って、本実施例1においては、その車輪回転速度検出手段として図1に示す各車輪10FL,10FR,10RL,10RR毎の車輪速度センサ51FL,51FR,51RL,51RRを車輌に配備すると共に、ブレーキ・モータ統合ECU41に図1に示す車体速度推定手段41dを設ける。この車体速度推定手段41dは、その技術分野における周知の方法によって車体速度の推定を行うものであって、ここでは各車輪10FL,10FR,10RL,10RRの中で最も大きな車輪速度となっている車輪の車輪速度からABS制御時の車体速度を推定するよう構成されている。例えば、その車体速度の推定方法としては、前述した特許文献3に記載のものが考えられる。
尚、車輪速度と車体速度が同じであれば、その車輪のスリップ率Sは、0%となる。一方、車輪においては、その車輪速度が車体速度よりも低ければ減速スリップが発生しており、車輪速度が車体速度よりも高ければ加速スリップが発生している。
更に、本実施例1のブレーキ・モータ統合ECU41には、制御対象の車輪10FL,10FR,10RL,10RRの要求全制動トルクTareqを算出して設定する要求全制動トルク設定手段41eと、その車輪10FL,10FR,10RL,10RRの要求油圧制動トルクToreqを算出して設定する要求油圧制動トルク設定手段41fと、その車輪10FL,10FR,10RL,10RRの要求モータトルクTmreqを算出して設定する要求モータトルク設定手段41gと、が設けられている。
その要求全制動トルク設定手段41eは、大別すると、通常制動時(ABS非制御時)とABS制御時とに分けて夫々に要求全制動トルクTareqの設定を行うものであり、夫々の技術分野において周知の演算手法により要求全制動トルクTareqを算出するよう構成されている。例えば、この要求全制動トルク設定手段41eには、通常制動時であれば、運転者によるブレーキペダル25の踏み込み量やブレーキ踏力、車体速度推定手段41dによって推定された推定車体速度の情報などに基づいて、夫々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRに発生させる要求全制動トルクTareqを算出させる。また、この要求全制動トルク設定手段41eには、ABS制御時において、ロック傾向検出時を最大値にし、その後、ロック解除傾向が検出されるまで要求全制動トルクTareqを減少させる一方、ロック解除傾向検出時を最小値にし、その後、ロック傾向が検出されるまで要求全制動トルクTareqを増加させる。このABS制御時においても、この要求全制動トルク設定手段41eには、車体速度推定手段41dによって推定された推定車体速度の情報などを用いて要求全制動トルクTareqの算出を行わせる。
この要求全制動トルク設定手段41eは、そのような運転者の制動要求のみならず、例えば自動ブレーキを備えた車輌おいては車輌自身の判断による制動要求、車輌の挙動安定制御等を行う際の制動要求などに基づいて要求全制動トルクTareqを算出させるように構成してもよい。
続いて、本実施例1の要求油圧制動トルク設定手段41fについて説明する。
この要求油圧制動トルク設定手段41fについても、大別すると、通常制動時(ABS非制御時)とABS制御時とに分けて夫々に要求油圧制動トルクToreqの設定を行うものであり、夫々の技術分野において周知の演算手法により要求油圧制動トルクToreqを算出するよう構成されている。例えば、この要求油圧制動トルク設定手段41fは、ABS制御時において、要求全制動トルクTareqに基づいて要求油圧制動トルクToreqの算出を行うよう構成することができる。
具体的に、本実施例1の要求油圧制動トルク設定手段41fは、ABS制御時において、ロック傾向にある車輪10FL,10FR,10RL,10RRのロック傾向検出時の要求全制動トルク(以下、「最大全制動トルク」という。)Tamaxと当該車輪10FL,10FR,10RL,10RRのロック解除傾向が検出された際の要求全制動トルク(以下、「最小全制動トルク」という。)Taminとの間に要求油圧制動トルクToreqが設定されるよう構成する。ここで、本実施例1の要求油圧制動トルク設定手段41fには、先ず始めに要求油圧制動トルクの暫定値(以下、「暫定要求油圧制動トルク」という。)Toproを算出させ、その後に最終的な要求油圧制動トルクToreqを設定させるようにする。従って、本実施例1にあっては、例えば下記の式2を用いて、ABS制御時の暫定要求油圧制動トルクToproが最大全制動トルクTamaxと最小全制動トルクTaminの中間値となるように演算処理を行わせる。本実施例1においては、この暫定要求油圧制動トルクToproを新たな最小全制動トルクTaminが算出される度に求めさせる。
Topro=(Tamax+Tamin)/2 … (2)
その最大全制動トルクTamaxと最小全制動トルクTaminとしては、夫々にロック傾向検出時の暫定要求油圧制動トルクToproとロック解除傾向検出時の暫定要求油圧制動トルクToproを適用してもよく、夫々にロック傾向検出時の実際の全制動トルクTaとロック解除傾向検出時の実際の全制動トルクTaを適用してもよい。前者を適用する場合には、要求油圧制動トルク設定手段41fによる算出値を使用して最大全制動トルクTamaxと最小全制動トルクTaminを求める。一方、後者を適用する場合には、実際の全制動トルクTaを求めることができるようにブレーキ・モータ統合ECU41を構築する必要がある。従って、後者を適用する場合には、実際の全制動トルクTaの算出を行う実全制動トルク演算手段41hをブレーキ・モータ統合ECU41に設けておく。
例えば、その実全制動トルク演算手段41hは、各車輪速度センサ51FL,51FR,51RL,51RRからの検出信号(車輪の回転速度)に基づき夫々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRにおいて実際に発生している全制動トルクTaの算出を各々行うように構成する。この実全制動トルク演算手段41hにより求められた全制動トルクTaは、ロック傾向検出時のものであれば最大全制動トルクTamaxとなり、ロック解除傾向検出時のものであれば最小全制動トルクTaminとなる。
ここで、上記式2を用いた暫定要求油圧制動トルクToproの演算処理は、最新の最大全制動トルクTamaxと最小全制動トルクTaminが算出される度に(即ち、ロック解除傾向が検出されて新たな最小全制動トルクTaminが算出される度に)行ってもよい。つまり、この要求油圧制動トルク設定手段41fには、新たな最小全制動トルクTaminが算出されるまで油圧制動トルク制御手段24の制御要求値たる要求油圧制動トルクToreqを上記の中間値に保持させ、その新たな最小全制動トルクTaminが算出されたときに式2を用いて新たな中間値へと要求油圧制動トルクToreqの更新を行わせてもよい。かかる場合の要求油圧制動トルク設定手段41fについては、ABS制御時において新たな最小全制動トルクTaminが算出されるまで先に設定した要求油圧制動トルク(以下、「要求油圧制動トルク既算値」という。)Toreqを暫定要求油圧制動トルクToproとして設定するよう構成しておく。従って、その要求油圧制動トルク既算値Toreqは、主記憶装置等に記憶しておくことが好ましい。
しかしながら、油圧制動トルクToの増減制御は、モータ31FL,31FR,31RL,31RRのモータトルクTmを増減制御する場合に比べて、そのトルク値の出力精度や応答性に劣る。これが為、要求油圧制動トルクToreqの更新を頻繁に実行することは好ましくない。
そこで、本実施例1の要求油圧制動トルク設定手段41fは、可能な限り要求油圧制動トルクToreqの更新処理を実行させないように構成する。具体的に、本実施例1にあっては、その要求油圧制動トルクToreqの更新処理の要否を判断する閾値(以下、「要求油圧制動トルク更新判断閾値」という。)を設定し、これと後述する暫定要求モータトルクTmproとを比較させるよう要求油圧制動トルク設定手段41fを構成する。
ここで、その要求油圧制動トルク更新判断閾値としては、各モータ31FL,31FR,31RL,31RRの後述するモータトルク出力限界値Tmlim(モータ回生トルク出力限界値Tm1lim、モータ力行トルク出力限界値Tm2lim)に対して夫々に所定の余裕代(モータ余裕トルク)を持たせたモータトルクTmの値を用いる。この要求油圧制動トルク更新判断閾値Tmbは、モータトルク出力限界値Tmlimに対する所定の割合により求められた値として定めてもよく、モータトルク出力限界値Tmlimから所定の余裕代を減算した値として定めてもよい。
例えば、ここでは、図3に示す如く、モータ回生トルク出力限界値Tm1limから力行側へと所定の余裕代を持たせた値を回生側の要求油圧制動トルク更新判断閾値(以下、「回生側要求油圧制動トルク更新判断閾値」という。)Tm1bとして設定し、モータ力行トルク出力限界値Tm2limから回生側へと所定の余裕代を持たせた値を力行側の要求油圧制動トルク更新判断閾値(以下、「力行側要求油圧制動トルク更新判断閾値」という。)Tm2bとして設定する。ここでは、その回生側要求油圧制動トルク更新判断閾値Tm1bを正の値とし、力行側要求油圧制動トルク更新判断閾値Tm2bを負の値とし、夫々の絶対値が同一となるようにしている。尚、その図3のタイムチャートにおける下の2つのトルク線図は、後述する異常輪についてのものを示している。
ここでは、暫定要求モータトルクTmproが回生側要求油圧制動トルク更新判断閾値Tm1bと力行側要求油圧制動トルク更新判断閾値Tm2bとの間にある限り、要求油圧制動トルクToreqを更新させずに先に式2から求めた中間値に保ち続けさせる。
一方、その暫定要求モータトルクTmproが回生側要求油圧制動トルク更新判断閾値Tm1b以上になった場合、又は力行側要求油圧制動トルク更新判断閾値Tm2b以下になった場合には、要求油圧制動トルクToreqを更新させる。これが為、本実施例1の要求油圧制動トルク設定手段41fは、そのような状況になった後、新たな最小全制動トルクTaminが算出された際に、主記憶装置等に記憶されている要求油圧制動トルク既算値Toreqを削除するよう構成しておく。
続いて、本実施例1の要求モータトルク設定手段41gについて説明する。
この要求モータトルク設定手段41gについても、大別すると、通常制動時(ABS非制御時)とABS制御時とに分けて夫々に要求モータトルクTmreqの設定を行うものであり、夫々の技術分野において周知の演算手法により要求モータトルクTmreqを算出するよう構成されている。
ここで、本実施例1の要求モータトルク設定手段41gには、上述した要求油圧制動トルク設定手段41fと同様に、先ず始めに要求モータトルクの暫定値(以下、「暫定要求モータトルク」という。)Tmproを算出させ、その後に最終的な要求モータトルクTmreqを設定させるようにする。従って、本実施例1の要求モータトルク設定手段41gは、ABS制御時において、例えば上記の如く求めた要求全制動トルクTareqと暫定要求油圧制動トルクToproとを下記の式3(上述した式1の変形式)に代入し、これにより暫定要求モータトルクTmproの算出を行うよう構成する。尚、この式3では、式1の「Toreq」を「Topro」に、「Tmreq」を「Tmpro」に置き換えている。
Tmpro=Tareq−Topro … (3)
このように、上述した要求油圧制動トルク設定手段41fと要求モータトルク設定手段41gは、ABS制御時に要求全制動トルクTareqの変化に従って演算結果を導き出すものであり、その要求全制動トルクTareqの変化に応じた暫定要求油圧制動トルクTopro及び暫定要求モータトルクTmproの変化態様,換言すれば、要求全制動トルクTareqの変化に応じた要求油圧制動トルクToreq及び要求モータトルクTmreqの変化態様を求める手段であるといえる。
更に、夫々のモータ31FL,31FR,31RL,31RRにはモータトルクTmの出力限界値(以下、「モータトルク出力限界値」という。)Tmlimがあり、このモータトルク出力限界値Tmlim以上のモータトルクTmを出力させることはできない。従って、要求油圧制動トルク設定手段41fと要求モータトルク設定手段41gは、そのモータトルク出力限界値Tmlimと暫定要求モータトルクTmproとの比較結果に応じてABS制御中の要求油圧制動トルクToreqと要求モータトルクTmreqの設定を夫々に行うよう構成する。
具体的に、本実施例1の要求モータトルク設定手段41gには、先ず、ABS制御対象の車輪10FL,10FR,10RL,10RRにおけるモータ31FL,31FR,31RL,31RRのモータトルク出力限界値Tmlimを算出させる。このモータトルク出力限界値Tmlimは、モータ回転数や車輪速度に一意に対応するものであり、図2に示す如く回生側と力行側との双方で個別の値が存在している。これが為、以下においては、その回生側のモータトルク出力限界値Tmlimを「モータ回生トルク出力限界値Tm1lim」といい、その力行側のモータトルク出力限界値Tmlimを「モータ力行トルク出力限界値Tm2lim」という。ここでは、そのモータ回生トルク出力限界値Tm1limを正の値とし、そのモータ力行トルク出力限界値Tm2limを負の値とする。
本実施例1の要求油圧制動トルク設定手段41fと要求モータトルク設定手段41gは、暫定要求モータトルクTmproがモータ回生トルク出力限界値Tm1limよりも低い又はモータ力行トルク出力限界値Tm2limよりも高ければ、算出された暫定要求油圧制動トルクToproと暫定要求モータトルクTmproを夫々に最終的な要求油圧制動トルクToreqと要求モータトルクTmreqとして設定させるよう構成する。
一方、その要求モータトルク設定手段41gは、暫定要求モータトルクTmproがモータ回生トルク出力限界値Tm1lim以上又はモータ力行トルク出力限界値Tm2lim以下であれば、そのモータ回生トルク出力限界値Tm1lim又はモータ力行トルク出力限界値Tm2limを最終的な要求モータトルクTmreqとして設定させるよう構成する。これが為、要求油圧制動トルク設定手段41fには、そのようにして設定した要求モータトルクTmreqに基づいて求めたものを最終的な要求油圧制動トルクToreqとして設定させる。従って、この要求油圧制動トルク設定手段41fは、かかる場合に、その設定された要求モータトルクTmreq(=Tm1lim又はTm2lim)と要求全制動トルクTareqを下記の式4(上述した式1の変形式)に代入して要求油圧制動トルクToreqの算出を行うよう構成されている。
Toreq=Tareq−Tmreq … (4)
ところで、上述した油圧制動トルク発生装置は、定期的に部品交換などの必要な整備を行っていたとしても、必ずしも新品時又は交換直後の制動性能を長期に渡って常に維持し続けることができない。例えば、油圧制動トルクToは、ブレーキパッドなどの摩擦材の摩耗や油圧配管(通常はゴム材料により成形されている)などの構成部品の劣化が進むにつれて低下していく。つまり、この油圧制動トルク発生装置は、その構成部品が使用開始直後から消耗し始め、また、使用や経年変化などに伴い劣化するので、各車輪10FL,10FR,10RL,10RRに対して所期の(即ち、新品時又は交換直後に発生している)油圧制動トルクToを働かせることができない。更に、この油圧制動トルク発生装置においては、ブレーキパッドやブレーキロータの過熱によって油圧制動トルクToの急激な低下(所謂フェード現象)が起こり、また、ブレーキオイルの過熱や劣化によっても油圧制動トルクToの急激な低下(所謂ベーパーロック現象)が起こってしまう。
従って、このような理由による油圧制動トルクToの低下が起きているときには、図3に示す如く、要求油圧制動トルク設定手段41fにより設定された要求油圧制動トルクToreqに対して実際の油圧制動トルクToが低くなってしまい、その際にモータ31FL,31FR,31RL,31RRが力行状態で駆動されると、実際の油圧制動トルクToの絶対値がモータ力行トルクTmの絶対値よりも小さくなり、制動制御中の車輪10FL,10FR,10RL,10RRに駆動トルクが働いて加速スリップを発生させてしまう可能性がある。そして、その加速スリップ発生時には、図3に示す如く、上述した車体速度推定手段41dがその加速スリップしている車輪(異常輪)10FL,10FR,10RL,10RRの車輪速度に基づいて実際よりも高く車体速度を推定してしまう。これにより、要求全制動トルク設定手段41eは、次工程で他の正常な車輪(正常輪)10FL,10FR,10RL,10RRが大きく減速スリップを起こしている又はロックしていると判断し、その車輪(正常輪)10FL,10FR,10RL,10RRに対しての要求全制動トルクTareqを本来要求されるべき大きさよりも図3に示す如く低下させるので、車輌の減速度を著しく低下させてしまう虞がある。
そこで、本実施例1においては、力行状態にあるモータ31FL,31FR,31RL,31RRを有している(即ち、モータ31FL,31FR,31RL,31RRがモータ力行トルクTmを出力している)車輪10FL,10FR,10RL,10RRについては加速スリップを発生させる虞ありと判断し、その車輪10FL,10FR,10RL,10RRを車体速度の推定演算対象から除外するように車体速度推定手段41dを構成する。つまり、本実施例1の車体速度推定手段41dは、モータ31FL,31FR,31RL,31RRがモータ回生トルクTmを発生させている車輪10FL,10FR,10RL,10RRのみを車体速度の推定演算対象の車輪とする。そして、これにより、推定車体速度の大きなズレを解消し、車輪(正常輪)10FL,10FR,10RL,10RRが制動力不足とならないようにする。
尚、ここでは、各車輪10FL,10FR,10RL,10RRのモータ31FL,31FR,31RL,31RRに何らの不具合も生じていないものとしている。
以下に、上述したが如く構成した本実施例1の制駆動力制御装置の動作について図4及び図5のフローチャート及び図6のタイムチャートに基づき説明する。この図4及び図5のフローチャートと図6のタイムチャートは、各車輪10FL,10FR,10RL,10RRの内の何れか1輪に対しての制御動作を示したものであり、これと同様の制御動作が全ての車輪10FL,10FR,10RL,10RRに対して別個独立に実行される。例えば、ここでは、左側前輪10FLについて代表して例示する。その図6のタイムチャートにおける下の2つのトルク線図は、異常輪についてのものを示している。
尚、ABS制御を開始するまでは、図6に示す如く、例えば、運転者によるブレーキペダル25の踏み込み量や踏力、車体速度推定手段41dにより推定された車体速度などに基づいて夫々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRに発生させる要求全制動トルクTareqが各々算出される。そして、その各車輪10FL,10FR,10RL,10RRの夫々の全制動トルクTaに対する運転者のブレーキ踏力に応じた要求油圧制動トルクToreqの不足分が補填されるように、夫々のモータ31FL,31FR,31RL,31RRの要求モータトルクTmreqが設定される。
また、本実施例1の制駆動力制御装置は、ABS制御開始直後からロック解除傾向が検出されるまで(即ち、後述する最小全制動トルクTaminが算出されるまで)の間において周知のABS制御を実行させる。例えば、その間においては、図6に示す如く、各車輪10FL,10FR,10RL,10RRの夫々の全制動トルクTaを減少させるよう要求全制動トルクTareqが設定される。そして、その各車輪10FL,10FR,10RL,10RRへの要求油圧制動トルクToreqをABS制御開始時点における値に固定し、要求全制動トルクTareqに応じて減少させた夫々のモータ31FL,31FR,31RL,31RRの要求モータトルクTmreqを設定する。
先ず、本実施例1のブレーキ・モータ統合ECU41は、左側前輪10FLがABS制御を実行中であるか否かを判断し(ステップST10)、ABS制御中でなければ、この判断を繰り返す。
一方、ABS制御中であれば、このブレーキ・モータ統合ECU41は、その要求全制動トルク設定手段41eにより、先に車体速度推定手段41dによって推定された推定車体速度の情報などを用いて左側前輪10FLの要求全制動トルクTareqを算出し(ステップST15)、ロック傾向検出手段41aの検出結果に基づいて左側前輪10FLがロック傾向にあるか否かを判定する(ステップST20)。その判定の際、このブレーキ・モータ統合ECU41においては、左側前輪10FLの車輪速度センサ51FLから検出された車輪速度と先に車体速度推定手段41dによって推定された推定車体速度とに基づいてスリップ率演算手段41cが左側前輪10FLのスリップ率Sを求め、このスリップ率Sを参考にして左側前輪10FLがロック傾向にあるか否かをロック傾向検出手段41aが判定する。
そして、このブレーキ・モータ統合ECU41は、そのステップST20にて肯定判定が為された場合、その実全制動トルク演算手段41hにより、このロック傾向検出時における上記ステップST15で求めた左側前輪10FLの要求全制動トルクTareq(最大全制動トルクTamax)を算出する(ステップST25)。本実施例1にあっては、その求めた最大全制動トルクTamaxをブレーキ・モータ統合ECU41の主記憶装置等に記憶させておく。この記憶された最大全制動トルクTamaxは、新たな最大全制動トルクTamaxが算出されるまで保持され、新たな最大全制動トルクTamaxが算出された後にこれと置き換えられる。
このブレーキ・モータ統合ECU41は、しかる後、又はそのステップST20にて否定判定が為された場合に、ロック解除傾向検出手段41bの検出結果に基づいて左側前輪10FLがロック解除傾向にあるか否かを判定する(ステップST30)。この判定の際にも、このブレーキ・モータ統合ECU41においては、スリップ率演算手段41cが上記の如くして左側前輪10FLのスリップ率Sを求め、このスリップ率Sを参考にして左側前輪10FLがロック解除傾向にあるか否かをロック解除傾向検出手段41bが判定する。
そして、このブレーキ・モータ統合ECU41は、そのステップST30にて肯定判定が為された場合、その実全制動トルク算演算手段41hにより、このロック解除傾向検出時における上記ステップST15で求めた左側前輪10FLの要求全制動トルクTareq(最小全制動トルクTamin)を算出する(ステップST35)。本実施例1にあっては、その最小全制動トルクTaminを最大全制動トルクTamaxと同様にブレーキ・モータ統合ECU41の主記憶装置等に記憶させておく。この記憶された最小全制動トルクTaminは、新たな最小全制動トルクTaminが算出されるまで保持され、新たな最小全制動トルクTaminが算出された後にこれと置き換えられる。
このブレーキ・モータ統合ECU41は、しかる後、又はそのステップST30にて否定判定が為された場合に、左側前輪10FLのモータ31FLのモータトルク出力限界値Tmlimを算出する(ステップST40)。ここでは、モータ回生トルク出力限界値Tm1limとモータ力行トルク出力限界値Tm2limの双方が求められる。
続いて、このブレーキ・モータ統合ECU41は、主記憶装置等に左側前輪10FLの最小全制動トルクTaminに関する最新の情報の有無(換言すれば、先のステップST35にて最小全制動トルクTaminの情報が置き換えられたか否か)を判断する(ステップST45)。
そして、このブレーキ・モータ統合ECU41は、最新の最小全制動トルクTaminが存在していれば、その要求油圧制動トルク設定手段41fにより、上記ステップST25,ST35で夫々に求めた左側前輪10FLの最大全制動トルクTamaxと最小全制動トルクTaminを前述した式2に代入し、左側前輪10FLの暫定要求油圧制動トルクToproを算出する(ステップST50)。
一方、次のロック解除傾向が検出されるまで(即ち、新たな最小全制動トルクTaminが算出されるまで)は、上記ステップST45にて否定判定が為される。ここで、少なくとも一度本演算処理を最後まで行って要求油圧制動トルクToreqと要求モータトルクTmreqを設定した場合には、その要求油圧制動トルクToreqが要求油圧制動トルク既算値Toreqとして主記憶装置等に記憶させている。これが為、次に上記ステップST45にて肯定判定されるまでの間においては、要求油圧制動トルク設定手段41fが既に設定されている左側前輪10FLの要求油圧制動トルク既算値Toreqを左側前輪10FLの暫定要求油圧制動トルクToproとして設定する(ステップST55)。
そのステップST50又はステップST55を経た後、このブレーキ・モータ統合ECU41の要求モータトルク設定手段41gは、そのステップST50又はステップST55で求めた左側前輪10FLの暫定要求油圧制動トルクToproと上記ステップST15で求めた左側前輪10FLの要求全制動トルクTareqとを前述した式3に代入し、左側前輪10FLにおけるモータ31FLの暫定要求モータトルクTmproを算出する(ステップST60)。
続いて、このブレーキ・モータ統合ECU41は、左側前輪10FLの要求油圧制動トルクToreqと要求モータトルクTmreqの設定を行う(ステップST65)。以下に、本実施例1における要求油圧制動トルクToreqと要求モータトルクTmreqの設定動作について図5のフローチャートを用いて詳述する。
先ず、本実施例1のブレーキ・モータ統合ECU41は、その要求油圧制動トルク設定手段41fにより、左側前輪10FLのモータ31FLについての要求油圧制動トルク更新判断閾値Tmbを算出する(ステップST110)。ここでは、その要求油圧制動トルク更新判断閾値Tmbとして回生側要求油圧制動トルク更新判断閾値Tm1bと力行側要求油圧制動トルク更新判断閾値Tm2bとが求められる。
そして、その要求油圧制動トルク設定手段41fは、上記ステップST60で求めた暫定要求モータトルクTmproが上記ステップST110で求めた回生側要求油圧制動トルク更新判断閾値Tm1b以上であるか否か判定する(ステップST115)。
このステップST115にて否定判定が為された場合、次に、要求油圧制動トルク設定手段41fは、その暫定要求モータトルクTmproが上記ステップST110で求めた力行側要求油圧制動トルク更新判断閾値Tm2b以下であるか否か判定する(ステップST120)。
そして、このステップST120にて否定判定が為された場合、この要求油圧制動トルク設定手段41fは、主記憶装置等に左側前輪10FLの要求油圧制動トルク既算値Toreqが記憶されているか否か判定する(ステップST125)。
ここで、その要求油圧制動トルク既算値Toreqが存在していなければ、この要求油圧制動トルク設定手段41fは、上記ステップST50で求めた暫定要求油圧制動トルクToproを左側前輪10FLの要求油圧制動トルクToreqとして設定し(ステップST130)、更に、要求モータトルク設定手段41gは、上記ステップST60で求めた暫定要求モータトルクTmproを左側前輪10FLの要求モータトルクTmreqとして設定する(ステップST135)。これにより、図6に示す如く、左側前輪10FLの要求油圧制動トルクToreqが最大全制動トルクTamaxと最小全制動トルクTaminの中間値に設定される。本実施例1にあっては、主記憶装置等に未だ要求油圧制動トルクToreqの情報(要求油圧制動トルク既算値Toreq)が存在していなければ、その新たに設定された要求油圧制動トルクToreqを要求油圧制動トルク既算値Toreqとして主記憶装置等に記憶させ、既に要求油圧制動トルクToreqの情報が存在していれば、その新たな要求油圧制動トルクToreqへと要求油圧制動トルク既算値Toreqを置き換える。
尚、その主記憶装置等に記憶された要求油圧制動トルク既算値Toreqは、上記ステップST115にて暫定要求モータトルクTmproが回生側要求油圧制動トルク更新判断閾値Tm1b以上になった場合、又は上記ステップST120にて力行側要求油圧制動トルク更新判断閾値Tm2b以下になった場合で、その後、新たな最小全制動トルクTaminが算出された際に要求油圧制動トルク設定手段41fに削除させるものとする。
一方、上記ステップST125にて要求油圧制動トルク既算値Toreqが存在していれば、要求油圧制動トルク設定手段41fは、その要求油圧制動トルク既算値Toreqを左側前輪10FLの要求油圧制動トルクToreqとして設定する(ステップST140)。そして、要求モータトルク設定手段41gは、その要求油圧制動トルクToreqとステップST15で求めた左側前輪10FLの要求全制動トルクTareqを下記の式5に代入して要求モータトルクTmreqの設定を行う(ステップST145)。これにより、図6に示す如く、新たな最小全制動トルクTaminが求められたとしても、要求油圧制動トルクToreqが前回から更新されない。
Tmreq=Tareq−Toreq … (5)
更に、上記ステップST115にて肯定判定が為された場合、要求油圧制動トルク設定手段41fは、暫定要求モータトルクTmproがモータ回生トルク出力限界値Tm1lim以上であるか否か判定する(ステップST150)。また、上記ステップST120にて肯定判定が為された場合、その要求油圧制動トルク設定手段41fは、その暫定要求モータトルクTmproがモータ力行トルク出力限界値Tm2lim以下であるか否か判定する(ステップST155)。
そして、この要求油圧制動トルク設定手段41fは、そのステップST150又はステップST155にて否定判定が為された場合に上記ステップST125へと進み、要求油圧制動トルク既算値Toreqの有無に応じて要求油圧制動トルクToreqを設定する。これにより、かかる場合には、モータトルクTmがモータ回生トルク出力限界値Tm1lim又はモータ力行トルク出力限界値Tm2limに達するまで、回生側要求油圧制動トルク更新判断閾値Tm1b又は力行側要求油圧制動トルク更新判断閾値Tm2bを超えて要求モータトルクTmreqが設定される。そして、かかる場合には、次に最小全制動トルクTaminが算出された際に、新たな最大全制動トルクTamaxと最小全制動トルクTaminの中間値に要求油圧制動トルクToreqが更新される。
ここで、上記ステップST150又はステップST155にて肯定判定が為された場合には、モータトルクTmを増減制御させるのみで要求全制動トルクTareqに対応しきれない。例えば、車輌が走行している路面の摩擦係数(路面μ)が変化すると、モータトルクTmがモータトルク出力限界値Tmlimに達してしまい、そのモータトルクTmを増減させるのみでは路面の摩擦係数の変化に伴い急変する要求全制動トルクTareqを発生させることができなくなってしまう。
そこで、かかる場合には、要求全制動トルクTareqの不足分又は余剰分について油圧制動トルクToを変化させることで対応させる。
具体的に、上記ステップST150にて肯定判定が為された場合、要求モータトルク設定手段41gは、モータ回生トルク出力限界値Tm1limを左側前輪10FLの要求モータトルクTmreqとして設定する(ステップST160)。また、上記ステップST155にて肯定判定が為された場合、その要求モータトルク設定手段41gは、モータ力行トルク出力限界値Tm2limを左側前輪10FLの要求モータトルクTmreqとして設定する(ステップST165)。
そして、要求油圧制動トルク設定手段41fは、そのステップST160又はステップST165で設定した左側前輪10FLの要求モータトルクTmreqとステップST15で求めた左側前輪10FLの要求全制動トルクTareqとを上述した式4に代入して要求油圧制動トルクToreqを算出する(ステップST170)。
このようにして左側前輪10FLの要求油圧制動トルクToreqと要求モータトルクTmreqの設定が行われた後、本実施例1のブレーキ・モータ統合ECU41は、その車体速度推定手段41dにより、その要求モータトルクTmreqがモータ力行トルクであるのか否かについて判定する(ステップST70)。
本実施例1の車体速度推定手段41dは、このステップST70にて肯定判定されて左側前輪10FLのモータ31FLが力行状態にあることが判った場合、この左側前輪10FLを車体速度の推定演算対象から除外して(ステップST75)、下記のステップST80に進む。一方、このステップST70にて否定判定された場合には、この左側前輪10FLを車体速度の推定演算対象として残しておいて下記のステップST80に進む。尚、そのステップST70,ST75については、下記のステップST80を終えてから実行してもよい。
しかる後、このブレーキ・モータ統合ECU41は、油圧制動トルク制御手段24とモータ制御手段32に対して、上記ステップST65で設定した要求油圧制動トルクToreqと要求モータトルクTmreqを夫々左側前輪10FLに発生させるよう指示する(ステップST80)。
これにより、その油圧制動トルク制御手段24は、ブレーキアクチュエータ23に対して左側前輪10FLにおける油圧制動手段21FLの油圧を調節させ、この油圧制動手段21FLからの油圧制動トルクToが要求油圧制動トルクToreqとなるように制御する。また、そのモータ制御手段32は、左側前輪10FLにおけるモータ31FLからのモータトルクTmが要求モータトルクTmreqとなるように制御する。その際、左側前輪10FLに働いている実際の油圧制動トルクToは、例えばその油圧制動手段21FLのブレーキパッドの摩耗に伴って、図6に示す如く本来の要求油圧制動トルクToreqよりも低くなってしまっている。一方、左側前輪10FLに働いている実際のモータトルクTmは、要求モータトルクTmreqと同値のものが出力されている。これが為、この左側前輪10FLにおいては、実際の全制動トルクTaが上記ステップST15にて求めた要求全制動トルクTareqよりも低くなっている。
このブレーキ・モータ統合ECU41は、上述した演算処理と判定処理をABS制御実行中に繰り返す。そして、このブレーキ・モータ統合ECU41は、図6に示す如く、要求モータトルクTmreqが回生側要求油圧制動トルク更新判断閾値Tm1bと力行側要求油圧制動トルク更新判断閾値Tm2bとの間にある限り、最大全制動トルクTamaxと最小全制動トルクTaminの中間値に要求油圧制動トルクToreqを設定し、新たな最大全制動トルクTamaxと最小全制動トルクTaminが求められたとしても要求油圧制動トルクToreqを更新させない。つまり、要求油圧制動トルクToreqは、上述したような所定の条件を満たさない限り一定の値に保持される。
ここで、このブレーキ・モータ統合ECU41は、上述した演算処理と判定処理の一連の工程を全ての車輪10FL,10FR,10RL,10RRに対して略同時機に実行する。これが為、本実施例1の車体速度推定手段41dは、車体速度の推定演算対象から除外されている車輪(加速スリップしている異常輪)が存在しているか否かを把握することができ、その存在が認められたときにはそれ以外の車輪(正常輪)の中で最も速く回転している車輪の車輪速度を用いて推定車体速度を演算する。これにより、その推定車体速度は、実際の車体速度に近づけた値となるように推定される。そして、ここで演算された推定車体速度の情報は、次工程におけるステップST15の要求全制動トルクTareqの算出時や、ステップST20,ST25のスリップ率Sの演算時(ロック傾向及びロック解除傾向の判断時)に使用される。特に、次工程においては、加速スリップしていない車輪(正常輪)に対して適切な要求全制動トルクTareqが設定されるようになるので、この正常輪の制動力不足を防ぐことができる。
尚、ここではブレーキパッドに摩耗などが生じて本来の油圧制動トルクToを発生させることができないものとして例示しているので、図6に示す如く実際の油圧制動トルクToが本来の要求油圧制動トルクToreqよりも低くなってしまっているが、このような制動性能の低下が起きていないときの本実施例1の制駆動力制御装置においては、各車輪10FL,10FR,10RL,10RRの油圧制動トルクToを一定に保ちつつモータトルクTmを増減させて、夫々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRに要求全制動トルクTareqを発生させることができる。
以上示した如く、本実施例1の制駆動力制御装置によれば、車輪10FL,10FR,10RL,10RRの油圧制動トルクToを一定の値(最大全制動トルクTamaxと最小全制動トルクTaminの中間値)に保った状態で夫々のモータ31FL,31FR,31RL,31RRのモータトルクTmを増減させているので、そのモータトルクTmを回生側と力行側の双方にて同一の制御幅で増減させることができる。これが為、路面の摩擦係数が高低の何れに変化しても、モータトルク出力限界値Tmlimまではその双方に対して均等にモータトルクTmを増減制御することによって対応することができ、応答性に優れた精度の良いABS制御を行うことができる。即ち、この制駆動力制御装置においては、モータトルクTmの制御幅(回生側及び力行側への余裕代)を拡大することができ、これにより、路面の摩擦係数の変化に応じた要求全制動トルクTareqの変動に対してのモータトルクTmの制御範囲を拡大することができる。
また、そのような最大全制動トルクTamaxと最小全制動トルクTaminの中間値に要求油圧制動トルクToreqを設定するので、モータトルクTmの制御幅を最大にすることができ、路面の摩擦係数の変化に応じた要求全制動トルクTareqの変動に対してのモータトルクTmの制御範囲を更に拡大することができる。
また、上述した図2に示す如く出力し得るモータトルクTmはモータ回転数の上昇に伴って小さくなっていくが、本実施例1は回生側と力行側のモータトルクTmの制御幅を均等にしているので、より高回転(換言すれば、より高い車速)まで回生側と力行側の双方に対して均等に対応することができる。
更に、最大全制動トルクTamaxと最小全制動トルクTaminが算出される度に要求油圧制動トルクToreqの設定値を更新するので、路面の摩擦係数の変化に応じてモータトルクTmの制御幅(回生側及び力行側への余裕代)を最適なものへと調節することができる。
また更に、本実施例1の車体速度推定手段41d(車体速度推定装置及び車体速度推定方法)及びこれが適用された制駆動力制御装置は、油圧制動トルク発生装置の制動性能が低下したときで、且つ、モータ31FL,31FR,31RL,31RRが力行状態で駆動しているときに、これに該当する車輪を車体速度の推定演算対象から除外するので、その後の車体速度の推定精度の向上を図ることができる。これが為、遅くとも次工程以降においては、加速スリップしていない車輪(正常輪)に対しての要求全制動トルクTareqが適切な値に設定され、それに従った適切な要求油圧制動トルクToreqや要求モータトルクTmreqによって全制動トルクTaを正常輪に発生させることができるようになる。従って、本実施例1の車体速度推定手段41d(車体速度推定装置及び車体速度推定方法)及びこれが適用された制駆動力制御装置によれば、夫々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRの間で油圧制動トルク発生装置に経年変化や異常が生じたものが混在していたとしても正常輪の制動力不足を防ぐことができるので、制動時における車輌の減速度の低下を抑えることができる。
ところで、本実施例1においては要求油圧制動トルクToreqの頻繁な更新を避けるべく構成した制駆動力制御装置を一例として示しているが、本実施例1の加速スリップ抑制制御については、上述したが如き新たな最小全制動トルクTaminが算出される度に要求油圧制動トルクToreqの更新を行うものに対しても適用することができ、これによっても上記と同様の効果を得ることができる。
具体的に、かかる制駆動力制御装置は、上述した図4のフローチャートのステップST65における要求油圧制動トルクToreqと要求モータトルクTmreqの設定動作を以下の図7のフローチャートに示す如く変更したものである。
先ず、ここでのブレーキ・モータ統合ECU41は、ステップST60で求めた暫定要求モータトルクTmproがステップST40で求めたモータ回生トルク出力限界値Tm1lim以上であるか否か判定する(ステップST210)。
ここで、そのステップST210にて否定判定が為された場合、次に、このブレーキ・モータ統合ECU41は、その暫定要求モータトルクTmproがステップST40で求めたモータ力行トルク出力限界値Tm2lim以下であるか否か判定する(ステップST215)。
そして、このステップST215にて否定判定が為された場合、このブレーキ・モータ統合ECU41の要求油圧制動トルク設定手段41fは、ステップST50又はステップST55で設定した暫定要求油圧制動トルクToproを左側前輪10FLの要求油圧制動トルクToreqとして設定する(ステップST220)。更に、このブレーキ・モータ統合ECU41の要求モータトルク設定手段41gは、ステップST60で求めた暫定要求モータトルクTmproを左側前輪10FLの要求モータトルクTmreqとして設定する(ステップST225)。これにより、左側前輪10FLにおいては、要求油圧制動トルクToreqが最大全制動トルクTamaxと最小全制動トルクTaminの中間値に設定される。
一方、上記ステップST210にて肯定判定が為された場合、要求モータトルク設定手段41gは、モータ回生トルク出力限界値Tm1limを左側前輪10FLの要求モータトルクTmreqとして設定する(ステップST230)。また、上記ステップST215にて肯定判定が為された場合、その要求モータトルク設定手段41gは、モータ力行トルク出力限界値Tm2limを左側前輪10FLの要求モータトルクTmreqとして設定する(ステップST235)。
そして、要求油圧制動トルク設定手段41fは、そのステップST230又はステップST235で設定した要求モータトルクTmreqと上記ステップST15で求めた要求全制動トルクTareqを上述した式4に代入して要求油圧制動トルクToreqの算出を行う(ステップST240)。
このようにして左側前輪10FLの要求油圧制動トルクToreqと要求モータトルクTmreqの設定が行われた後、ブレーキ・モータ統合ECU41は、上記と同様に、車体速度の推定演算対象から除外される車輪の有無の判断(ステップST70,ST75)や、その要求油圧制動トルクToreqと要求モータトルクTmreqの出力制御(ステップST80)を実行する。
この場合のブレーキ・モータ統合ECU41についても、上述した演算処理と判定処理の一連の工程を全ての車輪10FL,10FR,10RL,10RRに対して略同時機に実行する。従って、かかる車体速度推定手段41d(車体速度推定装置及び車体速度推定方法)及びこれが適用された制駆動力制御装置においても、上述した例示と同様の効果を奏することができる。
次に、本発明に係る車体速度推定装置及び車体速度推定方法及び制駆動力制御装置の実施例4を図11及び図12に基づいて説明する。
本実施例4は、前述した実施例1又は実施例2の制駆動力制御装置においてブレーキ・モータ統合ECU41の要求油圧制動トルク設定手段41fを一部変更したものであり、その実施例1又は実施例2と同じ車輌を適用対象としたものについて例示する。ここで、本実施例4においても、制駆動力制御装置の制御機能の1つとして車体速度推定装置(車体速度推定方法)を用意しておく。従って、以下においても、実施例1,2と同様に、その車体速度推定装置を制駆動力制御装置における車体速度推定手段41dとして例示する。つまり、本実施例4においては、実施例1又は実施例2と同様に車体速度推定手段41dが構成されており、この車体速度推定手段41dが実施例1又は実施例2と同じ動作を行うようになっている。尚、ここでも、便宜上、実施例3と同様に油圧制動トルク発生装置の制動性能が低下していないものとして説明を行う。
具体的に、本実施例4は、実施例1において例示した回生側要求油圧制動トルク更新判断閾値Tm1bと力行側要求油圧制動トルク更新判断閾値Tm2bを用いずとも可能な限り要求油圧制動トルクToreqの更新処理を行わずに済むよう構成したものである。
そこで、本実施例4の要求油圧制動トルク設定手段41fには、先ず、要求モータトルクTmreq(演算処理時においては暫定要求モータトルクTmpro)に対するモータトルク出力限界値Tmlim(モータ回生トルク出力限界値Tm1lim、モータ力行トルク出力限界値Tm2lim)までの余裕代(以下、「モータ余裕トルク」という。)Tmmarを用いて要求油圧制動トルクToreqの更新処理の要否を判断させる。
例えば、そのモータ余裕トルクTmmarとしては、ABS制御中におけるモータ31FL,31FR,31RL,31RRのモータトルクTmの最大値(以下、「最大モータトルク」という。)Tmmaxを求め、この最大モータトルクTmmaxを下記の式7の如くモータトルク出力限界値Tmlimから減算した値を用いる。
Tmmar=Tmlim−Tmmax … (7)
ここで、そのモータトルク出力限界値Tmlimと最大モータトルクTmmaxは夫々に回生側と力行側の値を有しており、これが為、具体的には下記の式8,9を用いて別個に回生側と力行側のモータ余裕トルクTmmarを求める。その式8に示す「Tm1mar」は回生側モータ余裕トルクを表し、「Tm1max」は回生側の最大モータトルク(以下、「最大モータ回生トルク」という。)を表している。また、その式9に示す「Tm2mar」は力行側モータ余裕トルクを表し、「Tm2max」は力行側の最大モータトルク(以下、「最大モータ力行トルク」という。)を表している。ここでは、その最大モータ回生トルクTm1maxを正の値とし、最大モータ力行トルクTm2maxを負の値としている。
Tm1mar=Tm1lim−Tm1max … (8)
Tm2mar=Tm2lim−Tm2max … (9)
本実施例4にあっては、要求全制動トルクTareqが最大全制動トルクTamaxに回生側モータ余裕トルクTm1marを加算した値(Tamax+Tm1mar)と最小全制動トルクTaminに力行側モータ余裕トルクTm2marを加算した値(Tamin+Tm2mar)との間にある場合に、要求油圧制動トルクToreqを更新させずに一定に保ち続けさせるよう要求油圧制動トルク設定手段41fを構成する。
一方、この要求油圧制動トルク設定手段41fは、要求全制動トルクTareqがその「Tamax+Tm1mar」以上となった場合、又は要求全制動トルクTareqがその「Tamin+Tm2mar」以下となった場合に、要求油圧制動トルクToreqを更新させるよう構成する。ここでは、そのような状況になった後、新たな最小全制動トルクTaminが算出された際に、主記憶装置等に記憶されている要求油圧制動トルク既算値Toreqを削除するよう要求油圧制動トルク設定手段41fを構成する。ここでいう要求油圧制動トルク既算値Toreqとは、実施例1,2と同様に、前述した式2に基づき算出されて設定された要求油圧制動トルクToreqのことをいい、後述するが如く要求油圧制動トルクToreqとして設定されるモータトルク出力限界値Tmlim等は含まない。
以下に、本実施例4の制駆動力制御装置における要求油圧制動トルクToreqと要求モータトルクTmreqの設定動作について図11のフローチャート及び図12のタイムチャートに基づき説明する。この図11のフローチャートと図12のタイムチャートは、各車輪10FL,10FR,10RL,10RRの内の何れか1輪に対しての制御動作を示したものであり、これと同様の制御動作が全ての車輪10FL,10FR,10RL,10RRに対して別個独立に実行される。例えば、ここでは、左側前輪10FLについて代表して例示する。また、以下においては、実施例1の図5のフローチャートを基にした制駆動力制御装置について例示する。
尚、その図11に示すステップST125〜ST170までの演算処理及び判定処理は、図5のフローチャートのステップST125〜ST170までと同じであるので、ここでの詳細な説明は省略する。
ここで、本実施例4におけるブレーキ・モータ統合ECU41の要求油圧制動トルク設定手段41fは、要求全制動トルクTareqが「Tamax+Tm1mar」以上になった場合、又は要求全制動トルクTareqがその「Tamin+Tm2mar」以下になった場合、その後(換言すれば、モータトルクTmがモータトルク出力限界値Tmlimに達した後)、新たな最小全制動トルクTaminが算出された際に主記憶装置等に記憶されている要求油圧制動トルク既算値Toreqを削除している。
先ず、本実施例4のブレーキ・モータ統合ECU41は、その要求油圧制動トルク設定手段41fにより、上述した式8,9を用いて回生側モータ余裕トルクTm1mar及び力行側モータ余裕トルクTm2marを算出する(ステップST112)。
このステップST112においては、上記図4のステップST25,ST35にて最大全制動トルクTamaxと最小全制動トルクTaminとが求められた各々の時点における左側前輪10FLの暫定要求モータトルクTmproを夫々最大モータ回生トルクTm1max,最大モータ力行トルクTm2maxとし、これらを上記式8,9に代入している。
続いて、その要求油圧制動トルク設定手段41fは、上記図4のステップST15で求めた要求全制動トルクTareqが上記図4のステップST25で求めた最大全制動トルクTamaxと上記の回生側モータ余裕トルクTm1marとを加算した値以上で有るか否か(Tareq≧Tamax+Tm1mar)を判定する(ステップST117)。
ここで、否定判定が為されたときは、次に、その要求全制動トルクTareqが上記図4のステップST35で求めた最小全制動トルクTaminに上記の力行側モータ余裕トルクTm2marを加算した値以下で有るか否か(Tareq≦Tamin+Tm2mar)を判定する(ステップST122)。
そして、このステップST122にて否定判定が為された場合、この要求油圧制動トルク設定手段41fは、ステップST125に進み、要求油圧制動トルク既算値Toreqの有無に応じた左側前輪10FLの要求油圧制動トルクToreqと要求モータトルクTmreqを設定する。従って、そのステップST125にて要求油圧制動トルク既算値Toreqが存在しているとの判定がされた場合には、新たな最小全制動トルクTaminが求められたとしても、左側前輪10FLの要求油圧制動トルクToreqが前回から更新されない。一方、そのステップST125にて否定判定が為された場合には、左側前輪10FLの要求油圧制動トルクToreqが新たな最大全制動トルクTamaxと最小全制動トルクTaminの中間値に設定されて更新される。
また、本実施例4の要求油圧制動トルク設定手段41fは、上記ステップST117にて肯定判定が為された場合に、ステップST150に進んで暫定要求モータトルクTmproがモータ回生トルク出力限界値Tm1lim以上であるか否かを判定し、上記ステップST122にて肯定判定が為された場合に、ステップST155に進んで暫定要求モータトルクTmproがモータ力行トルク出力限界値Tm2lim以下であるか否かを判定する。そして、その夫々の判定結果に応じて前述した図5のときと同様に左側前輪10FLの要求油圧制動トルクToreqと要求モータトルクTmreqを設定する。
従って、そのステップST150又はステップST155にて否定判定が為された場合には、要求油圧制動トルク既算値Toreqの有無に応じて上記と同様に要求油圧制動トルクToreqの更新又は非更新が決められる。一方、この要求油圧制動トルク設定手段41fは、上記ステップST150又はステップST155にて肯定判定が為された場合には、要求油圧制動トルクToreqが新たなものへと更新される。
この本実施例4のブレーキ・モータ統合ECU41は、上述した演算処理と判定処理をABS制御実行中に繰り返し、図12に示す如く、要求全制動トルクTareqが「Tamax+Tm1mar」と「Tamin+Tm2mar」との間にある限り、新たな最大全制動トルクTamaxと最小全制動トルクTaminが求められたとしても要求油圧制動トルクToreqを更新させない。
このように、本実施例4の制駆動力制御装置においても、要求油圧制動トルクToreqの値が頻繁に更新されることはない。これが為、本実施例4の車体速度推定手段41d(車体速度推定装置及び車体速度推定方法)及びこれが適用された制駆動力制御装置は、モータ31FL,31FR,31RL,31RRのモータトルクTmの増減制御によって要求全制動トルクTareqの変化に対応させ、全制動トルクTaを精度良く且つ応答性良く発生させることができ、前述した各実施例1,2と同様の効果を得ることが可能になる。
尚、本実施例4にあっても、前述した実施例3のバッテリ補正値Tobatを求め、バッテリ33の蓄電量に応じた暫定要求油圧制動トルクToproの補正を行うよう構成してもよい。例えば、かかる補正を本実施例4に適用する際には、その実施例3と同様に本実施例4における上記図4のステップST50の演算式を上述した式6に置き換える。また、本実施例4における上記図4のステップST55で設定した暫定要求油圧制動トルクToproに対してバッテリ補正値Tobatを加算してもよい。これにより、上述した本実施例4の有用な効果に加えて、バッテリ33の蓄電量を常に最適な状態に保つことも可能になる。
ここで、上述した各実施例1〜4においては夫々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRに各々モータ31FL,31FR,31RL,31RRを備えた車輌に対する制駆動力制御装置を例示したが、その各実施例1〜4における制駆動力制御装置は、必ずしもかかる態様の車輌のみに限定して適用し得るものではない。例えば、左右夫々の前輪にのみモータが配備された車輌又は後輪に左右夫々若しくは1つモータが配備された車輌などに対して適用してもよい。