JP2009012658A - Braking force control device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車等の車両の制動力制御装置に係り、より詳細には、各輪の制動力が独立に制御可能な制動装置の作動を制御する装置に係る。 The present invention relates to a braking force control device for a vehicle such as an automobile, and more particularly to a device that controls the operation of a braking device in which the braking force of each wheel can be controlled independently.
自動車等の車両の多くに於いて、既に、車両の各車輪の制動力を独立に又は個別に制御することが可能な制動系が採用され、種々の制動力配分制御が実現可能となっている。車両の前後だけでなく左右の制動力が独立に制御可能とすることにより、車両の左右間で制動力差を調節して車両のヨーモーメントを制御することが可能となり、車両のヨー方向の運動制御、例えば、車両の旋回中のオーバーステア又はアンダーステア傾向を是正する制御(所謂、挙動制御)、左右輪の路面摩擦係数の異なるまたぎ路上走行中の制動制御を実行できるようになっている(そのような制御の例は、多数存在する。例えば、特許文献1参照)。また、近年では、摩擦制動と発電機を用いた回生制動とを協調して実行する車両が増加しつつあるところ、摩擦制動と回生制動とのすり替え時の車両の挙動を安定化するために各輪制動力が個別に制御可能である機能を利用することが提案されている(例えば、特許文献2参照)。更に、各輪の制動力が個別に制御可能であることにより、旋回中の車両の制動限界性能を向上する走行制御が可能となる。 In many vehicles such as automobiles, a braking system that can control the braking force of each wheel of the vehicle independently or individually has been adopted, and various braking force distribution controls can be realized. . By making it possible to control the braking force on the left and right as well as the front and rear of the vehicle independently, it is possible to control the yaw moment of the vehicle by adjusting the braking force difference between the left and right sides of the vehicle. Control, for example, control for correcting an oversteer or understeer tendency during turning of the vehicle (so-called behavior control), and braking control while traveling on a crossing road with different road surface friction coefficients of the left and right wheels can be executed (part 1). There are many examples of such control (for example, see Patent Document 1). In recent years, the number of vehicles that perform friction braking and regenerative braking using a generator in cooperation is increasing. In order to stabilize the behavior of vehicles when switching between friction braking and regenerative braking, It has been proposed to use a function in which the wheel braking force can be individually controlled (see, for example, Patent Document 2). Furthermore, since the braking force of each wheel can be individually controlled, it is possible to perform travel control that improves the braking limit performance of the vehicle that is turning.
各輪の制動力が個別に制御可能な制動系が採用される場合、車輪毎に、制動力を調節するためのアクチュエータ、実際に発生している制動力を検知するためのセンサなどの構成要素が設けられ、電子制御装置によって、各輪の制動力が所望の大きさになるよう制御される。例えば、典型的な油圧式又は空気圧式の電子制御制動(ECB)システムでは、車輪毎にホイールシリンダ内の圧力(ブレーキ圧)を調節するための弁を有する油圧又は空気圧回路、ブレーキ圧を参照するためのセンサが設けられ、電子制御装置の制御下、センサ値を参照しつつ車輪毎の弁を個別に作動して、各輪のブレーキ圧が所望の値に増減できるよう構成される。そして、車両の制動時には、運転者のブレーキペダルの踏込量に応じて決定される車両全体で発生されるべき総制動力の目標値(要求制動力)が、種々の態様にて前後左右の各輪へ分配される(挙動制御又は限界制動制御の場合には、所望のヨーモーメントが発生するように、任意の車両の旋回状態量を参照して車輪毎に制動力が決定される。)。特許文献3では、上記の如き各輪制動力の調節のための構成要素の性能の公差によるばらつきによって、均等に制動力を発生させる場合でも各輪の摩擦要素の消耗の程度に差が生じ、延いては、制動中に意図しないヨーモーメントが発生することがあることに着目し、任意の二輪間の実際のブレーキ圧の偏差に基づいてそれぞれの車輪に指令される目標値を補正し、各輪の制動装置の消耗を均等化することなどが提案されている。
ところで、摩擦による車輪の制動を行う摩擦制動装置を用いて上記の如く制動力を任意の態様に配分する運動制御が実行される際、特定の車輪に大きな制動力が発生させられ、これにより、その車輪の摩擦要素の温度が他の車輪に比べて相対的に高くなる場合がある。ブレーキパッド又はブレーキシューなどの摩擦要素の磨耗は、高温時に特に進行するので、前記の如き或る特定の車輪の制動力が大きくなるような制動力配分制御を実行すると、摩擦要素の磨耗の程度が、その制動力の大きい車輪に偏ることとなり、その結果として、車両の使用中に車輪毎に摩擦要素の磨耗にばらつきが生ずることと成り得る。また、或る特定の車輪に於いて摩擦要素の温度が過剰に高くなり、フェード現象が発生してしまうと、その車輪の制動力が、その他の車輪に比べて相対的に著しく低下する。そして、車両に於いて或る特定の車輪だけで、摩擦要素の磨耗が極端に進んでいたり、フェード現象が発生すると、運転者の意図しないヨーモーメントが発生したり、車両全体に要求される制動力を達成することもできないこととなる。 By the way, when the motion control that distributes the braking force to an arbitrary aspect as described above is performed using the friction braking device that brakes the wheel by friction, a large braking force is generated on a specific wheel, thereby In some cases, the temperature of the friction element of the wheel is relatively higher than that of the other wheels. Wear of a friction element such as a brake pad or a brake shoe proceeds particularly at a high temperature. Therefore, when the braking force distribution control is performed such that the braking force of a specific wheel is increased as described above, the degree of wear of the friction element. However, this tends to be biased toward the wheel having a large braking force, and as a result, the frictional elements may vary in wear from wheel to wheel during use of the vehicle. In addition, when the temperature of the friction element becomes excessively high at a certain wheel and a fade phenomenon occurs, the braking force of the wheel is significantly reduced as compared with other wheels. If the frictional elements are extremely worn by a specific wheel in the vehicle or if a fade phenomenon occurs, a yaw moment unintended by the driver may be generated, or the control required for the entire vehicle. You cannot achieve power.
しかしながら、従来の技術に於いて、車両の使用中に各輪の制動力が独立に制御されて任意の態様にて制動力配分制御が実行されることにより、特定の車輪の摩擦要素の温度が高くなり、これにより、各輪の摩擦要素の磨耗の程度に偏りが発生し得ること、或いは、かかる摩擦要素の温度又は摩擦要素の磨耗の程度の差によって車両に意図しないヨーモーメントが発生する可能性があるといったことは、殆ど考慮されていないようである。 However, in the conventional technology, the braking force of each wheel is independently controlled during use of the vehicle, and the braking force distribution control is executed in an arbitrary manner, so that the temperature of the friction element of a specific wheel is reduced. This can cause bias in the degree of wear of the friction elements on each wheel, or can cause unintended yaw moments in the vehicle due to differences in the temperature of the friction elements or the degree of wear of the friction elements It seems that little consideration has been given to the fact that there is sex.
かくして、本発明の一つの課題は、車輪毎に個別に制動力が制御される車両の制動系に於いて、特定の車輪の摩擦制動装置の構成要素の温度が過剰に高くなり得ることを考慮して各輪の制動力を決定する制動力制御装置を提供することである。 Thus, one object of the present invention is to consider that in a vehicle braking system in which the braking force is individually controlled for each wheel, the temperature of the components of the friction braking device for a specific wheel can be excessively high. Thus, a braking force control device that determines the braking force of each wheel is provided.
また、本発明のもう一つの課題は、上記の如き車両の制動力制御装置であって、各輪の摩擦制動装置の摩擦要素等の構成要素の温度を参照して、各輪の摩擦制動装置の構成要素の温度が過剰に高くなることを回避すると共に、意図しないヨーモーメントの発生を回避することのできる制動力制御装置を提供することである。 Another object of the present invention is a braking force control device for a vehicle as described above, wherein the friction braking device for each wheel is referred to by referring to the temperature of a component such as a friction element of the friction braking device for each wheel. It is an object of the present invention to provide a braking force control device capable of avoiding an excessive increase in the temperature of the constituent elements and avoiding an unintended yaw moment.
更に、本発明のもう一つの課題は、上記の如き車両の制動力制御装置であって、任意の制動力配分制御の実行中に或る特定の車輪の摩擦制動装置の構成要素の温度が高くなったときには、その温度が低減されるとともに、前記の制動力配分制御の目的が達成されるよう制動力配分を実行する制動力制御装置を提供することである。 Furthermore, another object of the present invention is a vehicle braking force control device as described above, wherein the temperature of a component of a certain wheel friction braking device is high during execution of arbitrary braking force distribution control. When it becomes, it is providing the braking force control apparatus which performs braking force distribution so that the temperature may be reduced and the objective of the said braking force distribution control may be achieved.
本発明によれば、端的に述べれば、各輪の制動力が独立に制御可能な制動系を備えた車両の制動力制御に於いて、各輪の摩擦制動装置の構成要素の温度を監視して、摩擦制動装置の構成要素の温度が過剰に上昇した車輪がある場合には、各輪の制動力配分を変更することのできる制動力制御装置が提供される。 According to the present invention, in brief, in the braking force control of a vehicle having a braking system capable of independently controlling the braking force of each wheel, the temperature of the components of the friction braking device of each wheel is monitored. Thus, when there is a wheel in which the temperature of the component of the friction braking device is excessively increased, a braking force control device capable of changing the braking force distribution of each wheel is provided.
本発明の車両の制動力制御装置は、各車輪の摩擦制動力を各々独立に調節可能な車両の制動力制御装置であって、車輪の各々の摩擦制動装置の構成要素の温度を監視する手段と、摩擦制動装置の構成要素の温度が所定温度に達した車輪に於ける目標制動力を決定する第一の制動力決定手段と、第一の制動力決定手段により決定された目標制動力に基づいてその他の車輪に於ける目標制動力を決定する第二の制動力決定手段とを含むことを特徴とする。ここで、摩擦制動装置は、この分野で公知の任意の形式の摩擦制動装置であってよく、例えば、車輪と共に回転するブレーキディスクに摩擦要素であるブレーキパッドを押圧して摩擦力により車輪の回転を制動するディスク・ブレーキ、或いは、車輪と共に回転するブレーキドラムに摩擦要素であるブレーキシューを押圧して摩擦力により車輪の回転を制動するドラム・ブレーキであってよい。摩擦制動装置の構成要素とは、ブレーキパッド、ブレーキディスク、ブレーキシュー、ブレーキドラム等の実際に制動中に摩擦を生ずる要素のことを意味する。摩擦制動装置の構成要素の温度を監視する手段は、この分野に於いて任意の方法で構成要素の温度を検出又は推定する手段であってよい。かかる温度を監視する手段は、直接的に、温度を計測するセンサ等であってもよい。しかしながら、摩擦装置の構成要素の温度は、作動中に外気温から数百度のオーダーまで増大するところ、そのような温度変動幅を直接検出する計測器・センサは、高価であるので、好適には、この分野で公知の任意の方法で温度を推定する手段が採用されてよい。 The vehicle braking force control device according to the present invention is a vehicle braking force control device capable of independently adjusting the friction braking force of each wheel, and means for monitoring the temperature of the components of the friction braking device of each wheel. And a first braking force determining means for determining a target braking force at the wheel at which the temperature of the component of the friction braking device has reached a predetermined temperature, and a target braking force determined by the first braking force determining means. And a second braking force determining means for determining a target braking force at the other wheel based on the second braking force. Here, the friction braking device may be any type of friction braking device known in the art. For example, the brake pad that is a friction element is pressed against a brake disk that rotates together with the wheel, and the wheel rotates by friction force. The brake may be a disc brake that brakes the wheel, or a drum brake that brakes the rotation of the wheel by frictional force by pressing a brake shoe that is a friction element against a brake drum that rotates together with the wheel. The component of the friction braking device means an element that generates friction during actual braking, such as a brake pad, a brake disc, a brake shoe, and a brake drum. The means for monitoring the temperature of the component of the friction braking device may be a means for detecting or estimating the temperature of the component in any way in this field. The means for monitoring the temperature may be a sensor for measuring the temperature directly. However, since the temperature of the components of the friction device increases from the outside temperature to the order of several hundred degrees during operation, a measuring instrument / sensor that directly detects such a temperature fluctuation range is expensive. Means for estimating temperature by any method known in the art may be employed.
上記の記載から理解される如く、本発明の制動力制御装置の一つの特徴は、各輪の摩擦制動装置の構成要素の温度を監視するという点である。既に述べた如く、摩擦制動装置の構成要素の温度が上昇すると、摩擦要素の磨耗が激しくなり、或いは、摩擦力が低下することとなる。そこで、本発明では、或る車輪に於いて摩擦制動装置の構成要素の温度が所定温度に達したときには、そのことを考慮して、まず、その“摩擦制動装置の構成要素の温度が所定温度に達した車輪”に対する目標制動力が決定され、しかる後にその他の車輪の目標制動力が決定される。換言すると、本発明の制御装置は、或る特定の車輪の制動力が相対的に高く設定され得る制御が実行されることにより、その特定の車輪の摩擦制動装置の温度が相対的に高くなり得る状況に於いて、各輪の摩擦制動装置の構成要素の温度を監視して、もしいずれかの車輪の摩擦制動装置の温度が上昇し、その摩擦制動装置で発生する摩擦力が低下する状況になると推定又は予測される場合には、その車輪の目標制動力を、その他の車輪とは区別して決定し、これにより、制動力配分制御に於いて、特定の車輪の摩擦制動装置の構成要素の温度上昇の影響が考慮できるようにするものである。 As will be understood from the above description, one feature of the braking force control device of the present invention is that it monitors the temperature of the components of the friction braking device of each wheel. As already described, when the temperature of the components of the friction braking device rises, the frictional elements become more worn or the frictional force decreases. Therefore, in the present invention, when the temperature of the component of the friction braking device reaches a predetermined temperature in a certain wheel, first, in consideration of that, the temperature of the component of the friction braking device is the predetermined temperature. The target braking force for the “wheel that has reached” is determined, and then the target braking force for the other wheels is determined. In other words, the control device according to the present invention performs control in which the braking force of a specific wheel can be set relatively high, so that the temperature of the friction brake device of the specific wheel becomes relatively high. In the situation to obtain, the temperature of the components of the friction braking device of each wheel is monitored, and if the temperature of the friction braking device of any wheel rises, the friction force generated by that friction braking device decreases The target braking force of the wheel is determined separately from the other wheels, so that in the braking force distribution control, the component of the friction braking device for a specific wheel is determined. Therefore, the effect of the temperature rise can be considered.
上記の本発明の構成に於いて、第一の制動力決定手段によって目標制動力を決定するか否かの基準となっている「所定温度」は、要すれば、その温度を超えて構成要素の温度が上昇すると、摩擦制動装置の摩擦要素の磨耗が激しくなり、発生する摩擦力が低下する可能性が出てくる基準となる温度であり、実験的又は理論的に任意に設定されてよい。典型的には、かかる所定温度は、摩擦制動装置の摩擦要素に於いてフェード現象が発生する可能性の高くなる温度(第一の温度)よりも低い温度(第二の温度)であってよい。この分野に於いてよく知られている如く、ブレーキパッド又はブレーキシューの摩擦要素の温度が相当に高くなると、その摩擦力が著しく低下するフェード現象が発生する。一旦、フェード現象が生ずると、そう簡単には、摩擦要素の摩擦力は、復活しないので、車両の使用中にフェード現象が発生することは避けるべきである。従って、本発明の制御装置では、摩擦制動装置の構成要素の温度がフェード現象が発生する可能性の高くなる温度に到達する前に適切に制動力を調節すべく、上記の所定温度は、フェード現象が発生する可能性の高くなる温度よりも低い温度に設定されることが好ましい(どの程度低い温度にするかは、実験的に又は理論的に任意に決定される適合条件である。)。 In the above-described configuration of the present invention, the “predetermined temperature” which is a criterion for determining whether or not the target braking force is determined by the first braking force determining means exceeds the temperature if necessary. Is a reference temperature at which the frictional elements of the friction braking device become more worn and the frictional force generated may decrease, and may be set arbitrarily experimentally or theoretically. . Typically, such a predetermined temperature may be a temperature (second temperature) lower than a temperature (first temperature) at which a fade phenomenon is likely to occur in the friction element of the friction braking device. . As is well known in the art, when the temperature of the friction element of the brake pad or brake shoe becomes considerably high, a fade phenomenon occurs in which the friction force is significantly reduced. Once fading occurs, so simply, the frictional force of the friction element does not recover, so it should be avoided that the fading occurs during use of the vehicle. Therefore, in the control device of the present invention, the above-mentioned predetermined temperature is set to be adjusted so that the braking force is appropriately adjusted before the temperature of the components of the friction braking device reaches a temperature at which the possibility of occurrence of a fade phenomenon increases. It is preferable to set the temperature lower than the temperature at which the phenomenon is likely to occur (how much lower the temperature is a suitable condition determined arbitrarily experimentally or theoretically).
上記の本発明の装置に於ける“摩擦制動装置の構成要素の温度が所定温度に達した車輪”の目標制動力の制御について、典型的には、第一の制動力決定手段は、かかる目標制動力を、“構成要素の温度が前記の所定温度に達したときの目標制動力”よりも低減するようになっていてよい。或る車輪について、その摩擦制動装置の構成要素の温度が所定温度に達したということは、そのままの目標制動力を実現しようとすると、更に温度が上昇する可能性が高いということである。従って、“摩擦制動装置の構成要素の温度が所定温度に達した車輪”の制動力は、摩擦制動装置の構成要素の温度が所定温度に達した時点の制動力よりも低減され、更なる温度上昇の回避が試みられるようになっていることが好ましい。低減の態様は、種々の方法により為されてよい。しかしながら、構成要素の温度が所定温度に達した時点から急激に制動力を除去したり低減すると、車両の挙動を不安定化させる可能性がある。また、摩擦制動装置の構成要素に於いては、摩擦力が作用している限り、車輪の回転エネルギーが常に熱エネルギーに変換され続けるが、それと同時に、構成要素から熱が時間とともに放熱されるので、放熱量が発熱量よりも大きくなれば、温度上昇を抑えることができる。そこで、本発明の制動力制御で制動力を低減する場合には、制動力を時間とともに低減していき、徐々に、放熱量に対する摩擦制動による発熱量の割合を多くしていくことにより、更なる温度上昇を食い止めるようになっていてよい。なお、上記の所定温度までであれば、制動力は適切に発生させておくことができるので、“摩擦制動装置の構成要素の温度が所定温度に達した車輪”の目標制動力は、“構成要素の温度を所定温度より上昇させない制動力”まで増大することが許されるようになっていてよい。「所定温度より上昇させない制動力」は、要すれば、構成要素からの放熱量と制動による発熱量とが略等しくなっている制動力であり、実験的に又は理論的に予め決定可能である。 Regarding the control of the target braking force of the “wheel in which the temperature of the component of the friction braking device has reached a predetermined temperature” in the above-described device of the present invention, typically, the first braking force determining means includes the target braking force. The braking force may be reduced more than “a target braking force when the temperature of the component reaches the predetermined temperature”. The fact that the temperature of the component of the friction braking device reaches a predetermined temperature for a certain wheel means that there is a high possibility that the temperature will rise further if an attempt is made to achieve the target braking force as it is. Therefore, the braking force of the “wheel at which the temperature of the component of the friction braking device reaches the predetermined temperature” is reduced more than the braking force at the time when the temperature of the component of the friction braking device reaches the predetermined temperature, and the further temperature It is preferable to try to avoid the rise. The mode of reduction may be done by various methods. However, if the braking force is suddenly removed or reduced from the time when the temperature of the component reaches a predetermined temperature, the behavior of the vehicle may be destabilized. In addition, in the components of the friction braking device, as long as the friction force is applied, the rotational energy of the wheel is always converted into heat energy, but at the same time, heat is dissipated from the components over time. If the heat dissipation amount is larger than the heat generation amount, the temperature rise can be suppressed. Therefore, when the braking force is reduced by the braking force control of the present invention, the braking force is reduced with time, and the ratio of the heat generation amount due to friction braking to the heat radiation amount is gradually increased. It may be designed to stop the rise in temperature. Since the braking force can be appropriately generated up to the above-mentioned predetermined temperature, the target braking force of the “wheel at which the temperature of the component of the friction braking device has reached the predetermined temperature” It may be allowed to increase to a "braking force that does not raise the temperature of the element above a predetermined temperature". The “braking force that does not increase above a predetermined temperature” is, if necessary, a braking force in which the amount of heat released from the component and the amount of heat generated by braking are substantially equal, and can be determined experimentally or theoretically in advance. .
しかしながら、上記の如き所定温度又は第二の温度を基準にした目標制動力の調節によっても、構成要素の温度は、フェード現象が発生する可能性の高くなる温度(第一の温度)に達する場合も起こり得る。その場合には、“摩擦制動装置の構成要素の温度が所定温度に達した車輪”の目標制動力は、摩擦制動装置の構成要素の温度をこれ以上上昇させない制動力に制限されるようになっていてよい。なお、構成要素の温度がフェード現象の発生する可能性の高くなる温度に達している状況は、できるだけ速やかに解消されるべきなので、好ましくは、速やかに構成要素からの放熱量が制動による発熱量よりも多くなるように目標制動力が低減される(目標制動力を0に設定してもよい。)。また、或る車輪に於いて、摩擦制動装置の構成要素がフェード現象を発生した場合、その車輪では、フェード現象を発生した場合に発生可能な最大制動力以下に制限するようになっていてよい。フェード現象を発生した場合に発生可能な最大制動力は、典型的には、任意の手法により実験的に又は理論的に予め求められている値であってよい。 However, even when the target braking force is adjusted based on the predetermined temperature or the second temperature as described above, the temperature of the component reaches the temperature (first temperature) at which the possibility of a fade phenomenon is high. Can also happen. In this case, the target braking force of the “wheel on which the temperature of the component of the friction braking device has reached a predetermined temperature” is limited to a braking force that does not further increase the temperature of the component of the friction braking device. It may be. It should be noted that the situation where the temperature of the component reaches a temperature at which the possibility of occurrence of a fade phenomenon is high should be eliminated as quickly as possible. The target braking force is reduced so as to increase (the target braking force may be set to 0). Further, when a component of the friction braking device generates a fade phenomenon in a certain wheel, the wheel may be limited to a maximum braking force that can be generated when the fade phenomenon occurs in the wheel. . The maximum braking force that can be generated when the fade phenomenon occurs typically may be a value that is experimentally or theoretically obtained in advance by any method.
かくして、上記の一連の手法のいずれかによって第一の制動力決定手段により“摩擦制動装置の構成要素の温度が所定温度に達した車輪”の目標制動力が決定されると、その目標制動力を参照して、第二の制動力決定手段に於いてその他の車輪の目標制動力が決定される。この点に関し、通常、制動力配分制御が実行される際には、任意の態様にて、各車輪のそれぞれに対する要求制動力が決定される。しかしながら、本発明の第一の制動力決定手段により決定される“摩擦制動装置の構成要素の温度が所定温度に達した車輪”の目標制動力は、構成要素の温度上昇の制動力への影響に対処するべく決定されるものなので、制動力配分制御による要求制動力よりも優先されるべきである(ここでは、本発明の制御装置により制動装置へ与えられる制動力の指令値を「目標制動力」とし、本発明の制御装置よりも前に任意の制御に基づいて決定される制動力の指令値を「要求制動力」と称している。以下、同様。)。しかしながら、摩擦制動装置の構成要素の温度が高くなったことに対処すべく決定された目標制動力に従って実際に発生する制動力は、要求制動力と乖離することとなり、そうなると、元々の制動力配分制御の目的が達成できなかったり、或いは、車両全体で発生されるべき総制動力にもずれが生じたりすることとなる。そこで、本発明の制御装置に於いて、一つの態様として、第二の制動力決定手段は、その他の車輪の制動力の目標値を決定する際には、“摩擦制動装置の構成要素の温度が所定温度に達した車輪”の要求制動力と目標制動力との差分を、その車輪以外の車輪に再配分することにより、元々の制動力配分制御の目的をできるだけ達成できるようにするか、或いは、元々の制動力配分制御に於いて車両全体で発生されるべき総制動力が維持されるようになっていてよい。換言すれば、本発明の制御装置は、任意の態様の制動力配分制御の実行中、或る車輪の摩擦制動装置の構成要素の温度が所定温度に達したときには、前記の制動力配分制御の作用効果を維持しつつ、その制動力配分制御により決定された各輪への要求制動力を修正するものであるということができる。 Thus, when the target braking force of the “wheel in which the temperature of the component of the friction braking device has reached the predetermined temperature” is determined by the first braking force determination means by any one of the above-described series of methods, the target braking force is determined. Referring to, the second braking force determining means determines the target braking force of the other wheels. In this regard, normally, when the braking force distribution control is executed, the required braking force for each wheel is determined in an arbitrary manner. However, the target braking force of the “wheel in which the temperature of the component of the friction braking device has reached a predetermined temperature” determined by the first braking force determining means of the present invention is affected by the increase in the temperature of the component on the braking force. Therefore, priority should be given to the required braking force by the braking force distribution control (here, the command value of the braking force given to the braking device by the control device of the present invention is set to “target control”. The command value of the braking force determined based on arbitrary control before the control device of the present invention is referred to as “required braking force”. However, the braking force actually generated according to the target braking force determined to cope with the increase in the temperature of the components of the friction braking device will deviate from the required braking force. The purpose of the control cannot be achieved, or the total braking force to be generated in the entire vehicle may be shifted. Therefore, in the control device of the present invention, as one aspect, the second braking force determining means determines the “temperature of the component of the friction braking device” when determining the target value of the braking force of the other wheels. Redistributing the difference between the required braking force and the target braking force of the wheel that has reached a predetermined temperature to wheels other than that wheel, so that the original purpose of the braking force distribution control can be achieved as much as possible. Alternatively, the total braking force that should be generated in the entire vehicle in the original braking force distribution control may be maintained. In other words, the control device according to the present invention performs the braking force distribution control when the temperature of the component of the friction braking device of a certain wheel reaches a predetermined temperature during execution of the braking force distribution control of an arbitrary mode. It can be said that the required braking force applied to each wheel determined by the braking force distribution control is corrected while maintaining the function and effect.
上記の本発明の制御装置により要求制動力の修正を受ける制動力配分制御は、典型的には、任意の車両の運動状態を達成するべく、車両の目標ヨーモーメントを決定し、各輪要求制動力は、目標ヨーモーメントを発生するよう決定される(直進制動の場合には、目標ヨーモーメント=0である制御であると解釈される。)。従って、本発明の制御装置の第二の制動力決定手段が“摩擦制動装置の構成要素の温度が所定温度に達した車輪”以外の車輪の目標制動力を決定する際には、その目標ヨーモーメントが維持されるよう“摩擦制動装置の構成要素の温度が所定温度に達した車輪”の要求制動力と目標制動力との差分を、“摩擦制動装置の構成要素の温度が所定温度に達した車輪”以外の車輪へ再配分するようになっていてよい。 In the braking force distribution control in which the required braking force is corrected by the control device of the present invention described above, typically, the target yaw moment of the vehicle is determined in order to achieve an arbitrary vehicle motion state, and each wheel demand control is determined. The power is determined to generate a target yaw moment (in the case of straight-ahead braking, it is interpreted as a control where the target yaw moment = 0). Therefore, when the second braking force determining means of the control device of the present invention determines the target braking force of the wheels other than “the wheel where the temperature of the component of the friction braking device has reached the predetermined temperature”, the target yaw force is determined. In order to maintain the moment, the difference between the required braking force and the target braking force of the “wheel on which the temperature of the component of the friction braking device has reached the predetermined temperature” is calculated, and the temperature of the component of the friction braking device reaches the predetermined temperature. May be redistributed to a wheel other than the “wheel”.
実施の形態に於いて、第二の制動力決定手段は、“摩擦制動装置の構成要素の温度が所定温度に達した車輪”の車両の左右方向について反対の車輪に対しては、その要求制動力から“摩擦制動装置の構成要素の温度が所定温度に達した車輪”の要求制動力と目標制動力との差分を差し引くことにより、車両の左右方向について反対の車輪の目標制動力を決定し、“摩擦制動装置の構成要素の温度が所定温度に達した車輪”の車両の前後方向について反対の車輪に対しては、それ(又はそれらの)要求制動力に前記の差分を上乗せすることにより、車両の前後方向について反対の車輪の目標制動力を決定するようになっていてよい。かかる“制動力の再配分”によれば、本発明の制御装置による“摩擦制動装置の構成要素の温度が所定温度に達した車輪”に対する制動力の制限が実行されても、任意の制動力配分制御で予定された車両全体の総制動力は変更されず、ヨーモーメントは、車両の重心が左右車輪間の略中心にあれば、制動力配分制御の要求量が維持されることとなる。 In the embodiment, the second braking force deciding means is the demand control for the opposite wheel in the left-right direction of the vehicle of the “wheel where the temperature of the component of the friction braking device has reached a predetermined temperature”. By subtracting the difference between the required braking force and the target braking force of the “wheel where the temperature of the component of the friction braking device has reached a predetermined temperature” from the power, the target braking force of the opposite wheel in the left-right direction of the vehicle is determined. , By adding the above-mentioned difference to the required braking force for a wheel opposite to the vehicle front-rear direction of the “wheel at which the temperature of the component of the friction braking device reaches a predetermined temperature” The target braking force of the opposite wheel in the longitudinal direction of the vehicle may be determined. According to such “redistribution of braking force”, any braking force can be applied even when the braking device is limited by the control device of the present invention for “the wheel where the temperature of the component of the friction braking device reaches a predetermined temperature”. If the total braking force of the entire vehicle scheduled by the distribution control is not changed and the yaw moment is approximately at the center between the left and right wheels, the required amount of the braking force distribution control is maintained.
総じて、本発明による制動力制御装置によれば、各輪の摩擦制動装置の構成要素の温度を監視することにより、任意の制動力配分制御が或る特定の車輪の制動力の増大を要求する状況に於いて、その車輪の摩擦制動装置の構成要素の温度の上昇を考慮して適切な制動力或いはヨーモーメントの調節ができることとなる。特に、本発明の制御装置のうち、“摩擦制動装置の構成要素の温度が所定温度に達した車輪”の制動力を制限する態様によれば、摩擦制動装置の構成要素の温度が過剰に上昇することを回避することが可能となる。また、“摩擦制動装置の構成要素の温度が所定温度に達した車輪”を特定して各輪制動力の配分を決定することにより、“摩擦制動装置の構成要素の温度が所定温度に達した車輪”の制動力が低下又は低減されても、総制動力の維持又は目標ヨーモーメントの達成が可能となる。 In general, according to the braking force control device of the present invention, any braking force distribution control requires an increase in the braking force of a particular wheel by monitoring the temperature of the components of the friction braking device of each wheel. In the situation, an appropriate braking force or yaw moment can be adjusted taking into account the temperature rise of the components of the wheel friction braking device. In particular, in the control device of the present invention, according to the aspect of limiting the braking force of the “wheel in which the temperature of the component of the friction braking device reaches a predetermined temperature”, the temperature of the component of the friction braking device is excessively increased. It becomes possible to avoid doing. In addition, by specifying “the wheel where the temperature of the component of the friction braking device has reached a predetermined temperature” and determining the distribution of the braking force of each wheel, the “temperature of the component of the friction braking device has reached the predetermined temperature” Even if the braking force of the “wheel” is reduced or reduced, the total braking force can be maintained or the target yaw moment can be achieved.
従来の技術に於いても、特定の車輪の制動力を制限する制動力制御方法、各輪の制動力を調節するための構成要素の公差による発生制動力のずれを補償する手法(例えば、特許文献3)などが提案されているが、これらは、基本的には、車両の製造・組立から存在する制動装置の構成を補償するものであるということができる。これに対し、本発明の制御装置は、車両の使用中に生ずる制動装置の状態の変化を補償し、或いは、摩擦制動装置の構成要素の早期の磨耗が防止されるよう制動力制御を実行するものであるという点に特徴がある。 Even in the prior art, a braking force control method for limiting the braking force of a specific wheel, and a method for compensating for a deviation in generated braking force due to component tolerances for adjusting the braking force of each wheel (for example, patents) Documents 3) and the like have been proposed, but these can basically be said to compensate for the configuration of the braking device existing from the manufacture and assembly of the vehicle. In contrast, the control device of the present invention compensates for changes in the state of the braking device that occur during use of the vehicle, or executes braking force control so that premature wear of the components of the friction braking device is prevented. It is characterized in that it is a thing.
本発明のその他の目的及び利点は、以下の本発明の好ましい実施形態の説明より明らかになるであろう。 Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description of preferred embodiments of the invention.
装置の構成
図1(A)は、本発明の制動力制御装置の好ましい実施形態が組み込まれる自動車を模式的に示している。同図に於いて、左右前輪12FL、12FRと、左右後輪12RL、12RRを有する車両10には、通常の態様にて、運転者によるアクセルペダルの踏込みに応じて各輪(図示の例では、後輪駆動車であるから、後輪のみ)に制駆動力を発生する駆動系装置(一部のみ図示)と、前輪の舵角を制御するためのステアリング装置30(更に、後輪用の操舵装置が設けられていても良い。)と、各輪に制動力を発生する制動系装置40とが搭載される。駆動系装置は、通常の態様にて、エンジン及び/又は電動機(図示せず)から、変速機(図示せず)、差動歯車装置28等を介して、駆動トルク或いは回転力が後輪12RL、12RRへ伝達されるよう構成されている。また、ステアリング装置は、運転者によって作動されるステアリングホイール32の回転を、倍力装置34により回転力を倍力しながら、タイロッド36L、Rへ伝達し前輪12FL、10FRを転舵するパワーステアリング装置であってよい。
Configuration of Device FIG. 1 (A) a car that preferred embodiments of the brake force control apparatus of the present invention is incorporated is shown schematically. In the figure, the
制動系装置40は、運転者によりブレーキペダル44の踏込みに応答して作動されるマスタシリンダ45に連通した油圧回路46によって、各輪に装備をされたホイールシリンダ42FL、42FR、42RL、42RR内のブレーキ圧、即ち、各輪に於ける制動力が調節される形式の電子制御式の油圧式制動装置である。油圧回路46は、図2(A)に示されている如く、左右前輪の対のホイールシリンダ42FL、42FRのブレーキ圧を制御する回路46Fと、左右後輪の対のホイールシリンダ42RL、42RRのブレーキ圧を制御する回路46Rを含み(2つの回路は、同じ配管構造を有していてよい。)、通常の作動に於いては、ブレーキペダル44の踏込みに応答して、マスタシリンダ45の圧力が、回路46F、Rを介して、それぞれのホイールシリンダ42i(i=FL、FR、RL、RR 以下同様。)へ供給される。しかしながら、任意の制動力配分制御、例えば、前後輪制動力配分制御、挙動制御(VSC)、またぎ路走行時の制動制御等を実行するべく、各輪の制動力を個別に又は独立に調節する場合には、まず、電子制御装置60(図1(A)参照)の指令に基づいて、回路46F、Rのマスタシリンダに直接に接続されたマスタシリンダカット弁50F、50Rが閉弁され、油圧回路内に設けられた油圧ポンプ52F、52Rが作動して、マスタシリンダカット弁50F、50Rと各輪のホイールシリンダ42iとの間の油圧を昇圧する。各輪のホイールシリンダ42iには、それぞれ、油圧ポンプ52F、R側に油圧保持弁54i、バッファリザーバ56F、R側には、減圧弁58iが設けられており、電子制御装置60の指令に基づいて、各輪の制動力を増大する際には、対応する油圧保持弁54iが開弁されて、ホイールシリンダがポンプからの圧力を受け入れて増圧されるとともに伸長し、これにより、車輪の内側にて、図示していないブレーキパッド(摩擦要素)がブレーキディスクに押し付けられる力が増大される。また、制動力を低減する際には、減圧弁58iが開弁して、リザーバへ圧力を解放し、ブレーキ圧が減圧される。即ち、各輪に対応する油圧保持弁54i及び減圧弁58iの開閉作動を個別に制御することにより、車輪毎にブレーキ圧が調節され、これにより、各輪の制動力が別々に調節される。また、図示していないが、各輪のホイールシリンダ42iには、それぞれ、ブレーキ圧を検出するセンサが設けられ、油圧保持弁54i及び減圧弁58iの作動は、対応する圧力センサの検出値に基づいて、各輪のホイールシリンダ内のブレーキ圧がそれぞれの目標圧に合致するよう制御される。なお、制動系装置40は、空気圧式又は電磁式に各輪に制動力を与える形式又はその他当業者にとって任意の形式のものであってよい。また、油圧回路は、クロス配管方式のものでもよい。
The
再び、図1(A)を参照して、制動系装置40の作動は、電子制御装置60により制御される。電子制御装置60は、通常の形式の、双方向コモン・バスにより相互に連結されたCPU、ROM、RAM及び入出力ポート装置を有するマイクロコンピュータ及び駆動回路を含んでいてよい。図に於いては、電子制御装置60には、車両の各部に設けられたセンサから、ブレーキペダル踏込量θb、操舵角δ、車輪速Vwi、各輪のホイールシリンダ内の圧力Pbi等の検出値が入力されるよう例示されているが、本実施形態の車両に於いて実行されるべき各種制御に必要な種々のパラメータ、例えば、前後/横Gセンサ値、ヨーレートセンサ値等の各種検出信号が入力されてよい。更に、図1(A)には、図示されていないが、各輪の摩擦制動装置の構成要素の温度(ブレーキ温度)を推定するための情報を検出する機器からの信号が入力されるようになっていてよい(後述の図3に関連する説明参照)。
Referring to FIG. 1A again, the operation of the
本発明の制動力制御装置の特徴的な構成及びその作動は、電子制御装置60の内部の構成及びその内部に記憶されたプログラムに従った作動により実現される。図2(B)は、電子制御装置の本発明の制駆動制御に係る構成を機能ブロック図の形式で示したものである。同図を参照して、電子制御装置60は、この分野で公知の任意の形式のものであってよい制動力配分制御を実行する制動力配分制御部60aと、車両の4輪12FL〜12RRのうち摩擦制動装置の温度が所定温度を超えたものを特定すると共にその車輪の制動力の制限値(制限制動力)を決定する制動力制限決定部60bと、前記の如く制動力の制限された車輪(制限輪)とその制限制動力とに基づいて制動力配分制御からの各輪の要求制動力を修正して最終的な制動力の目標値(目標制動力)を決定する制動力再配分制御部60cと、各輪のブレーキ温度を推定する温度推定器60dとを含む。
The characteristic configuration and the operation of the braking force control device of the present invention are realized by the internal configuration of the
制動力配分制御部60aは、基本的には、ブレーキペダルセンサからのブレーキペダル踏込量θb、車輪速センサ値Vwi、Gセンサ値から得られる前後/横加速度、或いは、ヨーレート、車輪舵角δ等の状態量に基づいて、前に列記の如き制動力配分制御に従い、公知の態様にて車両全体に要求される総制動力及び/又はヨーモーメントを算定し、かかる総制動力及び/又はヨーモーメントMcを効果的に発生するよう各輪の要求制動力(FFL、FFR、FRL、FRR)を算定する(図1(B)参照)。 The braking force distribution control unit 60a basically includes a brake pedal depression amount θb from a brake pedal sensor, a wheel speed sensor value Vwi, a longitudinal acceleration / lateral acceleration obtained from a G sensor value, a yaw rate, a wheel steering angle δ, and the like. Based on the state quantity of the vehicle, the total braking force and / or yaw moment required for the entire vehicle is calculated in a known manner in accordance with the braking force distribution control as previously listed, and the total braking force and / or yaw moment is calculated. The required braking force (F FL , F FR , F RL , F RR ) of each wheel is calculated so as to effectively generate Mc (see FIG. 1 (B)).
一方、制動力制限決定部60bは、後述のブレーキ温度推定器60dからの各輪のブレーキ温度Ti(i=FL、FR、RL、RR)を受信し、後で詳細に説明される如く、各輪について、温度Tiが所定温度に達したか否かを検査し、もし温度Tiが所定温度に達している場合には、その車輪の制動力の制限値(制限制動力)Frstiを決定する。制動力再配分制御部60cは、制動力配分制御部60aからの各輪の要求制動力Frqtiと、制動力制限決定部60bからの制限されるべき車輪(制限輪)と制限制動力Frstiの情報とに基づいて、各輪に対する要求制動力を再配分して各輪に対する目標制動力Ftiを決定し、かかる目標制動力Ftiが達成されるよう油圧回路46の各部の作動を公知の任意の態様にて制御する。
On the other hand, the braking force
ブレーキ温度推定器60dに於ける各輪のブレーキ温度の推定は、この分野に於いて公知の態様にて実行されてよい。例えば、熱電対センサ又は放射温度計等の温度計測器を用いて摩擦制動装置の構成要素の温度を直接に検出するようにしてもよく、或いは、車両の走行履歴(車速、加減速、ブレーキの作動期間と強さの履歴)から算出される車両の運動エネルギーから熱エネルギーに変換された熱量と、外気温を用いて見積もられるブレーキディスク等からの放熱量とに基づいて、車輪の摩擦制動装置に於ける温度を推定するようになっていてもよい。また、好適には、例えば、図3に例示されている如き、本願出願人と同一の出願人による特願2007−5169に記載のブレーキディスク又はブレーキドラムの温度を推定する装置が用いられてよい。
The estimation of the brake temperature of each wheel in the
図3に例示のブレーキディスク温度推定装置に於いては、端的に述べれば、図3(A)の模式的な車輪のタイヤホイール12aと車軸との連結部の断面図に示されているように、まず、車体に固定されたナックル上に車輪と共に回転するブレーキディスク70から隙間を空けてブレーキディスク70の内径面70aに対向して、電磁ピックアップ80(典型的な車輪速センサに用いられるものと同様のものであってよい。)が設けられ、電磁ピックアップ80の出力電圧が電圧出力線80bを介して温度推定器60dへ入力されるよう構成される。電磁ピックアップ80の先端に面する内径面70a上には、突起70bが形成され(突起は、内径面の周方向に沿って複数個設けられていてよい。)、これにより、ブレーキディスクが車輪とともに回転すると、電磁ピックアップ80の先端の前を突起70bが通過する毎に、図3(D)に例示されている如く、電磁ピックアップ80から電圧パルスVが発生される。かかる構成に於いて、ブレーキパッド42aがブレーキディスク70に押圧されてブレーキディスク70の回転が摩擦制動され、図3(B)に例示されているブレーキディスクの温度が制動による摩擦熱の発生により上昇すると、ブレーキディスクが図3(C)に例示の如く変形し、電磁ピックアップ80の先端と突起70bとの隙間の距離が変化する(do→do+Δd)。そうなると、電磁ピックアップ80のパルス出力電圧の振幅が変化するので(Vo→Vo+ΔV)、その電圧振幅の変化ΔVから、ブレーキディスクの温度が推定できることとなる(実際の推定温度は、典型的には、電圧振幅の変化ΔVと、外気温及び車速とを用いて決定される。)。
In the brake disk temperature estimating apparatus illustrated in FIG. 3, in short, as shown in the schematic sectional view of the connecting portion between the
ところで、上記ではブレーキディスクの温度を推定するようになっているが、その温度は、ブレーキパッド42aの温度と概ね一致すると考えられるので、ブレーキディスクの温度が摩擦面の温度として参照されていることは理解されるべきである。可能であれば、制動中のブレーキパッド42aの温度を直接測定又は推定・検出してもよく、そのような場合も本発明の範囲に属すると理解されるべきである。
By the way, although the temperature of the brake disc is estimated in the above, it is considered that the temperature substantially coincides with the temperature of the
装置の作動
かくして、上記の本発明の制動力制御制御装置では、「発明の開示」の欄に於いて述べられている如く、任意の態様の制動力配分制御が実行される際、各輪のブレーキ温度として、ブレーキディスクの温度を監視して、ブレーキ温度が所定温度に達するか或いは所定温度を超えた車輪については、それ以上温度が上昇されないように、その車輪の制動力に制限がかけられる。そして、いずれかの車輪の制動力が制限される場合には、制動力配分制御により与えられる各輪の要求制動力の再配分が為される。各輪の要求制動力の再配分処理は、好ましくは、制動力配分制御が要求する総駆動力とヨーモーメントに変化がないように実行される。
Operation of the apparatus thus braking force control control apparatus of the present invention, as has been described at the column of "Disclosure of the Invention", when the braking force distribution control of any aspect is executed, each wheel As the brake temperature, the temperature of the brake disc is monitored, and the braking force of the wheel is limited so that the temperature does not increase any further if the brake temperature reaches the predetermined temperature or exceeds the predetermined temperature. . When the braking force of any wheel is limited, the required braking force of each wheel given by the braking force distribution control is redistributed. The redistribution process of the required braking force of each wheel is preferably executed so that the total driving force and yaw moment required by the braking force distribution control do not change.
図4は、上記の本発明の制動力制御装置のうち、制動力制限決定部60b(図4(A))と制動力再配分制御部60c(図4(B))の制御処理をフローチャートの形式で表したものである。それぞれの制御処理は、車両の運転中、所定の周期にて繰り返し実行される。なお、制動力配分制御部60aは、既に述べた如き任意の制御態様にて、各輪の要求制動力Frqtiを、本装置の作動中、常時、出力するようになっており、ブレーキ温度推定器60dは、各輪についての(ブレーキディスクの)推定温度Tiを本装置の作動中、常時、出力するようになっているものとする。
FIG. 4 is a flowchart showing the control processing of the braking force
(i)制動力の制限
図4(A)に例示された制動力制限決定部60bの処理では、端的に述べれば、二つの温度基準値ΔT1とΔT2とが設定され、車輪の全輪について、それぞれ、ブレーキディスクの推定温度Tiとそれらの温度基準値との関係が検査され、その関係に応じて制動力の制限が決定される。ここで、温度基準値ΔT1は、ブレーキディスクの推定温度TiがそのΔT1を超えると、その車輪の摩擦要素に於いてフェード現象が発生する可能性が高くなる温度に設定され、温度基準値ΔT2は、ΔT1よりも低い任意の温度に設定される。既に述べた如く、ブレーキパッドの摩擦要素の温度が上昇してフェード現象が生ずると、摩擦要素とブレーキディスクとの間の摩擦力が著しく低下し、また、その低下した摩擦力は、そう簡単には、回復しない。従って、制動力は、ブレーキディスク温度がΔT1を超えないように制御されるべきである。そこで、本発明に於いては、ブレーキディスク温度TiがΔT1よりも低い温度基準値ΔT2を超えた段階で制動力の制限処理を開始して、ブレーキディスク及び摩擦要素(ブレーキパッド)の温度上昇を抑制することが試みられる(なお、図4(A)の処理は、車輪毎に実行されるので、全輪について一サイクルの処理を実行するときには、図4(A)の処理が4回繰り返されることとなる。)。
(I) Restriction of braking force In the processing of the braking force
図示の制御処理では、具体的には、車輪毎に、後述の態様にて制動力の制限がされているか否かが判定される(ステップ10)。制動力の制限が実行されていない場合には、温度推定器60dから取得される(対応する)推定温度Tiが、温度基準値ΔT2よりも低いか否かが判定され(ステップ20)、推定温度Tiが、温度基準値ΔT2よりも低いときは、制動力の制限は必要ないので、そのまま現在のサイクルが終了する。一方、推定温度Tiが温度基準値ΔT2よりも高いときには、更に、推定温度Tiが、温度基準値ΔT1よりも低いか否かが判定される(ステップ30)。なお、Ti>ΔT2が成立したとき、そのときの要求制動力の値が後で制限制動力値を決定するためのパラメータF*として記憶される(ステップ25)。
In the illustrated control process, specifically, it is determined for each wheel whether or not the braking force is limited in a manner described later (step 10). If the braking force is not limited, it is determined whether or not the estimated temperature Ti (corresponding) acquired from the
ΔT2<Ti<ΔT1が成立するときには、温度Tiは、その時点では、フェード現象を発生し得るほど高くはないが、このまま現在の制動力(F*)の発生を続けると、温度Tiがいずれフェード現象を発生し得るΔT1に到達する可能性が高くなるので、制動力を低減して制動による発熱量を抑制するべきである。しかしながら、急激に低下させると、制動力の急変により車両の挙動安定性が低下する可能性があるので、好ましくは、時間とともに徐々に低減される。また、制動力が徐々に低減された結果、制動による発熱量と摩擦制動装置からの放熱量とが均衡し、推定温度Ti=ΔT2となる条件が維持される状態まで、制動力が低減されれば、温度TiがΔT1に到達する可能性はなくなる。従って、条件:ΔT2<Ti<ΔT1が成立するときには、制動力の制限値Frstiは、
Frsti←Max(F*−A・t,F_ΔT2) …(1)
により決定される(ステップ32)。ここで、Maxは、括弧内のうちの大きい値を選択する演算子である。tは、ΔT2<Tiが成立した時点からの経過時間であり、Aは、任意に設定されてよい係数である。また、F_ΔT2は、ブレーキディスク温度Ti=ΔT2のときに、制動による発熱量とブレーキディスクからの放熱量とが均衡し、従って、ブレーキディスク温度TiがΔT2を超えて上昇しない制動力である。即ち、上記の式(1)に従って制動力を制限する場合、制動力の制限値Frstiは、ΔT2<Tiが成立した直後から時間と共に低減し、F_ΔT2に到達した段階で、F_ΔT2に維持されることとなる。
When ΔT2 <Ti <ΔT1 holds, the temperature Ti is not so high as to cause a fade phenomenon at that time, but if the current braking force (F * ) continues to be generated as it is, the temperature Ti will eventually fade. Since there is a high possibility of reaching ΔT1 at which a phenomenon can occur, the braking force should be reduced to suppress the amount of heat generated by braking. However, if it is suddenly reduced, there is a possibility that the behavioral stability of the vehicle may be reduced due to a sudden change in braking force. Further, as a result of the gradual reduction of the braking force, the braking force is reduced to a state where the amount of heat generated by braking is balanced with the amount of heat released from the friction braking device, and the condition that the estimated temperature Ti = ΔT2 is maintained. In this case, there is no possibility that the temperature Ti reaches ΔT1. Therefore, when the condition: ΔT2 <Ti <ΔT1, the braking force limit value Frsti is
Frsti ← Max (F * −A · t, F_ΔT2) (1)
(Step 32). Here, Max is an operator that selects a larger value in parentheses. t is an elapsed time from when ΔT2 <Ti is established, and A is a coefficient that may be arbitrarily set. Further, F_ΔT2 is a braking force in which the amount of heat generated by braking is balanced with the amount of heat released from the brake disc when the brake disc temperature Ti = ΔT2, and therefore the brake disc temperature Ti does not increase beyond ΔT2. That is, when the braking force is limited according to the above equation (1), the braking force limit value Frsti decreases with time immediately after ΔT2 <Ti is established, and is maintained at F_ΔT2 when F_ΔT2 is reached. It becomes.
図5は、かかる式(1)に従って制動力の制限を実行した場合の要求制動力(一点鎖線)と制限制動力(実線)との変化の例(A)と、これに対応するブレーキディスク温度の変化の例(B)とを模式的に示したものである。同図を参照して、時間t0にて要求制動力が増大すると、これに伴って、ブレーキディスク温度も増大する。そして、時間t1にて温度がΔT2に到達すると、要求制動力が低下しなくても、実際に車輪に要求される制動力は、上記の式(1)に従って、時間とともに、F_ΔT2に到達する(時間t2)まで低減するよう制限される。その間(t1〜t2)に於いては、発熱量が放熱量より大きいので、温度は上昇するが、制動力が略F_ΔT2まで低減され、発熱量と放熱量とが略一致したところで温度上昇は無くなり、(Ti=ΔT2のときに)放熱量が発熱量よりも若干大きくなるようにF_ΔT2を設定することにより、ブレーキ温度が低減される。その後、要求制動力が低下し、制限制動力を下回った段階(時間t3)で実際の制動力は要求制動力に追従して変化されることとなる。 FIG. 5 shows an example (A) of the change between the required braking force (dashed line) and the limiting braking force (solid line) when the braking force is limited according to the equation (1), and the brake disc temperature corresponding thereto. The example (B) of a change of is typically shown. Referring to the figure, when the required braking force increases at time t0, the brake disc temperature also increases accordingly. When the temperature reaches ΔT2 at time t1, even if the required braking force does not decrease, the braking force actually required for the wheel reaches F_ΔT2 with time according to the above equation (1) ( Limited to reduction to time t2). During that time (t1 to t2), since the heat generation amount is larger than the heat release amount, the temperature rises, but the braking force is reduced to about F_ΔT2, and the temperature rise disappears when the heat generation amount and the heat release amount substantially coincide. By setting F_ΔT2 so that the heat dissipation amount is slightly larger than the heat generation amount (when Ti = ΔT2), the brake temperature is reduced. Thereafter, the actual braking force is changed to follow the required braking force at a stage (time t3) when the required braking force decreases and falls below the limit braking force.
かくして、図5に例示されている如く、ブレーキディスク温度が温度基準値ΔT2に達した車輪について、式(1)に従って制動力を制限することによって、その温度の上昇が回避されるようになる。F_ΔT2は、車速、外気温等をパラメータとして、予め実験的に又は理論的に決定された値を電子制御装置60の記憶装置に記憶しておき、式(1)による演算が実行されるときにその記憶された値を呼び出すことにより与えられてよい(図5は、簡単のため、F_ΔT2の車速又は外気温に対する依存性は無視して模式的に描かれている。)。
Thus, as illustrated in FIG. 5, for the wheel whose brake disc temperature has reached the temperature reference value ΔT2, the increase in temperature is avoided by limiting the braking force according to the equation (1). F_ΔT2 is a value that is experimentally or theoretically determined in advance using the vehicle speed, the outside air temperature, etc. as parameters, stored in the storage device of the
図4(A)を再び参照して、上記の如く、図示のサイクルが繰り返されると、ΔT2<Tiが成立した時点から制動力が低減されるので、基本的には、推定温度TiのΔT1への到達が回避されることが期待される。しかしながら、推定温度TiがΔT1へ到達した場合には、制動力は、できるだけ速やかにこれ以上温度が上昇しない値まで低減されるべきである。そこで、その場合には、制動力の制限値Frstiは、
Frsti←F_max …(2)
と設定される(ステップ34)。ここで、F_maxは、ブレーキディスク温度を低減する値又はどんな場合でもブレーキディスク温度を上昇させない値である。従って、式(2)により制動力が制限される場合には、ブレーキディスクからの放熱量を制動による発熱量より大きくして、ブレーキディスク温度の低減が試みられる。F_maxは、ブレーキディスク温度、外気温、車速等をパラメータにして実験的に予め求めた値が利用されてよい。なお、F_maxは、0であってもよい。
Referring again to FIG. 4A, when the illustrated cycle is repeated as described above, the braking force is reduced from the point in time when ΔT2 <Ti is established, so basically, the estimated temperature Ti reaches ΔT1. This is expected to be avoided. However, when the estimated temperature Ti reaches ΔT1, the braking force should be reduced to a value at which the temperature does not rise any further as soon as possible. Therefore, in that case, the braking force limit value Frsti is
Frsti ← F_max (2)
Is set (step 34). Here, F_max is a value that reduces the brake disc temperature or does not increase the brake disc temperature in any case. Therefore, when the braking force is limited by the equation (2), the heat dissipation amount from the brake disc is made larger than the heat generation amount due to braking, and an attempt is made to reduce the brake disc temperature. As F_max, a value experimentally obtained in advance using the brake disc temperature, the outside air temperature, the vehicle speed, and the like as parameters may be used. Note that F_max may be 0.
かくして、上記の如く、制動力の制限値が決定されると、その結果が、制動力再配分決定部へ送信されるか、制動力再配分決定部からの要求があったときに参照できる状態とされる(ステップ36) Thus, as described above, when the braking force limit value is determined, the result is transmitted to the braking force redistribution determining unit, or can be referred to when there is a request from the braking force redistribution determining unit. (Step 36)
上記の式(1)又は(2)による制動力の制限は、一旦開始されると、ブレーキディスク温度が外気温レベルまで低下するまで継続されてよい。そこで、既に触れた如く、図示の制御サイクルでは、まず、初めに制限を実行しているか否かが判定され、制限が実行中であれば、推定温度Tiが外気温(又は常温)Tairと略同一か否か(外気温又は常温との差が所定の範囲内にあるか否か)が判定される(ステップ40)。推定温度Tiが外気温Tairまで下がっていなければ、前記の式(1)又は(2)による制動力の制限が継続される。一方、推定温度TiがTairまで下がっていれば、制動力の制限が終了される(ステップ50−後に述べる制動力の再配分が実行されない状態に戻る。)。 Once initiated, the braking force limitation according to equation (1) or (2) above may be continued until the brake disc temperature has dropped to the ambient temperature level. Therefore, as already mentioned, in the illustrated control cycle, it is first determined whether or not the restriction is being executed. If the restriction is being executed, the estimated temperature Ti is abbreviated as the outside air temperature (or room temperature) Tair. It is determined whether or not they are the same (whether the difference from the outside air temperature or the room temperature is within a predetermined range) (step 40). If the estimated temperature Ti is not lowered to the outside air temperature Tair, the braking force restriction by the above formula (1) or (2) is continued. On the other hand, if the estimated temperature Ti has decreased to Tair, the limitation of the braking force is terminated (step 50—returning to the state where the braking force redistribution described later is not executed).
(ii)制動力の再配分
図4(B)に例示された制動力再配分制御部60cの処理では、制動力配分制御部60aにより与えられる各輪要求制動力Frqtiと、図4(A)の制御処理により得られる制限輪と制限制動力の情報を参照して、最終的に各輪の制動装置にて発生させるべき目標制動力を決定する。その際、制限輪が存在する場合には、その車輪への目標制動力を制限制動力以下に制限し、かかる制限が行われた場合には、制限輪に元々要求された要求制動力と制限制動力との差分に基づいてその他の車輪の制動力の再配分を行う。
(ii) Redistribution of braking force In the processing of the braking force
図4(B)の処理では、まず、現在に於いて制限輪がないか或いは制限輪が2輪以上あるか否かが判定される(ステップ100)。制限輪がない場合には、制動力の再配分は実行されず、要求制動力がそのまま目標制動力に設定される(ステップ120)。また、制限輪が2輪以上ある場合には、別の制御、例えば、エンジンブレーキ等を利用して制動が実行されるので、本発明の制御による再配分は実行されない。(制動力再配分制御部60cに於ける制限輪の特定は、例えば、制限されない車輪の制限制動力値を制動装置の正規の発生可能な最大値に設定し、制限制動力値が正規の発生可能な最大値でない車輪が制限輪であると判定することができる。)
In the process of FIG. 4B, it is first determined whether or not there are currently no restricted wheels or whether there are two or more restricted wheels (step 100). If there is no limit wheel, the redistribution of the braking force is not executed, and the required braking force is set as the target braking force as it is (step 120). In addition, when there are two or more restricted wheels, braking is executed using another control, for example, engine braking or the like, so redistribution by the control of the present invention is not executed. (Specification of the restricted wheel in the braking force
一方、制限輪が1輪特定される場合には、制動力の再配分が実行される。具体的には、まず、制限輪の目標制動力が下記の如く決定される。
Fti(制限輪)=Min(Frsti,Frqti) …(3)
ここで、Minは、括弧内の数値のうち小さい値を選択する演算子である。従って、制動力配分制御部60aにより与えられる要求制動力Frqti(制限輪)が制限制動力より小さいときには、要求制動力Frqtiが目標制動力としてそのまま設定されることとなる。
On the other hand, when one restricted wheel is identified, braking force redistribution is executed. Specifically, first, the target braking force of the limit wheel is determined as follows.
Fti (restricted wheel) = Min (Frsti, Frqti) (3)
Here, Min is an operator that selects a smaller value among the numerical values in parentheses. Therefore, when the required braking force Frqti (restricted wheel) given by the braking force distribution control unit 60a is smaller than the limited braking force, the required braking force Frqti is set as the target braking force as it is.
かくして、制限輪の目標制動力が決定されると、制限輪の要求制動力Frqtiと制限制動力Frstiとの差分Δi(=Frqti−Frsti)に基づいてその他の車輪の要求制動力を修正して、最終的な目標制動力が決定される。具体的には、例えば、制限輪が左前輪のときには、各輪の目標制動力は、例えば、下記の如く決定される。
FtFL=FrstFL(=FrqtFL−ΔFL)
FtFR=FrqtFR−ΔFL
FtRL=FrqtRL+ΔFL …(4)
FtRR=FrqtRR+ΔFL
即ち、制限輪の、車両の左右方向で反対の車輪については、その要求制動力から制限輪の要求制動力と制限制動力との差分Δiが減算され、制限輪の、車両の前後方向で反対の両車輪については、それぞれ、その要求制動力に制限輪の要求制動力と制限制動力との差分Δiが加算される。かかる演算方法によれば、目標制動力の和、即ち、車両全体の総制動力は、要求制動力の和に維持される。また、車両の重心位置が車両の中心軸線上に位置していれば、目標制動力により発生されるべきヨーモーメントMcは、
Mc=(FtFL−FtFR+FtRL−FtRR)×Tr/2
となるところ、ΔFLの寄与は、相殺されて
Mc=(FrqtFL−FrqtFR+FrqtRL−FrqtRR)×Tr/2
となるので(図1(B))、結局、要求制動力によるヨーモーメントが再配分後も維持されることとなる(要求制動力によるヨーモーメントが0、即ち、直進制動が要求される場合も含まれる。)。
Thus, when the target braking force of the limit wheel is determined, the required braking force of other wheels is corrected based on the difference Δi (= Frqti−Frsti) between the required braking force Frqti of the limiting wheel and the limiting braking force Frsti. The final target braking force is determined. Specifically, for example, when the restricted wheel is the left front wheel, the target braking force of each wheel is determined as follows, for example.
Ft FL = Frst FL (= Frqt FL −Δ FL )
Ft FR = Frqt FR -Δ FL
Ft RL = Frqt RL + Δ FL (4)
Ft RR = Frqt RR + Δ FL
That is, for a wheel that is the opposite of the limit wheel in the left-right direction of the vehicle, the difference Δi between the required brake force of the limit wheel and the limit braking force is subtracted from the required braking force, and the opposite of the limit wheel in the longitudinal direction of the vehicle For each of these wheels, the difference Δi between the required braking force of the restricted wheel and the restricted braking force is added to the required braking force. According to this calculation method, the sum of the target braking forces, that is, the total braking force of the entire vehicle is maintained at the sum of the required braking forces. If the position of the center of gravity of the vehicle is located on the center axis of the vehicle, the yaw moment Mc to be generated by the target braking force is
Mc = (Ft FL −Ft FR + Ft RL −Ft RR ) × Tr / 2
When the contribution of the delta FL is offset Mc = (Frqt FL -Frqt FR + Frqt RL -Frqt RR) × Tr / 2
As a result, the yaw moment due to the required braking force is maintained even after redistribution (the yaw moment due to the required braking force is 0, that is, when straight braking is required). included.).
なお、実際の演算処理に於いては、各輪の要求制動力と式(3)の演算結果の差分
Δi=Frqti−Min(Frsti,Frqti) …(5)
を算出し、下記の式により、目標制動力が決定されてよい。
FtFL=FrqtFL−ΔFL−ΔFR+ΔRL+ΔRR
FtFR=FrqtFR−ΔFL−ΔFR+ΔRL+ΔRR
FtRL=FrqtRL+ΔFL+ΔFR−ΔRL−ΔRR …(6)
FtRR=FrqtRR+ΔFL+ΔFR−ΔRL−ΔRR
ここで、ΔFL、ΔFR、ΔRL、ΔRRは、それぞれ、対応する車輪が制限輪でないときには、Frstiが制動装置の発生可能な最大制動力に設定されるので、式(5)により(式(5)の第2項でFrstiが選択されることはない。)、0に設定される。
In actual calculation processing, the difference between the required braking force of each wheel and the calculation result of equation (3) Δi = Frqti−Min (Frsti, Frqti) (5)
And the target braking force may be determined by the following equation.
Ft FL = Frqt FL -Δ FL -Δ FR + Δ RL + Δ RR
Ft FR = Frqt FR -Δ FL -Δ FR + Δ RL + Δ RR
Ft RL = Frqt RL + Δ FL + Δ FR −Δ RL −Δ RR (6)
Ft RR = Frqt RR + Δ FL + Δ FR -Δ RL -Δ RR
Here, Δ FL , Δ FR , Δ RL , Δ RR are set so that Frsti is set to the maximum braking force that can be generated by the braking device when the corresponding wheel is not a restricted wheel. Frsti is never selected in the second term of equation (5).), Set to 0.
上記の如く、図4(B)の如く要求制動力を再配分して目標制動力が決定されると、各輪の制動装置に於いて目標制動力が発生されるよう目標制動力の値がブレーキ圧の単位の指令値に換算されて、油圧回路に対して制御指令が与えられる。なお、既に述べた如く、ブレーキ温度によって或るブレーキ圧をホイールシリンダに付与したときに発生する摩擦制動力は変化し得る。従って、目標制動力の値からブレーキ圧の指令値への換算に於いては、例えば、ブレーキディスク温度に応じて前記の換算係数を変更するなどして、ブレーキディスク温度による影響を考慮するようになっていてよい。 As described above, when the target braking force is determined by redistributing the required braking force as shown in FIG. 4B, the value of the target braking force is set so that the target braking force is generated in the braking device of each wheel. A control command is given to the hydraulic circuit after being converted into a command value in units of brake pressure. As already described, the friction braking force generated when a certain brake pressure is applied to the wheel cylinder can vary depending on the brake temperature. Therefore, in the conversion from the target braking force value to the brake pressure command value, the influence of the brake disc temperature is taken into account, for example, by changing the conversion coefficient according to the brake disc temperature. It may be.
かくして、上記の本発明の実施形態によれば、或る特定の車輪の制動力が相対的に高く設定されることによる摩擦制動装置の温度上昇が回避され、しかも総制動力とヨーモーメントは制動力配分制御の要求通りに維持されるので、制動力配分制御の目的が達成され、運転者に違和感を与える可能性を低くなることが期待される。また、或る特定の車輪の摩擦制動装置だけが過度に温度上昇するといった機会が低減されるので、その特定の車輪の摩擦制動装置だけの磨耗がその他の車輪と比べて相対的に進行することが抑制されることとなる。 Thus, according to the above-described embodiment of the present invention, the temperature increase of the friction braking device due to the relatively high braking force of a specific wheel is avoided, and the total braking force and yaw moment are controlled. Since the power distribution control is maintained as required, it is expected that the purpose of the braking force distribution control will be achieved and the possibility that the driver will feel uncomfortable is reduced. Also, since the chance that only the friction braking device of a specific wheel is excessively heated is reduced, the wear of only the friction braking device of the specific wheel is relatively advanced as compared with other wheels. Will be suppressed.
ところで、上記の本発明の制御によれば、ブレーキディスク温度がΔT1に達する可能性は大幅に低減されるが、制御が間に合わなかったなどの理由で特定の車輪にフェード現象が発生してしまい、制動力が増大しなくなる場合も起こり得る。そのような場合、制動力再配分制御部60cに於いて、フェード現象の発生した車輪で達成可能な制動力Ffademaxを、式(3)の制限制動力Frstiに代入して、同様の要求制動力の再配分が実行されるようになっていてよい。各輪に於いてフェード現象が発生したか否かは、ブレーキディスク温度の履歴と、或るブレーキ圧を与えたときの車輪速又はスリップ率等の変化等から実際に発生する制動力の低下を推定するなどすることにより判定されてよい。なお、フェード現象の発生した車輪が検出された場合には、常に一輪の制動力が制限された状態となるので、制限されるべき車輪が他に出現しない限り、常にステップ110の要求制動力の再配分が実行される。また、フェード現象の発生した車輪については、実際に目標制動力に相当する制動力が達成されるよう目標制動力とブレーキ圧との換算比を適宜変更することが好ましい。
By the way, according to the control of the present invention described above, the possibility that the brake disk temperature reaches ΔT1 is greatly reduced, but a fade phenomenon occurs in a specific wheel because the control is not in time, It may happen that the braking force does not increase. In such a case, the braking force
以上に於いては本発明を一つの実施の形態について詳細に説明したが、かかる実施の形態について本発明の範囲内にて種々の変更が可能であることは当業者にとって明らかであろう。 While the present invention has been described in detail with respect to one embodiment thereof, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications can be made within the scope of the present invention.
例えば、本発明は、摩擦制動装置がドラム・ブレーキであっても同様に適用されることは理解されるべきである。また、車両がハイブリッド車両又は電気自動車である場合には、摩擦制動が実行されるときに、本発明の制御が実行されてよい。 For example, it should be understood that the present invention applies as well when the friction braking device is a drum brake. Further, when the vehicle is a hybrid vehicle or an electric vehicle, the control of the present invention may be executed when friction braking is executed.
10…車両
28…差動歯車装置(ディファレンシャル)
40…制動系装置
42FL〜42RR…制動装置(ホイールシリンダ)
46…油圧回路
44…ブレーキペダル
52F、R…ポンプ
54i…油圧保持弁
58i…減圧弁
56F、R…リザーバ
60…電子制御装置
70…ブレーキディスク
80…電磁ピックアップ
10 ...
40 ... braking system device 42FL to 42RR ... braking device (wheel cylinder)
46 ...
Claims (11)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Country Status (1)
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014108654A (en) * | 2012-11-30 | 2014-06-12 | Toyota Motor Corp | Travel control unit of vehicle |
JP2017200780A (en) * | 2016-05-02 | 2017-11-09 | 本田技研工業株式会社 | Vehicular braking device |
CN115534906A (en) * | 2022-12-01 | 2022-12-30 | 小米汽车科技有限公司 | Braking efficiency degradation compensation method, device, vehicle and storage medium |
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- 2007-07-06 JP JP2007178019A patent/JP2009012658A/en active Pending
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CN115534906B (en) * | 2022-12-01 | 2023-02-28 | 小米汽车科技有限公司 | Braking efficiency degradation compensation method, device, vehicle and storage medium |
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