JP2017024646A - 摩擦ブレーキシステム - Google Patents
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Abstract
Description
・電動モータ、直動機構、減速機、を使用した電動ブレーキ用アクチュエータ。(特許文献1)
・遊星ローラ機構、電動モータ、を使用した電動アクチュエータ。(特許文献2)
・歪みゲージで押圧力を検出する電動ブレーキ。(特許文献3)
・ブレーキ失陥によって発生するヨーレートを打ち消す電動ブレーキシステム。(特許文献4)
この手法では、実際に発生する制動力は摩擦材とブレーキロータの摩擦係数に依存して発生するため、摩擦材の摩擦係数のばらつきによって予期せぬヨーモーメントが発生し、ブレーキフィーリングが悪化する可能性がある。
例えば、特許文献4に記載のような、ヨーレートを打ち消すよう制御する手法を適用した場合、実際にヨーレートを検出した後でなければ是正する制御を適用することができず、車両挙動が振動的になる可能性がある。また、振動やノイズの影響を完全に除去できなかった場合、車両挙動が振動的になる可能性がある。
この発明の他の目的は、摩擦ブレーキ装置の摩擦係数を精度良く推定できるようにすることである。
前記各摩擦ブレーキ装置3の前記ブレーキロータ31と摩擦材32との摩擦係数を推定するブレーキ摩擦係数推定手段14を設け、前記ブレーキ力配分手段12が、前記各摩擦ブレーキ装置3に配分する目標となるブレーキ押圧力を、前記ブレーキ摩擦係数推定手段14で推定された各摩擦ブレーキ装置3の前記摩擦係数を反映させて算出する機能を有することを特徴とする。
この構成の場合、前記ブレーキ摩擦係数推定手段14は、ブレーキ力配分手段12から配分するブレーキ押圧力を、摩擦係数の推定のために所定の組み合わせで変更する。推定演算部17は、この所定の組み合わせで変更したブレーキ押圧力で制動したときに、発生した制動力から各車輪2のブレーキロータ31と摩擦材32の摩擦係数を推定する。そのため、推定演算部17により、各車輪2のブレーキロータ31と摩擦材32の摩擦係数を精度良く推定することができる。
前記各摩擦ブレーキ装置3の前記ブレーキロータ31と摩擦材32との摩擦係数を推定するブレーキ摩擦係数推定手段14を有し、このブレーキ摩擦係数推定手段14は、前記ブレーキ力配分手段12から配分するブレーキ押圧力を摩擦係数の推定のために所定の組み合わせで変更する推定用配分調整部15と、前記配分の変更されたブレーキ押圧力と前記車両の減速度との関係から前記摩擦係数を推定する推定演算部17とを有する。
このように各車輪2のブレーキロータ31と摩擦材32のの摩擦係数が推定できれば、ブレーキ力配分手段12が配分するときに、その推定した摩擦係数を用いることで、車両1の個々の摩擦ブレーキ装置3の摩擦係数が摩耗等によって変わっていても、摩擦係数に応じた適切な配分が行え、左右の車輪2の制動力差等によって車両の進行方向のずれ等が発生することが回避される。
前記ブレーキ摩擦係数推定手段14は、このようにして、前記摩擦係数の推定を実現することができる。
なお、前記「車両諸元」は、車両を構成する各物理量であり、例えばブレーキロータ有効径や車両の総重量、各量の単位を合わせる事項等である。
このように、線形独立性が低くノイズや推定誤差の影響を受け易い推定結果を省くことで、摩擦係数の推定値の信頼性を向上させることができる。
これにより、摩擦係数の推定結果が誤差を含む場合の、配分変化による減速度変化を目立たなくしてフィーリングを向上させることができる。
ブレーキ力配分手段12が上記のように摩擦係数の推定結果に基づいて配分する構成とすることで、摩擦係数誤差による各輪の制動力誤差の是正することができる。
なお、前記「所望の制動トルク」は、前記要求ブレーキ力に応じて各摩擦ブレーキ装置3へ配分すべきトルクである。
これにより、減速度に誤差を含み易い極低速領域を推定の対象から除外し、摩擦係数の推定の精度や信頼度を高めることができる。
前記摩擦ブレーキ装置3が電動摩擦ブレーキ装置である場合、個々の摩擦ブレーキ装置3の制御を精度良く行えるため、この発明の摩擦ブレーキシステムによる摩擦係数の推定結果を用いる制御が効果的に行える。
前記ブレーキロータ31と前記摩擦材32との摩擦係数を推定するブレーキ摩擦係数推定手段14を設けたこと特徴とする。
この構成の場合、摩擦ブレーキ装置3が電動ブレーキ装置であるため、応答性良く、かつ精度良くブレーキ力が調整できる。そのため、前記ブレーキ摩擦係数推定手段14により、ブレーキロータ31と前記摩擦材32との摩擦係数を精度良く推定することができる。また、その推定した摩擦係数を、各摩擦ブレーキ装置3へのブレーキ押圧力の配分等に使用することで、安定した制動時の車両挙動およびブレーキフィーリングを高精度に実現することができる。
要求ブレーキ力推定手段11は、ブレーキ操作手段8に備えられた操作量の検出センサの出力から、前記操縦者が要求するブレーキ力の推定を行う。
ブレーキ力配分手段12は、基本的には、ブレーキ操作手段8の操作量、つまり要求ブレーキ力推定手段11により推定された要求ブレーキ力に応じ、定められた規則に従って各摩擦ブレーキ装置3へ荷重指令値を配分するが、前記車両制御演算手段13および前記ブレーキ摩擦係数推定手段14によって、配分の調整がなされる。
前記車両制御演算手段13は、上記の機能の他に、例えば前後重量配分等の車両特性や前後加速度に応じたブレーキ前後配分、旋回等に応じたブレーキ左右配分、横滑り防止制御、その他ブレーキを用いた各種車両制御、等を含む機能を有していても良い。
この場合に、前記配分するブレーキトルクを、ブレーキ有効径及びブレーキ摩擦係数等から各車輪2のブレーキ押圧力に換算して出力するようにしても良い。
ブレーキ力配分手段12が上記のように摩擦係数の推定結果に基づいて配分する構成とされることで、摩擦係数誤差による各輪の制動力誤差を是正することができる。
ステップS1:ブレーキ操作手段8により出力されるブレーキペダル操作量や、上位ECU6で生成される車両制御を目的としたブレーキ力、或いはその双方を含む結果に基づいて、操縦者ないし車両1より求められる要求ブレーキ力Bを推定する。
前記ブレーキ摩擦係数推定手段14は、このようにして、前記摩擦係数の推定を実現することができる。
なお、前記「車両諸元」は、車両を構成する各物理量であり、例えば車輪2の有効径や車両の総重量等である。
摩擦係数推定中か否かを判定し(ステップT1)、推定中である場合に以下の処理を行う。要求ブレーキ力を所定値(任意に設定され)と比較し(ステップT2)、要求ブレーキ力が所定値以下である場合は、摩擦係数の推定を中断し(ステップT4)、摩擦係数の推定に用いる各データを初期化して(ステップT5)、処理を終了する。
前記要求ブレーキ力と所定値との比較(ステップT2)により、要求ブレーキ力の方が大きい場合は、実ブレーキ力と所定値と比較する(ステップT3)。実ブレーキ力が所定値以下である場合は、要求ブレーキ力を下回りそうな場合であるため、要求ブレーキ力が所定値以下である場合と同様に、摩擦係数の推定を中断し(ステップT4)、各データを初期化して(ステップT5)、処理を終了する。
ステップT3の判定時に要求ブレーキ力の方が大きい場合は、摩擦係数推定の処理を継続する(ステップT6)。
これにより、減速度に誤差を含み易い極低速領域を推定の対象から除外し、摩擦係数の推定の精度や信頼度を高めることができる。
ブレーキ摩擦係数推定を行う間に、図4のステップS4に示すようにブレーキ配分が変更されることにより、ブレーキ摩擦係数推定の誤差に依存したブレーキ力変動が発生する。その際、操縦者がブレーキ力を一定に保つ意図を有している場合と比較して、ブレーキ力を変化させようとしている場合の方が、一般に前記ブレーキ力変動の体感度合が小さくて済むと考えられる。尚、ブレーキ摩擦係数推定を頻繁に行い、かつ推定精度が大きく誤差を持たないと仮定する場合は、本図の処理を行う必要はなく、必要に応じて適宜適用されるものでも良い。
これにより、摩擦係数の推定結果が誤差を含む場合の、配分変化による減速度変化を目立たなくしてフィーリングを向上させることができる。
このように、前記ブレーキ摩擦係数推定手段14の推定演算部17は、前記複数の線形独立式におけるブレーキ押圧力を含むフルランク行列の行列式の演算結果の絶対値(| det(Fb)|)が所定値を下回る場合において、前記行列式を用いて導出した摩擦係数推定結果について、前記所定値を上回る場合に導出された他の摩擦係数推定結果よりも最終的に導出する摩擦係数推定結果への影響が小さくなるか、または推定結果より除外するようにしても良い。
このようにして、線形独立性が低くノイズや推定誤差の影響を受け易い推定結果を抽出することで、摩擦係数の推定値の信頼性を向上させることができる。
摩擦ブレーキ装置3は、そのブレーキアクチュエータ4の駆動源として、油圧シリンダ44を備える。ブレーキ制御装置5は、バルブ操作量制御装置45と、ソレノイドバルブ等からなる前記バルブ43とを備える。各バルブ操作量制御装置45と前記マスタシリンダ41とに、それぞれ液圧センサ46,47が設けられている。
図8の例において、特に説明した事項の他は、図1〜図7と共に前述した第1の実施形態と同様である。
3…摩擦ブレーキ装置
4…ブレーキアクチュエータ
5…個別ブレーキ制御装置
6…上位ECU
7…ブレーキ統合制御手段
11…要求ブレーキ力推定手段
12…ブレーキ力配分手段
13…車両制御演算手段
14…ブレーキ摩擦係数推定手段
15…配分調整部
16…データ取得部
31…ブレーキロータ
32…摩擦材
33…摩擦材操作手段
Claims (10)
- 車両に装備される複数の摩擦ブレーキ装置と、要求ブレーキ力に応じ前記各摩擦ブレーキ装置に目標となるブレーキ押圧力を配分するブレーキ力配分手段を有する上位制御装置とを備え、前記摩擦ブレーキ装置は、ブレーキロータ、摩擦材、およびこの摩擦材を前記ブレーキロータに押付ける摩擦材操作手段を有するブレーキアクチュエータと、前記ブレーキ力配分手段から配分されたブレーキ押圧力に応じて前記摩擦材操作手段の出力を制御する個別ブレーキ制御装置とを備える摩擦ブレーキシステムにおいて、
前記各摩擦ブレーキ装置の前記ブレーキロータと摩擦材との摩擦係数を推定するブレーキ摩擦係数推定手段を設け、前記ブレーキ力配分手段に、前記各摩擦ブレーキ装置に配分する目標となるブレーキ押圧力を、前記ブレーキ摩擦係数推定手段で推定された各摩擦ブレーキ装置の前記摩擦係数を反映させて算出する機能を有する摩擦ブレーキシステム。 - 請求項1に記載の摩擦ブレーキシステムにおいて、前記ブレーキ摩擦係数推定手段が、前記ブレーキ力配分手段から配分するブレーキ押圧力を摩擦係数の推定のために所定の組み合わせで変更する推定用配分調整部と、前記配分の変更されたブレーキ押圧力と前記車両の減速度との関係から前記摩擦係数を推定する推定演算部とを有する摩擦ブレーキシステム。
- 車両に装備される複数の摩擦ブレーキ装置と、要求ブレーキ力に応じ前記各摩擦ブレーキ装置に目標となるブレーキ押圧力を配分するブレーキ力配分手段を有する上位制御装置とを備え、前記摩擦ブレーキ装置は、ブレーキロータ、摩擦材、およびこの摩擦材を前記ブレーキロータに押付ける摩擦材操作手段を有するブレーキアクチュエータと、前記ブレーキ力配分手段から配分されたブレーキ押圧力に応じて前記摩擦材操作手段の出力を制御する個別ブレーキ制御装置とを備える摩擦ブレーキシステムにおいて、
前記各摩擦ブレーキ装置の前記ブレーキロータと摩擦材との摩擦係数を推定するブレーキ摩擦係数推定手段を有し、このブレーキ摩擦係数推定手段は、前記ブレーキ力配分手段から配分するブレーキ押圧力を摩擦係数の推定のために所定の組み合わせで変更する推定用配分調整部と、前記配分の変更されたブレーキ押圧力と前記車両の減速度との関係から前記摩擦係数を推定する推定演算部とを有することを特徴とする摩擦ブレーキシステム。 - 請求項2または請求項3に記載の摩擦ブレーキシステムにおいて、前記ブレーキ摩擦係数推定手段の前記推定演算部が、演算要素として、前記摩擦係数と、前記摩擦材を押し付けるブレーキ押圧力と、車両減速度と、これら全ての演算要素を用いた等式を成立させるための車両諸元に基づく所定係数と、からなる等式の演算に基づいて算出するものであり、前記等式が、前記摩擦係数推定演算部で前記摩擦係数を推定する前記摩擦ブレーキ装置の個数と同じ複数の線形独立式に基づいて構成される摩擦ブレーキシステム。
- 請求項4に記載の摩擦ブレーキシステムにおいて、前記ブレーキ摩擦係数推定手段の前記推定演算部は、前記複数の線形独立式におけるブレーキ押圧力を含むフルランク行列の行列式の演算結果の絶対値が所定値を下回る場合において、前記行列式を用いて導出した摩擦係数推定結果について、前記所定値を上回る場合に導出された他の摩擦係数推定結果よりも最終的に導出する摩擦係数推定結果への影響が小さくなるか、または推定結果より除外するようにした摩擦ブレーキシステム。
- 請求項4または請求項5に記載の摩擦ブレーキシステムにおいて、前記ブレーキ摩擦係数推定手段の前記推定演算部は、前記複数の線形独立式が、前記要求ブレーキ力の変化量の絶対値が所定値以上である場合において変更されたブレーキ配分から取得される摩擦ブレーキシステム。
- 請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の摩擦ブレーキシステムにおいて、前記ブレーキ力配分手段は、前記ブレーキ摩擦係数推定手段の推定結果に基づいて、所望の制動トルクを発揮し得る前記ブレーキ押圧力を算出し、この算出したブレーキ押圧力を目標として前記摩擦ブレーキ装置へ与える摩擦ブレーキシステム。
- 請求項2ないし請求項6の何れか1項に記載の摩擦ブレーキシステムにおいて、前記ブレーキ摩擦係数推定手段の前記推定演算部は、前記要求ブレーキ力および前記ブレーキ押圧力のいずれか一方または両方が所定値以上で、かつ前記摩擦ブレーキシステムの搭載車両の車速または前記摩擦ブレーキ装置によって制動される各車輪の車輪速の最低値が所定値以上である場合に、摩擦係数の推定を実行する摩擦ブレーキシステム。
- 請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載の摩擦ブレーキシステムにおいて、前記摩擦ブレーキ装置が、前記摩擦材操作手段を駆動する電動のモータを有し、前記個別制御装置が、前記ブレーキ力配分手段から配分された前記ブレーキ押圧力を目標値に対して追従するよう前記モータを制御する機能を有する電動摩擦ブレーキ装置である摩擦ブレーキシステム。
- 車両に装備される複数の電動摩擦ブレーキ装置と、要求ブレーキ力に応じ前記各電動摩擦ブレーキ装置に目標となるブレーキ押圧力を配分するブレーキ力配分手段を有する上位制御装置とを備え、前記電動摩擦ブレーキ装置は、ブレーキロータ、摩擦材、およびこの摩擦材を前記ブレーキロータに押付ける摩擦材操作手段を有するブレーキアクチュエータと、前記ブレーキ力配分手段から配分されたブレーキ押圧力に応じて前記摩擦材操作手段の出力を制御する個別ブレーキ制御装置とを備え、前記摩擦材操作手段の駆動源を電動モータとした電動摩擦ブレーキ装置からなる電動摩擦ブレーキシステムにおいて、
前記ブレーキロータと前記摩擦材との摩擦係数を推定するブレーキ摩擦係数推定手段を設けたこと特徴とする電動摩擦ブレーキシステム。
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