JP4016683B2

JP4016683B2 - 減速度制御装置

Info

Publication number: JP4016683B2
Application number: JP2002079505A
Authority: JP
Inventors: 淳二堤; 英夫中村; 和彦田添; 博樹佐々木
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-03-20
Filing date: 2002-03-20
Publication date: 2007-12-05
Anticipated expiration: 2022-03-20
Also published as: JP2003276587A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両の減速度をフィードバックして、積載荷重の増減等でブレーキの効き方が変化することを抑制すると共に、前記フィードバックを車両挙動制御が行われているときには中断する減速度制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような技術としては、例えば、通常時は運転者による減速度要求値と実際の減速度との差を積分してフィードバックすると共に、前記フィードバックをアンチスキッド制御が行われているときには中断する技術が知られている。この従来例によれば、アンチスキッド制御が行われているときには、前記減速度要求値と実際の減速度との差の積分動作が中断されるため、その積分値が前記アンチスキッド制御中に大きくなることが防止される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術にあっては、前記フィードバックをアンチスキッド制御が行われているときには中断するようになっているため、車輪のスリップ量が大きくなり始めてから、アンチスキッド制御が開始されるまでの積分動作によって、その積分値が大きくなり、前記フィードバック再開時に車両が大きく減速してしまうことがあり、車両の減速度が大きく変動することがあった。
【０００４】
そこで本発明は上記従来の技術の未解決の問題点に着目してなされたものであって、不適切な積分値による減速度変動を抑えることができる減速度制御装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、車両の減速度を検出する減速度検出手段と、目標減速度を算出する目標減速度算出手段と、前記減速度検出手段で検出された減速度と前記目標減速度算出手段で算出された目標減速度との差を積分し、その積分値に基づいて減速度制御を行う減速度制御手段と、制動力による車両挙動制御が実行されると前記減速度制御手段における積分動作及び減速度制御を中断する減速度制御中断手段とを備え、前記減速度制御中断手段は、前記車両挙動制御終了時に、前記減速度検出手段で検出された減速度と前記目標減速度算出手段で算出された目標減速度との差が所定値以下であった場合には、前記積分動作の初期値をゼロとして前記積分動作及び前記減速度制御を再開し、前記車両挙動制御終了時に、前記減速度検出手段で検出された減速度と前記目標減速度算出手段で算出された目標減速度との差が前記所定値より大きい場合には、前記積分動作の初期値として前記車両挙動制御の開始直前の積分値を用いて前記積分動作及び前記減速度制御を再開する。制動力による車両挙動制御としては、例えば、制動力の前後配分を制御するＥＢＤ、車両のヨーレイトを制御するＶＤＣ、タイヤのロックを防ぐＡＢＳ等といった、減速度制御に優先して行われる制御が挙げられる。
【０００８】
【発明の効果】
したがって、請求項１に係る発明にあっては、車両挙動制御を終えて減速度制御を再開するときに、不適切な積分値による減速度変動を抑えることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の減速度制御装置の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態の減速度制御装置の一例を示す車両概略構成図である。なお、作図の都合上、図面には一輪のみを示したが他の車輪も同様に構成されているものとする。図中の符号１はブレーキペダル、２は油圧ブースタ、３はマスタシリンダ、４はリザーバであり、通常は、乗員によるブレーキペダル１の踏込み量に応じ、マスタシリンダ３で昇圧された制動流体圧が、各車輪５の各ホイルシリンダ６に供給されるようになっている。また、このマスタシリンダ３と各ホイルシリンダ６との間には制動流体圧制御回路７が介装されており、この制動流体圧制御回路７内で、各ホイルシリンダ６の制動流体圧を個別に制御することも可能となっている。
【００１２】
前記制動流体圧制御回路７は、アンチスキッド制御に用いられる制動流体圧制御回路を利用したものである。この制動流体圧制御回路７は、後述する制動力コントロールユニット８からの制動流体圧指令値に応じて各ホイルシリンダ６の制動流体圧を制御する。
また、この車両には、前記マスタシリンダ３の出力圧、所謂マスタシリンダ圧Ｐmを検出するマスタシリンダ圧センサ９、各ホイルシリンダ６の制動流体圧を検出するホイルシリンダ圧センサ１０、各車輪５の回転速度、所謂車輪速度Ｖwi（ｉ＝ＦＬ〜ＲＲ）を検出する車輪速センサ１１、車両の減速度αvを検出するための加速度センサ１２が備えられ、それらの検出信号は前記制動力コントロールユニット８に出力される。
【００１３】
この制動力コントロールユニット８は、マイクロコンピュータとその周辺機器を備え、マイクロコンピュータのソフトウェア形態により、図２に示す制御ブロックを構成している。
この制御ブロックは、目標減速度算出部１０１と、制動トルク要求値算出部１０２と、制動トルク補正値算出部１０３と、制動トルク配分部１０４と、液圧指令値算出部１０５と、制動流体圧指令値算出部１０６と、ＡＢＳ制御演算部１０７と、積分初期化演算部１０８とを備えている。
【００１４】
まず、前記目標減速度算出部１０１は、前記マスタシリンダ圧センサ９で検出したマスタシリンダ圧Ｐmに、予めＲＯＭに記憶しておいた車両諸元定数Ｋ１を乗じて目標減速度αdemを算出する。なお、データに加減速の方向性がある場合には、何れも加速方向を正値とする。即ち、目標減速度αdem等は加速時に正値となり減速時に負値となる。
また、前記制動トルク要求値演算部１０２と制動トルク補正値算出部１０３とは、フィードフォワード制御とフィードバック制御とを行う減速度制御器１０９を構成し、前記目標減速度算出部１０１で算出された目標減速度αdemと加速度センサ１２で検出された減速度αvとに基づいて目標制動トルク指令値Ｔd_comを算出する。具体的には、前記減速度制御器１０９は図３に示すような「２自由度制御系」で構成され、前記制動トルク要求値演算部１０２であるフィードフォワード補償器Ａと、前記制動トルク補正値演算部１０３を構成する規範モデルブロックＢ及びフィードバック補償器Ｃとからなる。そして、安定性や耐外乱性等の閉ループ性能はフィードバック補償器Ｃで調整され、目標減速度αdemに対する応答性はフィードフォワード補償器Ａで調整される。
【００１５】
具体的に説明すると、まずフィードフォワード補償器Ａでは、目標減速度αdemを実現するために必要な制動トルク指令値Ｔd_FFを算出する。具体的には、まず目標減速度αdemに車両諸元定数Ｋ２を乗じて制動トルクに換算し、その換算値に下記（１）式で表されるフィードフォワード補償を施して、フィードフォワード補償値Ｔd_FFを算出する。
ＣFF(s)＝Ｆref(s)/Ｐ(s)＝（ＴP・ｓ＋１）/（Ｔr・ｓ＋１）…（１）
次いで、規範モデルブロックＢでは、目標減速度αdemに下記（２）式で表される規範モデルＦref(s)を施して、規範減速度αrefを算出する。
【００１６】
Ｆref(s)＝１/（Ｔr・ｓ＋１）………（２）
さらに、フィードバック補償器Ｃでは、前記加速度センサ１２で検出された減速度αvを前記規範減速度αrefから減じてフィードバック偏差△αを算出し、そのフィードバック偏差Δαに基づき、下記（３）式で表されるＰＩ型のフィードバック補償を施して、フィードバック補償値Ｔd_FBを算出する。
ＣFB(s)＝（Ｋp・ｓ＋Ｋi）/ｓ………（３）
なお、制御定数Ｋp，Ｋiはゲイン余裕や位相余裕を考慮して決める。また、後述するフィードバック演算処理で説明するように、これらの式は制動力コントロールユニット８内で離散化されて実行される。
【００１７】
そして、フィードフォワード補償器Ａで算出されたフィードフォワード補償値Ｔd_FFと、フィードバック補償器Ｃで算出されたフィードバック補償値Ｔd_FBとを加算して、制動トルク指令値Ｔ_comが算出される。
また、前記制動トルク配分部１０４は、図４に示すように、前輪用制動トルク指令値Ｔd_com_Fと後輪用制動トルク指令値Ｔd_com_Rとの関係を予め記憶したマップデータに基づいて、前記減速度制御器１０９で算出された制動トルク指令値Ｔd_comを通常前後輪配分する。この通常前後配分に用いるマップデータは、車両制動中の前後論荷重移動、車両挙動の安定性、制動距離の短縮等を考慮して設定する。
【００１８】
前記液圧指令値算出部１０５では、前記制動トルク配分部１０４で配分された各輪の制動トルク指令値Ｔd_com_F,Rと、予めＲＯＭに記憶されている車両諸元定数Ｋf，Ｋrとに基づき、下記（４）式に従って各輪のホイルシリンダ圧指令値ＢＲＫcomを算出する。ただし、アンチスキッド制御中は前記ＡＢＳ制御演算部１０７で算出されたホイルシリンダ圧ＡＢＳcomを、ホイルシリンダ圧指令値ＢＲＫcomとする。
【００１９】
ＢＲＫcomFR＝−Ｔd_com_F・Ｋf
ＢＲＫcomFL＝−Ｔd_com_F・Ｋf
ＢＲＫcomRR＝−Ｔd_com_F・Ｋr
ＢＲＫcomRL＝−Ｔd_com_F・Ｋr ………（４）
前記制動流体圧指令値算出部１０６では、前記ホイルシリンダ圧センサ１０で検出されるホイルシリンダ圧Ｐwcが、前記液圧指令値算出部１０５で算出されたホイルシリンダ圧指令値ＢＲＫcomと一致するような制動流体圧指令値を制動流体圧制御回路７に出力する。
【００２０】
一方、前記ＡＢＳ制御演算部１０７は、前記車輪速センサ１１で検出された車輪速度Ｖwiに基づいて車輪速偏差slipや車輪減速度Ｖwd等を算出し、車輪速偏差slipが１０km/h以上であるか、又は車輪減速度Ｖwdが−１０m/s²以下であるか否かを判定し、１０km/h以上又は−１０m/s²以下である場合には、ＡＢＳフラグを“１”のセット状態とし、且つ、車輪のスリップ量を制御するためのホイルシリンダ圧ＡＢＳcomiを算出して、アンチスキッド制御を実行する。
【００２１】
また、前記積分初期化演算部１０８では、前記ＡＢＳ制御演算部１０７で設定されたＡＢＳフラグが“１”のセット状態であるときには、後述するフィードバック演算処理で説明するように、アンチスキッド制御終了時に、実際の減速度α v と規範減速度α ref との差Δαが所定値以下である場合、前記フィードバック補償器Ｃの積分要素を初期化する。
次に、上記制動トルク補正値算出部１０３のフィードバック補償器Ｃと、積分初期化演算部１０８とで実行されるフィードバック演算処理を図５のフローチャートに基づいて詳細に説明する。まず、この処理が実行されると、ステップＳ１に移行するようになっており、そのステップＳ１では、図３に示すように、前記規範モデルブロックＢで算出された規範減速度αrefから、前記加速度センサ１２で検出された減速度αvを減じてフィードバック偏差△α(0)を算出し、ステップＳ２に移行する。ここで“０”は今回の演算周期で算出された値であることを示す添え字である。
【００２２】
前記ステップＳ２では、前記（３）式で表されるＰＩ型のフィードバック補償をタスティン近似で離散化して、比例要素Ｋpの出力値Ｐout(0)の漸化式と積分要素Ｋi/ｓの出力値Ｉout(0)の漸化式とを算出し、ステップＳ３に移行する。ただし、Ｔはサンプリング周期であり、Ｉout(-1)は前回（１サンプル前）の演算周期で算出された積分要素の出力値である。
Ｐout(0)＝Ｋp・Δα(0)
Ｉout(0)＝Ｉout(-1)＋Ｔ・Ｋi（Δα(0)＋Δα(-1)）/２………（５）
前記ステップＳ３では、前記ＡＢＳ制御演算部１０７で設定されたＡＢＳフラグが“１”のセット状態であるか否かを判定し、セット状態であり、且つ、アンチスキッド制御終了時に、実際の減速度α v と規範減速度α ref との差Δαが所定値以下であるときには（Ｙｅｓ）ステップＳ４に移行し、そうでないときには（Ｎｏ）ステップＳ５に移行する。
【００２３】
前記ステップＳ４では、前記積分要素の出力値Ｉout(0)を“０”としてから、ステップＳ５に移行する。
前記ステップＳ５では、前記比例要素の出力値Ｐout(0)と積分要素の出力値Ｉout(0)とを加算し、フィードバック制御出力Ｔd_FBを算出する。
前記ステップＳ６では、今回の積分要素の出力値Ｉout(0)をＩout(-1)として、この演算処理を終了する。
【００２４】
次に、上記減速度制御装置の動作を具体的状況に基づいて説明する。
まず、図６(a)に示すように、時刻ｔ1に運転者がブレーキペダル１を踏みこんだとする。すると、制動力コントロールユニット８の制動トルク補正値算出部１０３でマスタシリンダ圧Ｐmに応じた規範減速度αrefが算出される。さらに、この規範減速度αrefを実現するためのホイルシリンダ圧指令値ＢＲＫcomが前記液圧指令値算出部１０５で算出され、そのホイルシリンダ圧指令値ＢＲＫcomに応じた制動流体圧指令値が制動流体圧指令値算出部１０６で算出されて制動流体圧制御回路７に出力される。
【００２５】
次いで、時刻ｔ２に運転者がブレーキペダルをより大きく踏みこんだとする。すると、車輪のスリップ量が大きくなって、車両の減速度αvと規範減速度αrefとの差Δαが大きくなり、前記制動トルク補正値算出部１０３で当該差Δαをなくすように積分要素の出力値Ｉout(0)が大きく算出され、前記液圧指令値算出部１０５でホイルシリンダ圧指令値ＢＲＫcomが大きく算出される。ここで、走行路面の摩擦係数μが小さいとすると、ホイルシリンダ圧が大きくなっても減速度αvは大きくならず、車輪のスリップ量だけがより大きくなり、車輪速偏差slipが１０km/hより大きくなった時刻ｔ３に、ＡＢＳ制御演算部１０７でアンチスキッド制御が開始される。
【００２６】
ここで、アンチスキッド制御が行われていることに気付いた運転者がブレーキペダル１の踏み込みを緩めたとする。すると、規範減速度αrefが小さくなって車両の減速度αvとの差Δαが小さくなると共に、車輪のスリップ量が小さくなって、アンチスキッド制御が終了する。ここで、再び前記液圧指令値算出部１０５で規範減速度αrefを実現するためのホイルシリンダ圧指令値ＢＲＫcomが出力されるが、前記制動トルク補正値算出部１０３の積分要素はアンチスキッド制御終了時に“０”で初期化されるので、アンチスキッド制御が終了した直後は比例要素のみに基づいて前記ホイルシリンダ圧指令値ＢＲＫcomが算出される。
【００２７】
このように本実施形態にあっては、アンチスキッド制御が行われているときは、減速度制御を中断し且つアンチスキッド制御終了時に、実際の減速度α v と規範減速度α ref との差Δαが所定値以下であるときに、前記積分要素の出力値を“０”とするため、前記アンチスキッド制御が終了して前記減速度制御を再開するときには、不適切な積分値による減速度変動を抑えることができ、車輪のスリップ量が大きくなり始めてからアンチスキッド制御が開始されるまでの規範減速度αrefと実際の減速度αvとの差Δαには影響されない。
また、アンチスキッド制御終了時に前記差Δαが大きいときには、前記積分要素の出力値が初期化されないため、大きな減速度α v を発生でき、規範減速度α ref への収束性を高めることができる。
【００２８】
ちなみに、図６（ｂ）に示すように、アンチスキッド制御中に当該アンチスキッド制御開始時における積分項要素の出力値を前記制動トルク補正値算出部１０３で保持していると、時刻ｔ４で前記アンチスキッド制御が終了した直後にホイルシリンダ圧が増圧されて減速度変動が発生する。
【００３９】
また、上記実施の形態は本発明の減速度制御装置の一例を示したものであり、装置の構成等を限定するものではない。
【００４０】
例えば上記実施の形態では、アンチスキッド制御が行われているときに減速度フィードバック制御を中断する例を示したが、アンチスキッド制御に限定されるものではなく、減速度フィードバック制御に優先して制動状態を制御するシステム（ＥＢＤ、ＶＤＣ等）にも、本発明は同様に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の減速度制御装置を搭載した車両の一例を示す概略構成図である。
【図２】図１の制動力コントロールユニットの制御ブロックを示す構成図である。
【図３】図２の減速度制御器の構成を示す構成図である。
【図４】前輪用制動トルク指令値と後輪用制動トルク指令値との関係を示す制御マップである。
【図５】図１の制動トルクコントロールユニット内で実行されるフィードバック演算処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の減速度制御装置を搭載した車両の動作を説明するためのタイムチャートである。
【符号の説明】
１はブレーキペダル
２は油圧ブースタ
３はマスタシリンダ
４はリザーバ
５は車輪
６は各ホイルシリンダ
７は制動流体圧制御回路
８は制動力コントロールユニット
９はマスタシリンダ圧センサ
１０はホイルシリンダ圧センサ
１１は車輪速センサ
１２は加速度センサ

Claims

車両の減速度を検出する減速度検出手段と、目標減速度を算出する目標減速度算出手段と、前記減速度検出手段で検出された減速度と前記目標減速度算出手段で算出された目標減速度との差を積分し、その積分値に基づいて減速度制御を行う減速度制御手段と、制動力による車両挙動制御が実行されると前記減速度制御手段における積分動作及び減速度制御を中断する減速度制御中断手段とを備え、
前記減速度制御中断手段は、前記車両挙動制御終了時に、前記減速度検出手段で検出された減速度と前記目標減速度算出手段で算出された目標減速度との差が所定値以下であった場合には、前記積分動作の初期値をゼロとして前記積分動作及び前記減速度制御を再開し、前記車両挙動制御終了時に、前記減速度検出手段で検出された減速度と前記目標減速度算出手段で算出された目標減速度との差が前記所定値より大きい場合には、前記積分動作の初期値として前記車両挙動制御の開始直前の積分値を用いて前記積分動作及び前記減速度制御を再開することを特徴とする減速度制御装置。