JP4474768B2

JP4474768B2 - ブレーキ装置

Info

Publication number: JP4474768B2
Application number: JP2000361328A
Authority: JP
Inventors: 直樹沢田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-11-28
Filing date: 2000-11-28
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2020-11-28
Also published as: JP2002160616A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、目標ブレーキ圧に応じた指示電流をブレーキ駆動用アクチュエータに流すことで、制動力を発生させるブレーキ装置に関するもので、例えば、自動走行に使用される自動ブレーキ装置に用いて好適である。
【０００２】
【従来の技術】
自動走行に用いられる自動ブレーキ装置としては、例えば、通電量に応じて電磁弁の開弁度を調整することでホイールシリンダ（以下、Ｗ／Ｃという）側に流動するブレーキ液量を調整するブレーキ装置や、ブレーキ駆動用アクチュエータ（例えば、ブレーキパッドをブレーキディスク方向に移動させるためのモータ）への通電によってブレーキ力を発生させる電気ブレーキ装置が用いられる。これらのブレーキ装置は、電磁弁もしくはブレーキ駆動用アクチュエータに対して決定された指示電流を供給することにより、その指示電流の大きさに応じた制動力を発生させるようになっている。
【０００３】
このような構成の自動ブレーキ装置による自動走行時のブレーキ制御においては、例えば、フィードフォワード制御によって目標とする減速度に対応する指示電流を求めることができるが、フィードフォワード制御のみでは、目標とする減速度に対して必ずしも必要とされるブレーキ圧を正確に発生させられないことから、車輪速度センサによって前後加速度を算出し、この算出結果に基づいて必要とされる指示電流を求めるというフィードバック制御も行っている（特開平８−４０２３１号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、単なるフィードバック制御では、外乱、センサ故障等によって異常出力を発生させる可能性がある。
【０００５】
本発明は上記点に鑑みて、外乱、センサ故障等が生じても異常出力を抑制できるフィードバック制御が行えるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、目標ブレーキ圧に応じた指示電流を算出する指示電流演算手段（１５）を有し、指示電流によってブレーキ駆動用アクチュエータ（７）を駆動することで、目標とする制動力を発生させるように構成された自動ブレーキ装置において、車両の前後方向の加速度を検出する加速度センサ（３）、各車輪（１ａ１ｄ）における車輪速度の検出を行う車輪速度センサ（２ａ２ｄ）、及び各車輪に対して加えるブレーキ圧を検出するブレーキ圧センサ（４ａ、４ｂ）とのうち、少なくとも２つのセンサと、少なくとも２つのセンサの検出信号から車両加減速度をそれぞれ算出する加減速度算出手段（９、１０）と、加減速度検出手段により算出された各車両加減速度に対し、車両の状態に応じた重み付けをそれぞれ行う重み付け手段（１１〜１４）と、重み付け手段により重み付けされたそれぞれの車両加減速度の加算値に基づいて目標ブレーキ圧を算出する目標ブレーキ圧算出手段と、を備えていることを特徴としている。
【０００７】
このように、複数のセンサによるフィードバック制御を行うようにし、重み付け量演算手段（１１〜１４）により、少なくとも２つのセンサにおけるフィードバックゲインを調整することで、外乱が生じたり、１つのセンサが故障したりしても出力異常を抑制することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、重み付け量演算手段は、車両の状態に応じて少なくとも２つのセンサのうち検出精度が低下しているセンサの検出信号から算出された車両加減速度に対する重み付けを小さくすることを特徴としている。また、請求項３に記載の発明では、重み付け手段は、車両の状態に応じて、少なくとも２つのセンサのうち検出精度が低下していないセンサの検出信号から算出された車両加減速度に対する重み付けを大きくすることを特徴としている。
このように、車両の状態、例えば請求項４に示すような車速に応じて重み付け量を可変させることにより、車両の状態が変化しても正確なフィードバック制御を行うことができ、要求される制動力を正確に発生させることができると共に、車両の状態に応じた適切な制御を行うことも可能となる。
【０００９】
なお、請求項４に示すように、少なくとも２つのセンサのうちの１つが車輪速度センサである場合には、車輪速度センサが求める車輪速度に基づいて車両の加減速度を求め、車両の加減速度に対する重み付けを車両速度が小さいほど小さくすることができる。また、請求項５に示すように、少なくとも２つのセンサのうちの１つが加速度センサである場合には、加速度センサが求める車両加減速度対する重み付けを車両速度が小さいほど大きくすることができる。
【００１０】
また、請求項６に示すように、少なくとも２つのセンサのうちの１つがブレーキ圧センサである場合には、ブレーキ圧センサが求めるブレーキ圧に基づいて車両の減速度を求め、ブレーキ圧センサの検出信号から算出された車両の加減速度に対する重み付けを、車輪速度センサ及び加速度センサの各センサの検出信号から算出された車両加減速度に対する重み付け以下とすることができる。
【００１１】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１に、本発明の一実施形態における自動ブレーキ装置の概略構成を示す。以下、図１に基づき、本実施形態における自動ブレーキ装置の構成について説明する。
【００１３】
自動ブレーキ装置には、各車輪（左前輪ＦＬ、右前輪ＦＲ、左後輪ＲＬ、右後輪ＲＲ）１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの車輪速度に対応した車輪速度信号を検出する車輪速度センサ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄと、車両の前後方向の加速度（すなわち車両の加速度および減速度）に応じた信号を検出する加減速度検出手段としての加速度センサ３と、２系統それぞれのブレーキ圧の検出を行うブレーキ圧センサ４ａ、４ｂとが備えられている。
【００１４】
また、自動ブレーキ装置には、自動走行制御に用いられるクルーズコンピュータ５と、各車輪速度センサ２ａ〜２ｄや加速度センサ３からの検出信号およびクルーズコンピュータ５からの制御信号が入力されるブレーキ制御用電子制御装置（以下、ブレーキ制御用ＥＣＵという）６と、ブレーキ制御用ＥＣＵ６によって制御されるブレーキ駆動用アクチュエータ７が備えられている。
【００１５】
クルーズコンピュータ５は、例えば高速道路などにおけるクルーズ制御の際に、先行車両との距離を一定に保つようにエンジン制御、ブレーキ制御等の自動走行制御を行うものである。本実施形態の場合、このクルーズコンピュータ５は、ブレーキ制御用に演算した目標減速度に関する信号をブレーキ駆動用ＥＣＵ６に送る役割を果たす。このクルーズコンピュータ５から送られる目標減速度に関する信号が、自動ブレーキ装置の制御に使用される。
【００１６】
ブレーキ駆動用ＥＣＵ６は車両走行時と車両停止時における指示電流を演算すると共に、演算された指示電流をブレーキ駆動用アクチュエータ７に出力するようになっている。具体的には、ブレーキ駆動用ＥＣＵ５は図２のように構成されている。
【００１７】
図２に示すように、ブレーキ制御用ＥＣＵ６には、ブレーキ圧演算部８、車輪速度センサ２ａ〜２ｄでの検出結果に基づいて車両加減速度を演算する加減速度演算部９、ブレーキ圧センサ４ａ、４ｂでの検出結果に基づいて車両の減速度を演算する減速度演算部１０が備えられている。
【００１８】
ブレーキ圧演算部８は、クルーズコンピュータ４から入力される目標減速度に関する信号に基づいて、目標減速度にするために必要とされるブレーキ液圧の演算を行う。このブレーキ圧演算部８での演算結果がフィードフォワード制御を行うフィードフォワード項に相当する。
【００１９】
加減速度演算部９は、加減速度演算手段に相当し、車輪速度センサ２ａ〜２ｄの検出信号に基づいて車輪速度を演算すると共に、演算された車輪速度から車両の加減速度を求める。例えば、４つの車輪１ａ〜１ｄの車輪速度の平均値を車両速度とし、その車両速度の変化量を演算することで、車両の加減速度を求めるようにしている。
【００２０】
減速度演算部１０は、減速度演算手段に相当し、ブレーキ圧センサ４ａ、４ｂでの検出結果に基づき、発生中のブレーキ圧に対して想定される減速度を演算する。例えば、ブレーキ圧と減速度との相関関係をマップ化しておき、そのマップに基づいて発生中のブレーキ圧に対して想定される減速度を求める。
【００２１】
また、ブレーキ駆動用ＥＣＵ６には、重み付け演算手段としての重み付け量演算部１１、第１、第２、第３のフィードバックゲイン調整部１２、１３、１４が備えられている。重み付け量演算部１１は、第１〜第３のフィードバックゲイン調整部１２〜１４での重み付け量を演算するもので、第１〜第３のフィードバックゲイン調整部１２〜１４は、重み付け量演算部１１によって決定された重み付け量に応じてフィードバックゲインの調整を行うものである。具体的には、第１のフィードバック調整部１２は、加速度センサ３からの検出信号をフィードバックする際のゲインを調整するものであり、第２のフィードバックゲイン調整部１３は、加減速度演算部９での演算結果をフィードバックする際のゲインを調整するものであり、第３のフィードバックゲイン調整部１４は、減速度演算部１０での演算結果をフィードバックする際のゲインを調整するものである。
【００２２】
これら重み付け量演算手段１１および第１〜第３のフィードバックゲイン調整部１２〜１４でのフィードバックゲイン調整は、例えば図３のように成されている。図３は、車速に対するフィードバックゲインの変化を示している。
【００２３】
この図に示されるように、車速が小さいとき、例えば図に示すように１０ｋｍ以下のときには、加速度センサ３の重みを最も大きくし（図ではＫ_G＝６０％）、車輪速度センサ２ａ〜２ｄやブレーキ圧センサ４ａ、４ｂの重みを小さく（図ではＫ_S＝Ｋ_W＝２０％）している。そして、車速の上昇に伴って、加速度センサ３の重みを小さくしていくと共に、車輪速度センサ２ａ〜２ｄの重みを大きくしていき、車速が大きくなったとき、例えば図に示すように２０ｋｍ以上になったときには、車輪速度センサ２ａ〜２ｄの重みを最も大きくし（図ではＫ_S＝６０％）、加速度センサ３やブレーキ圧センサ４ａ、４ｂの重みを小さく（図ではＫ_G＝Ｋ_W＝２０％）している。
【００２４】
これは、車輪速度センサ２ａ〜２ｄによる加減速度演算は、低速域において精度が悪く、中高速域では精度が良いこと、加速度センサ３による加減速度は、車速にあまり影響されないが、坂路勾配の影響を受けること等の理由による。すなわち、低速域では、車輪速度センサ２ａ〜２ｄの信頼性が低いため、車輪速度センサ２ａ〜２ｄの重みを小さくして加速度センサ３の重みを大きくし、中高速域では、車輪速度センサ２ａ〜２ｄの信頼性が高いため、車輪速度センサ２ａ〜２ｄの重みを大きくして加速度センサ３の重みを小さくするのである。なお、ブレーキ圧センサ４ａ、４ｂに関しては、低速域、中高速域共に、車輪速度センサ２ａ〜２ｄや加速度センサ３よりも信頼性が低いが、２つのセンサが共に故障した場合を考慮して、フィードバック制御に用いるようにしている。
【００２５】
このようにして重み付け量演算部１１および第１〜第３のフィードバックゲイン調整部１２〜１４によって重み付けが成されたのち、加速度センサ３による車両の加減速度、車輪速度センサ２ａ〜２ｄに基づいて演算された車両の加減速度、ブレーキ圧センサ４ａ、４ｂに基づいて演算された車両の減速度がフィードバックされ、ブレーキ圧演算部８による演算結果に加算されるようになっている。
【００２６】
さらに、ブレーキ駆動用ＥＣＵ６には、指示電流演算部１５が備えられている。この指示電流演算部１５は、ブレーキ圧演算部８での演算結果に対して、第１〜第３のフィードバックゲイン調整部１２〜１４での調整結果を加算したものを目標ブレーキ圧として、目標ブレーキ圧に応じた指示電流の演算を行う。そして、この指示電流演算部１５による演算結果に応じた大きさの指示電流がブレーキ駆動用アクチュエータ７に流されるようになっている。なお、この指示電流演算部１５が指示電流演算手段に相当する。
【００２７】
また、ブレーキ駆動用アクチュエータ７は、例えば、油圧ブレーキの場合には、通電量に応じて電磁弁の開弁度を調整することでホイールシリンダ（以下、Ｗ／Ｃという）側に流動するブレーキ液量を調整するソレノイドで構成され、電気ブレーキの場合には、ブレーキパッドをブレーキディスク方向に移動させるためのモータによって構成される。このブレーキ駆動用アクチュエータ７は、ブレーキ駆動用ＥＣＵ６が出力する指示電流に基づいて駆動され、指示電流の大きさに応じたブレーキ力を発生させるようになっている。
【００２８】
続いて、図３に、上記構成の自動ブレーキ装置に備えられたブレーキ駆動用ＥＣＵ６によって実行される自動ブレーキ制御のフローチャートを示し、この図に基づいて自動ブレーキ制御の詳細について説明する。
【００２９】
まず、ステップ１００に示すように、クルーズコンピュータ５から目標減速度が送られてきたか否かの判定を行う。このステップで否定判定されれば制動要求がないことになるため、そのまま処理を終了し、肯定判定されればステップ１１０〜ステップ１７０の処理を行う。
【００３０】
ステップ１１０では、加減速度演算部９にて、車輪速度センサ２ａ〜２ｄからの検出信号に基づいて車両の加減速度を演算する。ただし、ここでは、ステップ１００で制動要求があることが確認されていることからも、車両の減速度を演算することになる。また、ステップ１２０では、加速度センサ３からの検出信号に基づいて車両の後方向の加速度、すなわちここでは減速度を演算する。さらに、ステップ１３０では、減速度演算部１０にて、ブレーキ圧センサ４ａ、４ｂからの検出信号に基づいて車両の減速度を演算する。
【００３１】
続くステップ１４０では、重み付け演算部１１にて、第１〜第３のフィードバックゲイン調整部１２〜１４における重み付け量の演算を行う。これにより、第１〜第３のフィードバックゲイン調整部１２〜１４における各フィードバックゲインＫ_S、Ｋ_G、Ｋ_Wが演算される。
【００３２】
また、ステップ１５０では、第１〜第３のフィードバックゲイン調整部１２〜１３によって重み付けが成されたのち、フィードバックされた加速度センサ３による車両の加減速度、車輪速度センサ２ａ〜２ｄに基づいて演算された車両の加減速度、ブレーキ圧センサ４ａ、４ｂに基づいて演算された車両の減速度を、ブレーキ圧演算部８での演算結果に加算することで、目標ブレーキ圧の演算を行う。
【００３３】
そして、ステップＳ１６０では、指示電流演算部１５にて、求められた目標ブレーキ圧に基づき、目標ブレーキ圧を得るために必要とされる指示電流値の演算を行う。その後、ステップＳ１６０に進み、ステップＳ１５０で演算された指示電流をブレーキ駆動用アクチュエータ６に出力する。
【００３４】
このようにして、重み付け調整に応じた目標ブレーキ圧が設定され、ブレーキ駆動用アクチュエータ６により、設定された目標ブレーキ圧に応じた制動力が発生させられる。
【００３５】
このように、複数のセンサによるフィードバックを行い、各フィードバックゲインを重み付け調整しているため、外乱が生じたり、１つのセンサが故障したりしても出力異常を抑制することができる。また、車両の状態、例えば上述したような車速に応じて重み付け量を可変させることにより、車両の状態が変化しても正確なフィードバック制御を行うことができ、正確に要求される制動力を発生させることができると共に、車両の状態に応じた適切な制御を行うことも可能となる。
【００３６】
（他の実施形態）
上記実施形態では、車速に応じた重み付け量の調整を行っているが、車速に限らず、車両の状態に応じて重み付け量を調整することができる。
【００３７】
また、上記実施形態では、車輪速度センサ２ａ〜２ｄ、加速度センサ３、ブレーキ圧センサ４ａ、４ｂという３種のセンサを備え、これら３種のセンサに基づいてフィードバック制御を行うようにしているが、これら３つのうち少なくとも２つを用いることで、外乱が生じたり、１つのセンサが故障したりしても出力異常を抑制することが可能である。
【００３８】
なお、上記実施形態では自動走行制御に用いられる自動ブレーキ装置に本発明の一実施形態を適用した例を示したが、他のブレーキ装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における自動ブレーキ装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示すブレーキ駆動用ＥＣＵ６の具体的な構成例を示す図である。
【図３】車速に対する重み付け量の関係を示した図である。
【図４】図２に示すブレーキ駆動用ＥＣＵ６が実行する自動ブレーキ制御処理のフローチャートである。
【符号の説明】
２ａ〜２ｄ…車輪速度センサ、３…加速度センサ、
４ａ、４ｂ…ブレーキ圧センサ、５…クルーズコンピュータ、
６…ブレーキ駆動用ＥＣＵ、７…ブレーキ駆動用アクチュエータ、
８…ブレーキ圧演算部、９…加減速度演算部、１０…減速度演算部、
１１…重み付け量演算部、１５…指示電流演算部。

Claims

目標ブレーキ圧に応じた指示電流を算出する指示電流演算手段（１５）を有し、前記指示電流によってブレーキ駆動用アクチュエータ（７）を駆動することで、目標とする制動力を発生させるように構成された自動ブレーキ装置において、
車両の前後方向の加速度を検出する加速度センサ（３）、各車輪（１ａ１ｄ）における車輪速度の検出を行う車輪速度センサ（２ａ２ｄ）、及び前記各車輪に対して加えるブレーキ圧を検出するブレーキ圧センサ（４ａ、４ｂ）とのうち、少なくとも２つのセンサと、
前記少なくとも２つのセンサの検出信号から車両加減速度をそれぞれ算出する加減速度算出手段（９、１０）と、
前記加減速度検出手段により算出された各車両加減速度に対し、車両の状態に応じた重み付けをそれぞれ行う重み付け手段（１１〜１４）と、
前記重み付け手段により重み付けされたそれぞれの車両加減速度の加算値に基づいて前記目標ブレーキ圧を算出する目標ブレーキ圧算出手段と、
を備えていることを特徴とするブレーキ装置。
前記重み付け手段は、前記車両の状態に応じて、前記少なくとも２つのセンサのうち検出精度が低下しているセンサの検出信号から算出された車両加減速度に対する重み付けを小さくすることを特徴とする請求項１に記載のブレーキ装置。
前記重み付け手段は、前記車両の状態に応じて、前記少なくとも２つのセンサのうち検出精度が低下していないセンサの検出信号から算出された車両加減速度に対する重み付けを大きくすることを特徴とする請求項１または２に記載のブレーキ装置。
前記少なくとも２つのセンサには、前記車輪速度センサが含まれており、
前記重み付け手段は、前記車輪速度センサの検出信号から算出された車両加減速度に対する重み付けを、前記車両の状態としての車両速度が小さいほど小さくすることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のブレーキ装置。
前記少なくとも２つのセンサには、前記加速度センサが含まれており、
前記重み付け手段は、前記加速度センサの検出信号から算出された車両加減速度に対する重み付けを、前記車両の状態としての車両速度が小さいほど大きくすることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のブレーキ装置。
前記少なくとも２つのセンサには、前記ブレーキ圧センサが含まれており、
前記重み付け手段は、前記ブレーキ圧センサの検出信号から算出された車両の加減速度に対する重み付けを、前記車輪速度センサ及び前記加速度センサの各センサの検出信号から算出された車両加減速度に対する重み付け以下とすることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載のブレーキ装置。