JP4487956B2 - ブレーキ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に設けられた車輪に付与される制動力を制御するブレーキ制御装置に関する。

従来から、ドライバのブレーキ要求信号と測定された実際の減速度とを比較することにより減速度誤差信号を発生する手段を備える車両用電子的制御ブレーキシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。このブレーキシステムは更に、減速度誤差信号から適応係数を発生し、かつ車両速度、ブレーキレベル及び動作勾配の所定の条件の下で車両の複数の停止にわたって適応係数を用いてブレーキ要求信号を修正する手段を備える。このブレーキシステムによれば、主要な車両の外乱を考慮した修正を長期間にわたって生じさせることが可能となり、ブレーキの長期間の劣化を補償しかつ所期のブレーキ性能を回復することが可能となるとされている。
特開昭６２−１８３５９号公報

ところが、測定される減速度誤差は、ブレーキの劣化のような長期的な要因だけではなく車両走行中に生じるさまざまな要因、例えばブレーキパッドの温度変化や車重の増減などによっても変動する。よって、減速度誤差信号から得られる適応係数はブレーキの長期間の劣化のみを直ちに反映しているとは言い難い場合もあり得る。このような場合には適応係数を用いても、ブレーキの長期間の劣化を補償してブレーキの効き具合を安定化することができるとは必ずしも言えない。

そこで、本発明は、ブレーキの効きをより安定化することができるブレーキ制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のある態様のブレーキ制御装置は、摩擦部材を押圧して車輪に制動力を付与する制動力付与機構と、予測されるブレーキの効きに対する実際のブレーキの効きのずれを示す指標に基づいて、摩擦部材の押圧力を制御するために設定される目標値をブレーキの効きの変動が軽減されるよう補正する制御部と、を備えるブレーキ制御装置であって、制御部は、ずれの発生要因に応じて目標値に対する補正量の変動幅を設定する。

この態様によれば、ブレーキ制御装置は、摩擦部材を押圧して車輪に制動力を付与する制動力付与機構と、摩擦部材の押圧力を制御するために設定される例えば目標減速度や目標圧等の目標値を補正する制御部とを備える。制御部は、予測されるブレーキの効きに対する実際のブレーキの効きのずれを示す指標に基づいてブレーキの効きの変動が軽減されるように目標値を補正する。これにより、ブレーキの効きが安定化され、制動時に運転者に与える違和感を抑えることができる。なおここで、ブレーキの効き具合を示す量としては、例えば減速度や制動力の大きさ、あるいはこれらの時間変化率などを適宜用いることができる。

このとき制御部は、例えば摩擦部材の摩耗などといったずれの発生要因に応じて目標値に対する補正量の変動幅を設定する。例えば外乱や異常等により、当該発生要因から想定されるずれ量を超えてずれが拡大する場合がある。よって、ずれの発生要因に応じて補正量の変動幅を適宜制限することにより、仮に想定外のずれの拡大が生じたとしても、設定された変動幅を超えないよう補正量の変動を規制することができる。したがって、補正量の想定外の変動が抑制され、ブレーキの効きを安定化させることが可能となる。

また、制御部は、ずれの長期的な拡大傾向を補償するために必要とされる補正量の変動を許容するように変動幅を設定してもよい。ブレーキの効きのずれの発生要因にはさまざまなものがあり、例えば摩擦部材の摩耗のように時間の経過につれて長期的に徐々にずれを拡大させる傾向を有するものがある。上述の態様によれば、ブレーキの効きのずれの長期的な拡大傾向を補償すべく補正量の変動幅が設定されることにより、長期的なブレーキの効きの変動を軽減することができるとともに、設定された変動幅を超える想定外の補正量の変動を規制することができる。

あるいは制御部は、車両の使用中に想定される短期的な要因によりずれが拡大した場合に、変動幅を超える補正量の変動を許容してもよい。例えば車両重量の変化や摩擦部材の温度変化などのような車両の使用中に想定される短期的な要因により、ブレーキの効きのずれが拡大することがあり得る。このような短期的なずれの拡大により運転者に違和感を生じさせる可能性があるが、運転者への違和感は軽減されることが望ましい。上述のように車両使用中に想定される短期的要因に伴う補正量の変動が設定された変動幅を超えることを許容することにより、車両使用中のブレーキの効きの一時的な変化を軽減することが可能となる。

なお、この場合、車両の使用中に想定される短期的な要因によりずれが拡大した場合に、補正量の変動幅を拡大するようにしてもよい。このようにしても補正量の変動が変動幅の拡大前に比して許容されることとなるので、車両使用中のブレーキの効きの一時的な変化を軽減することが可能となる。

制御部は、短期的な要因が車両重量の増加である場合に、車両重量の増加前の変動幅よりも車両重量の増加が解消された後の変動幅を大きくしてもよい。一般に車両の重量が増加すればブレーキの効きは低下する。このような場合に補正によりブレーキの効きを増加させて、車重増加前のブレーキの効きに戻すことは好ましい。ところが逆に車重の増加状態が解消されてブレーキの効きが増加した場合に補正によりブレーキの効きを低下させると良好なブレーキフィーリングを得られない場合がある。上述の態様によれば、車両重量の増加前における補正量の変動幅よりも車両重量の増加が解消された後における補正量の変動幅を大きくすることにより、車重減少時のブレーキの効きの急激な低下を抑えることができる。これによりブレーキフィーリングの違和感を低減させることができる。

制御部は、ずれを示す指標が突発的に所定の基準値を超えた場合に車両重量の変化によるものであると判定してもよい。車両重量の変化は、ブレーキの効きのずれを示す指標の突発的な変動を生じさせる要因として経験的に有力である。よって、当該指標が突発的に所定の基準値を超えて大きく変動した場合に、その要因を車両重量の変化によるものであると判定することが可能である。

制動力付与機構は、作動液の供給により摩擦部材を押圧し、制御部は、測定された車両減速度から制動力付与機構による実液圧減速度を抽出し、制動力付与機構に供給された液圧を利用して演算された推定液圧減速度と実液圧減速度との偏差に基づいて目標値を補正してもよい。

この態様によれば、制動力付与機構は作動液の供給により摩擦部材を押圧して車輪に制動力を付与する。制御部は、測定された車両減速度から制動力付与機構による実液圧減速度を抽出し、制動力付与機構に供給された液圧を利用して演算された推定液圧減速度と実液圧減速度との偏差に基づいて、摩擦部材の押圧力を制御するために設定される目標値を補正する。すなわち制御部は、予測されるブレーキの効きとして推定液圧減速度を用い、予測されるブレーキの効きに対する実際のブレーキの効きのずれを示す指標として推定液圧減速度と実液圧減速度との偏差を用いる。このように、測定された車両減速度から他の要因による減速度を排除し、液圧による実際の減速度と推定値との偏差を用いることにより、ブレーキの効きの変化を精度よく評価することができる。

制御部は、実際のブレーキの効きの急変が予想される所定の場合に、補正量を所定値に変更してもよい。この態様によれば、制御部は、例えば制動力付与機構のメンテナンス作業後などのように実際のブレーキの効きの急変が予想される場合に補正量を所定値に変更する。これにより、ブレーキの効きの急変を抑えることが可能となる。

この場合、制御部は、補正量を初期値にリセットしてもよい。例えばメンテナンス作業によりブレーキパッドやブレーキディスク等が新品に交換された場合にはブレーキパッド等の摩耗を原因とする補正は不要となる。このような場合に作業前の補正量を維持するとブレーキの効きを急変させてしまうおそれがある。そこで補正量を初期値にリセットすることにより、ブレーキの効きの急変を抑えることが可能となる。

また、制御部は、補正量を初期値に近づけるように変更してもよい。例えば補正量が比較的大きい場合に直ちに補正量を初期値にリセットすると、却ってブレーキの効きを急変させてしまう可能性がある。このような場合には、補正量を初期値に近づけるように所定量だけ増減させて変更することにより、ブレーキの効きの急変を抑えることが可能となる。

制御部は、タイヤ径の変動に応じて補正量の変動幅を変更してもよい。タイヤ径の変動もブレーキの効きを長期的に拡大させる要因の１つである。よって、タイヤ径の変動に応じて補正量の変動幅を変更することにより、長期的なブレーキの効きの変動を軽減することができるとともに、設定された変動幅を超える想定外の補正量の変動を規制することができる。

本発明によれば、ブレーキの効きを安定化することができるブレーキ制御装置を提供することが可能となる。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るブレーキ制御装置１０を示す系統図である。同図に示されるブレーキ制御装置１０は、車両用の電子制御式ブレーキシステムを構成しており、運転者によるブレーキ操作部材としてのブレーキペダル１２への操作に応じて車両の４輪のブレーキを独立かつ最適に設定するものである。また、本実施形態に係るブレーキ制御装置１０が搭載された車両は、４つの車輪のうちの操舵輪を操舵する図示されない操舵装置や、これら４つの車輪のうちの駆動輪を駆動する図示されない内燃機関やモータ等の走行駆動源等を備えるものである。

制動力付与機構としてのディスクブレーキユニット２１ＦＲ，２１ＦＬ、２１ＲＲおよび２１ＲＬは、車両の右前輪、左前輪、右後輪、および左後輪のそれぞれに制動力を付与する。各ディスクブレーキユニット２１ＦＲ〜２１ＲＬは、それぞれブレーキディスク２２とブレーキキャリパに内蔵されたホイールシリンダ２０ＦＲ〜２０ＲＬを含む。そして、各ホイールシリンダ２０ＦＲ〜２０ＲＬは、それぞれ異なる流体通路を介して油圧アクチュエータ８０に接続されている。なお以下では適宜、ホイールシリンダ２０ＦＲ〜２０ＲＬを総称して「ホイールシリンダ２０」という。

ディスクブレーキユニット２１ＦＲ〜２１ＲＬにおいては、ホイールシリンダ２０に油圧アクチュエータ８０からブレーキフルードが供給されると、車輪と共に回転するブレーキディスク２２に摩擦部材としてのブレーキパッドが押し付けられる。これにより、各車輪に制動力が付与される。なお、本実施形態においてはディスクブレーキユニット２１ＦＲ〜２１ＲＬを用いているが、例えばドラムブレーキ等のホイールシリンダ２０を含む他の制動力付与機構を用いてもよい。あるいは、流体力により摩擦部材の押圧力を制御するのではなく、例えば電動モータ等の電動の駆動機構を用いて摩擦部材の車輪への押圧力を制御する制動力付与機構を用いることもできる。

ブレーキペダル１２は、運転者による踏み込み操作に応じて作動流体としてのブレーキフルードを送り出すマスタシリンダ１４に接続されている。ブレーキペダル１２には、その踏み込みストロークを検出するためのストロークセンサ４６が設けられている。マスタシリンダ１４の一方の出力ポートには、運転者によるブレーキペダル１２の操作力に応じた反力を創出するストロークシミュレータ２４が接続されている。マスタシリンダ１４とストロークシミュレータ２４とを接続する流路の中途には、シミュレータカット弁２３が設けられている。シミュレータカット弁２３は、非通電時に閉状態にあり、運転者によるブレーキペダル１２の操作が検出された際に開状態に切り換えられる常閉型の電磁開閉弁である。また、マスタシリンダ１４には、ブレーキフルードを貯留するためのリザーバタンク２６が接続されている。

マスタシリンダ１４の一方の出力ポートには、右前輪用のブレーキ油圧制御管１６が接続されており、ブレーキ油圧制御管１６は、図示されない右前輪に対して制動力を付与する右前輪用のホイールシリンダ２０ＦＲに接続されている。また、マスタシリンダ１４の他方の出力ポートには、左前輪用のブレーキ油圧制御管１８が接続されており、ブレーキ油圧制御管１８は、図示されない左前輪に対して制動力を付与する左前輪用のホイールシリンダ２０ＦＬに接続されている。右前輪用のブレーキ油圧制御管１６の中途には、右マスタカット弁２７ＦＲが設けられており、左前輪用のブレーキ油圧制御管１８の中途には、左マスタカット弁２７ＦＬが設けられている。これらの右マスタカット弁２７ＦＲおよび左マスタカット弁２７ＦＬは、何れも、非通電時に開状態にあり、運転者によるブレーキペダル１２の操作が検出された際に閉状態に切り換えられる常開型電磁弁である。

また、右前輪用のブレーキ油圧制御管１６の中途には、右前輪側のマスタシリンダ圧を検出する右マスタ圧力センサ４８ＦＲが設けられており、左前輪用のブレーキ油圧制御管１８の途中には、左前輪側のマスタシリンダ圧を計測する左マスタ圧力センサ４８ＦＬが設けられている。ブレーキ制御装置１０では、運転者によってブレーキペダル１２が踏み込まれた際、ストロークセンサ４６によりその踏み込み操作量が検出されるが、これらの右マスタ圧力センサ４８ＦＲおよび左マスタ圧力センサ４８ＦＬによって検出されるマスタシリンダ圧からもブレーキペダル１２の踏み込み操作力（踏力）を求めることができる。このように、ストロークセンサ４６の故障を想定して、マスタシリンダ圧を２つの圧力センサ４８ＦＲおよび４８ＦＬによって監視することは、フェイルセーフの観点からみて好ましい。なお、以下では適宜、右マスタ圧力センサ４８ＦＲおよび左マスタ圧力センサ４８ＦＬを総称して、マスタシリンダ圧センサ４８という。

一方、リザーバタンク２６には、油圧給排管２８の一端が接続されており、この油圧給排管２８の他端には、モータ３２により駆動されるオイルポンプ３４の吸込口が接続されている。オイルポンプ３４の吐出口は、高圧管３０に接続されており、この高圧管３０には、アキュムレータ５０とリリーフバルブ５３とが接続されている。本実施形態では、オイルポンプ３４として、モータ３２によってそれぞれ往復移動させられる２体以上のピストン（図示せず）を備えた往復動ポンプが採用される。また、アキュムレータ５０としては、ブレーキフルードの圧力エネルギを窒素等の封入ガスの圧力エネルギに変換して蓄えるものが採用される。

アキュムレータ５０は、オイルポンプ３４によって例えば１４〜２２ＭＰａ程度にまで昇圧されたブレーキフルードを蓄える。また、リリーフバルブ５３の弁出口は、油圧給排管２８に接続されており、アキュムレータ５０におけるブレーキフルードの圧力が異常に高まって例えば２５ＭＰａ程度になると、リリーフバルブ５３が開弁し、高圧のブレーキフルードは油圧給排管２８へと戻される。更に、高圧管３０には、アキュムレータ５０の出口圧力、すなわち、アキュムレータ５０におけるブレーキフルードの圧力を検出するアキュムレータ圧センサ５１が設けられている。

そして、高圧管３０は、増圧弁４０ＦＲ，４０ＦＬ，４０ＲＲ，４０ＲＬを介して右前輪用のホイールシリンダ２０ＦＲ、左前輪用のホイールシリンダ２０ＦＬ、右後輪用のホイールシリンダ２０ＲＲおよび左後輪用のホイールシリンダ２０ＲＬに接続されている。以下適宜、増圧弁４０ＦＲ〜４０ＲＬを総称して「増圧弁４０」という。増圧弁４０は、何れも、非通電時は閉じた状態にあり、必要に応じてホイールシリンダ２０の増圧に利用される常閉型の電磁流量制御弁（リニア弁）である。

また、右前輪用のホイールシリンダ２０ＦＲと左前輪用のホイールシリンダ２０ＦＬとは、それぞれ減圧弁４２ＦＲまたは４２ＦＬを介して油圧給排管２８に接続されている。減圧弁４２ＦＲおよび４２ＦＬは、必要に応じてホイールシリンダ２０ＦＲ，２０ＦＬの減圧に利用される常閉型の電磁流量制御弁（リニア弁）である。一方、右後輪用のホイールシリンダ２０ＲＲと左後輪用のホイールシリンダ２０ＲＬとは、常開型の電磁流量制御弁である減圧弁４２ＲＲまたは４２ＲＬを介して油圧給排管２８に接続されている。以下、適宜、減圧弁４２ＦＲ〜４２ＲＬを総称して「減圧弁４２」という。

右前輪用、左前輪用、右後輪用および左後輪用のホイールシリンダ２０ＦＲ〜２０ＲＬ付近には、それぞれ対応するホイールシリンダ２０に作用するブレーキフルードの圧力であるホイールシリンダ圧を検出するホイールシリンダ圧センサ４４ＦＲ，４４ＦＬ，４４ＲＲおよび４４ＲＬが設けられている。以下、適宜、ホイールシリンダ圧センサ４４ＦＲ〜４４ＲＬを総称して「ホイールシリンダ圧センサ４４」という。

上述の右マスタカット弁２７ＦＲおよび左マスタカット弁２７ＦＬ、増圧弁４０ＦＲ〜４０ＲＬ、減圧弁４２ＦＲ〜４２ＲＬ、オイルポンプ３４、アキュムレータ５０等は、ブレーキ制御装置１０の油圧アクチュエータ８０を構成する。そして、かかる油圧アクチュエータ８０は、本実施形態における制御部としての電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）２００によって制御される。ＥＣＵ２００は、各種演算処理を実行するＣＰＵ、各種制御プログラムを格納するＲＯＭ、データ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用されるＲＡＭ、入出力インターフェース、メモリ等を備えるものである。

図２は、本実施形態に係る制御ブロック図である。ＥＣＵ２００には、上述のマスタカット弁２７ＦＲ，２７ＦＬ、シミュレータカット弁２３、増圧弁４０ＦＲ〜４０ＲＬ、減圧弁４２ＦＲ〜４２ＲＬ等が電気的に接続されている。また、ＥＣＵ２００には、ホイールシリンダ圧センサ４４ＦＲ〜４４ＲＬからホイールシリンダ２０ＦＲ〜２０ＲＬにおけるホイールシリンダ圧を示す信号が与えられる。更に、ＥＣＵ２００には、ストロークセンサ４６からブレーキペダル１２のペダルストロークを示す信号が与えられ、右マスタ圧力センサ４８ＦＲおよび左マスタ圧力センサ４８ＦＬからマスタシリンダ圧を示す信号が与えられ、アキュムレータ圧センサ５１からアキュムレータ圧を示す信号が与えられる。また、ＥＣＵ２００にはＧセンサ６０が電気的に接続されており、車両の加速度または減速度を示す信号が与えられる。

このように構成されるブレーキ制御装置１０では、ＥＣＵ２００によりホイールシリンダ圧が制御されて車両に制動力が付与される。図３は、本実施形態に係る制動力の制御処理を説明するためのフローチャートである。図３に示される処理は、運転者のブレーキペダル１２の踏み込み操作等による制動要求の発生から所定の周期、例えば３〜６ｍｓｅｃ程度ごとに繰り返し実行される。

図３に示されるように、制動要求を受けてＥＣＵ２００は、まず、ブレーキペダル１２の踏み込みストロークとマスタシリンダ圧とに基づいて車両の目標減速度を演算する（Ｓ１０）。そして、ＥＣＵ２００は、学習されているブレーキの効きに基づいて目標減速度をブレーキの効きの変動が軽減されるように補正する（Ｓ１２）。具体的にはＥＣＵ２００は目標減速度に効き補正係数を乗ずることにより補正する。効き補正係数は、予測されるブレーキの効きに対する実際のブレーキの効きのずれの大きさに基づいてＥＣＵ２００により別途演算されて記憶されている。補正によりブレーキの効きの変動が軽減され、制動時に運転者に与える違和感を抑えることができる。

ここで、ＥＣＵ２００は、目標減速度に更に温度補正係数を乗じて補正してもよい。温度補正係数は、予め設定されたマップ等からブレーキパッド温度に応じて求められる。ブレーキパッド温度は、温度センサにより直接測定してもよいし、ホイールシリンダ圧等に基づいて推定してもよい。このようにすれば、ブレーキパッドの温度変化に起因するブレーキの効きの変動を抑制することができるので好ましい。またＥＣＵ２００は、目標減速度に更に車重補正係数を乗じて補正してもよい。車重補正係数は温度補正係数と同様に、予め設定されたマップ等から車両の重量に応じて求められる。車両重量は、例えば車両の加速度の変化等から推定することが可能である。このようにすれば、車重変化に起因するブレーキの効きの変動を抑制することができるので好ましい。

次いでＥＣＵ２００は、補正済の目標減速度から各ホイールシリンダ２０の目標液圧を演算する（Ｓ１４）。そして、ＥＣＵ２００は各ホイールシリンダ圧が目標液圧に追従するように増圧弁４０および減圧弁４２を制御する（Ｓ１６）。その結果、ブレーキディスク２２にブレーキパッドが押圧されて各車輪に所望の制動力が付与される。

なお、このときマスタカット弁２７ＦＲ及び２７ＦＬは閉状態とされ、シミュレータカット弁２３は開状態とされる。よって、運転者によるブレーキペダル１２の踏込によりマスタシリンダ１４から送出されたブレーキフルードは、シミュレータカット弁２３を通ってストロークシミュレータ２４に流入する。

図４は、本実施形態に係るブレーキの効きの学習処理を説明するためのフローチャートである。ＥＣＵ２００は、ブレーキの効きの変動を学習し、効き補正係数を逐次更新する。図４に示される処理は、車両の走行駆動源の始動から停止までの間、適宜の頻度で実行される。図４に示される学習処理が開始されると、まずＥＣＵ２００は、車両の走行状態が減速度測定条件を満たすか否かを判定する（Ｓ２０）。減速度測定条件は、例えば車両の走行速度が所定の速度近傍となった場合というように予め設定されてＥＣＵ２００に記憶されている。車両の走行速度としては例えば１０〜６０ｋｍ／ｈの範囲から適宜選択することができる。

減速度測定条件が満たされていないと判定されると（Ｓ２０のＮｏ）、ＥＣＵ２００は効き補正係数を更新することなく本学習処理を終了し、次の実行タイミングで再度本処理を開始する。一方、減速度測定条件が満たされていると判定されると（Ｓ２０のＹｅｓ）、ＥＣＵ２００は車両の減速度を測定する。車両減速度はＧセンサ６０により測定される。本実施形態では、ＥＣＵ２００は、Ｇセンサ６０による測定値の所定の時間、例えば０．２秒間の平均値を車両減速度として取得する（Ｓ２２）。それとともにＥＣＵ２００は、推定液圧減速度を演算する（Ｓ２４）。推定液圧減速度は、ホイールシリンダ圧センサ４４の測定値を利用して演算される値であり、ディスクブレーキユニット２１により車両に付与される減速度の推定値である。ディスクブレーキユニット２１によるブレーキの効きの予測値を示す指標として、本実施形態ではこの推定液圧減速度を用いることができる。

ＥＣＵ２００は、測定された車両減速度と演算された推定液圧減速度とに基づいて短期効き計測値を演算する（Ｓ２６）。短期効き計測値の演算に際してまずＥＣＵ２００は、測定された車両減速度から液圧制動力による減速度を抽出する。この抽出された液圧減速度を実液圧減速度と称することとする。実液圧減速度は、ディスクブレーキユニット２１へのブレーキフルードの供給により発生する制動力により車両に与えられる減速度を意味する。

ＥＣＵ２００は車両減速度の測定値から液圧制動力以外の要因による減速度を減算して実液圧減速度を抽出する。液圧制動力以外の要因による減速度としては、例えば、エンジンブレーキによる減速度や車輪の転がり抵抗、走行路面の勾配による減速度等が挙げられる。また、パーキングブレーキの動作時にはパーキングブレーキによる減速度も他の要因として挙げられる。車両がハイブリッド車両である場合には、回生ブレーキによる減速度も他の要因として挙げられる。ＥＣＵ２００は、実液圧減速度と推定液圧減速度との偏差に基づいて短期効き計測値を演算する。

本実施形態においては、次式のように実液圧減速度と推定液圧減速度との偏差と推定液圧減速度との比を短期効き計測値とする。
短期効き計測値＝（実液圧減速度−推定液圧減速度）／推定液圧減速度
なお、ここで、算出された短期効き計測値が設定された上限値または下限値を超える場合には、その値を異常値として無視し以降の演算を行わないようにしてもよい。

次いでＥＣＵ２００は、平均化処理により長期効き計測値を演算する（Ｓ２８）。ＥＣＵ２００は、短期効き計測値に対して適宜の平均化処理を施して長期効き計測値を演算する。本実施形態では、ＥＣＵ２００は例えば次式により長期効き計測値を演算する。
Ｘ＝α・ｘ＋（１−α）・Ｘ（前回値）
ここで、Ｘは長期効き計測値であり、ｘは短期効き計測値である。係数αは、平均化処理における重みであり、零以上１以下のいずれかの値である。すなわち、本実施形態においては、長期効き計測値Ｘは、直近の長期効き計測値Ｘと上述の短期効き計測値ｘとの重み付け平均値として算出される値である。長期効き計測値は、係数αを大きくすれば現在の短期効き計測値を重視して算出されることとなり、係数αを小さくすれば過去の長期効き計測値を重視して算出されることとなる。なお、長期効き計測値は、例えば過去数回のトリップにわたっての短期効き計測値を単純平均して算出するなどのように、他の平均化処理により算出することも可能である。

更にＥＣＵ２００は、目標減速度を補正するための効き補正係数を長期効き計測値から演算する（Ｓ３０）。図３を参照して説明したように、効き補正係数を乗じることにより目標減速度が補正される。本実施形態においては効き補正係数として、例えば次式のように長期効き計測値に１を加えた値の逆数を用いる。
効き補正係数＝１／（１＋長期効き計測値）
よって、推定液圧減速度に対して実液圧減速度が小さい場合、つまり予測されるブレーキの効きに対する実際のブレーキの効きが不足傾向にある場合には、補正により目標減速度が増加され、ブレーキの効きが補充されることとなる。逆に、推定液圧減速度に対して実液圧減速度が大きい場合、つまり予測されるブレーキの効きに対する実際のブレーキの効きが過剰傾向にある場合には、補正により目標減速度が減少され、ブレーキの効きが抑制されることとなる。このようにしてブレーキの効きが安定化され、制動時に運転者に与え得る違和感を抑えることができる。

次にＥＣＵ２００は、演算された効き補正係数が、補正係数変動制限幅（以下、適宜単に「変動幅」という）に含まれるか否かを判定する（Ｓ３２）。この効き補正係数の変動制限幅は、車両の１トリップ間の補正係数の変動を所定の範囲内に規制するために予め設定されてＥＣＵ２００に記憶されている。ここで走行駆動源の始動から停止までをトリップと称している。１トリップは車両の１回の使用に相当する。変動幅は、実液圧減速度と推定液圧減速度との偏差を生じさせる要因に応じて異なる値に設定される。変動幅は所定の初期値に上下限を付すことにより設定される。

所定の初期値の一例としては、車両の走行駆動源の直近の停止時における効き補正係数の値を用いることができる。要するに、通常はイグニッションキーをＯＦＦとするときに記憶された効き補正係数の値を初期値として用いることができる。あるいは、走行駆動源の直近の停止時における効き補正係数を、摩擦部材温度や車速による摩擦係数の変動を補償するように適宜補正した値を初期値として用いてもよい。

初期値に付される上下限の値は、ブレーキの効きのずれ要因に応じて適宜設定される。ずれの発生要因が例えば制動力付与機構の摩擦部材の摩耗や車両ごとの個体のばらつき等のように長期的にずれを生じさせるものである場合には、初期値の１％の大きさというように比較的小さく設定される。これらの長期的な要因によるブレーキの効きの変動は短期的には通常あまり大きくならないからである。一方、例えば車両重量や摩擦部材温度の変化のような車両使用中に想定される短期的なずれ発生要因に対しては、長期的な要因よりも大きく例えば初期値の５％以上というように変動幅が比較的大きく設定される。

なお、摩擦部材における偏摩耗が大きい場合にはブレーキの効きの変動が正常な状態に比較して大きくなるので、ＥＣＵ２００は変動幅を正常時よりも大きく設定し例えば３％程度としてもよい。摩擦部材の偏摩耗が大きいことは、制動力の応答遅れが大きくなることから判定することが可能である。摩擦部材の偏摩耗が大きくなると消費液量が大きくなるためである。

あるいは、各車輪のタイヤ径の変化に応じて変動幅を設定することもできる。この場合、ＥＣＵ２００はタイヤ径の変化の拡大につれて変動幅を大きくするようにしてもよい。タイヤ径の変化は各車輪の車輪速の差から判定することができる。なお、タイヤ径の変化が車輪ごとに異なる場合には例えば目標液圧をホイールシリンダ２０ごとに異ならせるというように、車輪ごとのタイヤ径の違いを各車輪の制動力制御に反映させることもできる。

図４の説明に戻る。効き補正係数の値が変動幅に含まれると判定された場合には（Ｓ３２のＹｅｓ）、効き補正係数に特段の修正が加えられることなく本処理は終了する。一方、効き補正係数の値が変動幅を超えていると判定された場合には（Ｓ３２のＮｏ）、ＥＣＵ２００は、効き補正係数が変動幅を超えないように効き補正係数を調整する（Ｓ３４）。例えば効き補正係数が変動幅の上限値よりも大きい場合には、効き補正係数を変動幅の上限値に一致させて効き補正係数が変動幅を超えないように調整する。このようにして図４に示される処理は終了する。

上述のように、ずれの発生要因に応じて効き補正係数の変動制限幅が適宜設定されることにより、何らかの短期的要因により実液圧減速度や推定液圧減速度等が急変したとしても効き補正係数は設定された変動幅を超えないよう変動が規制される。よって、効き補正係数の変動が抑制され、ブレーキの効きを安定化させることが可能となる。

次に、効き補正係数の変動制限幅の変更を車両重量の増減時を一例として説明する。図５は、本実施形態に係る車重の増減時の処理を説明するためのフローチャートである。車両の乗車人員の増減や荷物の積み下しなどに伴って車両の重量が増減する。図５に示される処理は、車両の走行駆動源の始動から停止までの間、適宜の頻度で実行される。図５に示される処理が開始されると、まずＥＣＵ２００は、短期効き計測値が突発的に車重増減判定基準値を超えたか否かを判定する（Ｓ４０）。車重増減判定基準値はブレーキの効きの変動の過去の学習結果に基づいて設定される。

車重増減判定基準値として例えば長期効き計測値を有意に割増した値を用いることができる。この割増量は、摩擦部材の摩耗等による長期的なブレーキの効きの変動より大きくかつ車重変化によるブレーキの効きの変動より小さく設定される。長期的な変動は例えば１％程度であり、車重変化による変動は例えば１０〜１５％程度と見積もることができるので、車重増減判定基準値を設定するための長期効き計測値への割増分は例えば５％程度とされる。より具体的には例えば車重増減判定基準値として、車両の走行駆動源の直近の停止時の長期効き計測値を例えば５％程度増加させた値を用いる。また、当該基準値を突発的に超えたか否かは、短期効き計測値が所定の時間変化率以上で急激に変動したか否かにより判定される。

要するにＥＣＵ２００は、前回のトリップまでのブレーキの効きの学習結果と現在のトリップにおけるブレーキの効きとの比較に基づいて車重の変化の有無を判定する。前回のトリップまでの学習結果は過去のブレーキの効きが長期的に平均化された値である。よって、現在のトリップにおけるブレーキの効きが前回までの学習結果から急に乖離した場合には、ブレーキの効きを変動させる何らかの要因が車両に生じたものと判定することができる。ここで、この新たに生じた要因が車両重量の変動であると判定することができるのは、ブレーキの効きが学習結果から突発的に変動する要因として、通常の走行中においては車両重量の変動が経験的にもっとも有力であるからである。

なお、上述の車重増減の判定の精度をより高めるためには、推定または測定された摩擦部材温度に基づいて演算される摩擦部材の温度変化に起因するブレーキの効きの変動分を短期効き計測値から控除することが望ましい。

図５の説明に戻る。短期効き計測値が突発的に車重増減判定基準値を超えていないと判定されると（Ｓ４０のＮｏ）、ＥＣＵ２００は本処理を終了し、次の実行タイミングで再度本処理を開始する。一方、短期効き計測値が突発的に車重増減判定基準値を超えたと判定されると（Ｓ４０のＹｅｓ）、ＥＣＵ２００は車両重量が変動したと判定する（Ｓ４２）。なお、この場合、ＥＣＵ２００は、ブレーキの効きが低下した場合には車両重量が増加したものと判定し、ブレーキの効きが増加した場合には車両重量が減少したものと判定して、車両重量の増減を識別するようにしてもよい。

車両重量の変動を受けてＥＣＵ２００は、効き補正係数の変動幅を設定する（Ｓ４４）。効き補正係数の変動幅は、ブレーキの効きのずれの発生要因に応じて設定される。車両重量が増大すると、ずれの主たる発生要因は摩擦部材の摩耗等の長期的な要因から車両重量の増大という短期的な要因に遷移することとなる。このときＥＣＵ２００は、効き補正係数の変動幅を、長期的要因に対応する例えば１％程度の変動幅から、車両重量の増大という短期的要因に対応する例えば７％程度の値に拡大する。ＥＣＵ２００は、拡大された変動幅を超えないように効き補正係数を調整する（図４のＳ３４）。なお、車両重量の変動以外の他の要因、例えば摩擦部材温度や車速の変動に応じて変動幅を変更してもよい。このように車両使用中に想定される車両重量の変動等の短期的要因が生じた場合に補正量の変動幅を拡大することにより、車両使用中のブレーキの効きの一時的な変化を軽減することが可能となる。

変動幅の変更は瞬時に行ってもよいし、あるいは、時間の経過につれて緩やかに変更するようにしてもよい。仮に車重の変化に対してその変化の判定に遅れが生じたとしても、変動幅を徐々に変更することにより効きの変化を緩やかにすることができる。よって運転者への違和感を軽減することができる。徐々に変更する場合には例えばブレーキペダル１２のＯＮあるいはＯＦＦごとに１％程度ずつ変動幅を変化させるというように、段階的に変動幅を変えるようにしてもよい。または、例えば毎分０．２％ずつというように時間とともに変動幅を変更するようにしてもよい。運転者に効きの変化を慣れさせるという観点から、変動幅の変更は車両が所定の速度以上で走行しているときに行うことが望ましい。

なお、制御部は、ブレーキの効きへの短期的要因による影響を軽減するよう目標値を補正するための第１の補正量を演算する一方、当該短期的要因による変動が制限された第２の補正量を並行して演算するようにしてもよい。このようにすれば、第１の補正量を用いてブレーキの効きへの短期的要因による影響を軽減するよう目標値を補正することができるとともに、ブレーキの効きの長期的な学習結果への当該短期的要因の影響が制限された第２の補正量を保持することができる。このような第２の補正量を短期的要因の解消後の将来のトリップで利用することにより、短期的要因による１トリップ中の一時的な補正量の変動の将来への影響を低減することができる。

上述の実施形態にあわせて具体的にいえば、拡大された変動幅により調整された効き補正係数が第１の補正量に相当し、拡大前の変動幅に変動を制限された効き補正係数が第２の補正量に相当する。つまり、拡大された変動幅により調整された効き補正係数を目標減速度の補正に用いる一方、拡大前の変動幅に変動を制限された効き補正係数を引き続き演算して記憶しておいてもよい。拡大前の変動幅に制限された効き補正係数への短期的要因の影響は限定的である。よって、短期的要因が解消された後のトリップにおいて拡大前の変動幅に変動を制限されていた効き補正係数を用いることにより、後のトリップへの当該短期的要因の影響を小さくすることができる。

短期的要因が解消された場合には変動幅を拡大前の状態に戻してもよいし、拡大前の状態とは異ならせてもよい。例えば、短期的要因の発生前の変動幅よりも当該短期的要因の解消後の変動幅を大きくすることにより、ブレーキフィーリングの違和感を低減させることができる。図６を参照して一例を説明する。図６は、効き補正係数の変動幅の車重の増減時の一例を示す図である。図６の縦軸は効き補正係数の変動幅を示し、横軸は時間を示す。図６に示されるように時刻ｔ_１において荷物の搭載等により車両重量が増加し、時刻ｔ_２において車両重量が減少して元の状態に戻ったものとする。つまり、時刻ｔ_１から時刻ｔ_２までの間、車両重量が増加した状態が継続したものとする。

上述のように、時刻ｔ_１において車両重量が増加すると、ＥＣＵ２００は効き補正係数の変動幅を拡大する。ここでは１％の変動幅から７％の変動幅へと徐々に変動幅が拡大される。そして時刻ｔ_２において車両重量が減少すると、ＥＣＵ２００は効き補正係数の変動幅を縮小する。ここでは７％の変動幅から５％の変動幅へと徐々に変動幅が縮小される。このように、車重の増加という短期的なずれ要因が解消された後の変動幅を当該ずれ要因の発生前の変動幅よりも大きくしてもよい。これにより、車重減少時のブレーキの効きの急激な低下を抑えることができるので、ブレーキフィーリングの違和感を低減させることができる。

あるいは、車重が増加した状態における補正量の最大値を基準として車重減少時の変動幅を設定してもよい。このとき車重減少時の変動幅の下限値は、車重が増加する前の補正量の変動幅の上限値よりも大きく設定することが好ましい。このようにしても、車重増加という短期的なずれ要因が解消された後のブレーキの効きの低下を抑えることができるので、ブレーキフィーリングの違和感を低減させることができる。

例えば、図６に示されるように車重増加時の変動幅が７％とされている場合を想定する。車重増加によるブレーキの効きの変化は典型的には１０〜１５％程度となるため、車重の増加により効き補正係数は変動幅の上限値まで、つまり直近のイグニッションキーＯＦＦ時の効き補正係数の７％増しにまで増加する。このとき車重の減少が判定されると、ＥＣＵ２００は、車重増加時の補正係数の最大値である７％増しの効き補正係数を基準として所定割合の変動を許容する変動幅を設定する。図６の例では車重が増加する前の補正係数の変動幅の上限値が直近のイグニッションキーＯＦＦ時の効き補正係数の１％増しであるから、車重減少時の変動幅を例えば２％と設定する。このようにすれば、車重の増加が解消された後の効き補正係数は、直近のイグニッションキーＯＦＦ時の効き補正係数の５％増しの値までの減少が許容されるに過ぎないこととなる。その結果、車重増加が解消された後のブレーキの効きの低下が抑えられる。

更に、短期的なブレーキの効きのずれには、制動力付与機構へのメンテナンス作業に起因して生じるものもある。例えばブレーキパッドやブレーキロータを交換した場合には、交換作業後の実際のブレーキの効きが、ＥＣＵ２００により交換作業の前までに学習されたブレーキの効きから大きく乖離することが予想される。この乖離によるブレーキの効きの急変を緩和して、運転者の違和感が軽減されることが好ましい。

そこでＥＣＵ２００は、ブレーキの効きを変動させるようなメンテナンス作業が行われた場合に効き補正係数を変更する。メンテナンス作業により例えばブレーキパッド等が新品に交換された場合にはブレーキパッド等の摩耗を原因とする目標減速度への補正は不要となる。よって、この場合、ＥＣＵ２００は効き補正係数を例えば初期値にリセットしてもよい。

メンテナンス作業に伴う補正係数の変更処理は手動により行ってもよいし、メンテナンス作業が行われたことを示す所定の判定条件が成立した場合にＥＣＵ２００が自動的に行うようにしてもよい。例えばイグニッションキーがＯＦＦとされた状態において車輪速センサのパルス信号が検出されたときにメンテナンス作業があったものと判定してもよい。メンテナンス作業時には通常イグニッションキーはＯＦＦとされており、かつ作業により車輪が若干量回転すると予測されるからである。車輪の回転により車輪速センサはパルス信号を発生し、このパルス信号に基づいてＥＣＵ２００はメンテナンス作業が行われたものと判定する。

また、他の判定条件として例えば、イグニッションキーをＯＮとしたときのホイールシリンダ圧の制御応答が直近のトリップ時と比較して変化している場合にメンテナンス作業があったものと判定してもよい。ブレーキパッド等の摩耗量の大小がホイールシリンダ圧の制御応答に影響を与えるからである。あるいは、ブレーキフルードを貯留するリザーバタンク２６の液量の変動に基づいてメンテナンス作業の有無を判定してもよい。ブレーキパッド等の摩耗量が小さいほど、リザーバタンク２６に貯留されるブレーキフルードの液量が増加するからである。また、例えばブレーキフルードのエア抜き作業のようにダイアグツールを使用するメンテナンス作業が行われた場合には、ＥＣＵ２００はメンテナンス作業があったことを直接検出することができる。

ところで、メンテナンス作業が行われていないにもかかわらず作業が行われたものとＥＣＵ２００が誤って判定した場合には、ＥＣＵ２００が自動的に補正係数を初期値にリセットしてしまうと却ってブレーキの効きを急変させてしまう可能性がある。そこで、ＥＣＵ２００は、補正係数を直ちに初期値にリセットするのではなく、補正係数を初期値に向けて一定量増減させるようにしてもよい。ＥＣＵ２００は例えば数％ないし数十％補正係数を増減させてもよい。

この場合、補正係数の値によらず一定の割合で増減させてもよいし、補正係数の値が初期値から離れているほど大きく増減させるようにしてもよい。図７は、補正係数と変動幅との関係の一例を示す図である。図７の横軸は補正係数を示し、縦軸は１トリップ間に許容される補正係数の変動幅を示す。図７には、補正係数の変動幅の上限ｍ_１と変動幅の下限ｍ_２が示されている。上限ｍ_１及び下限ｍ_２はともに補正係数の値の増加につれて減少するよう設定されている。なお、図７においては上限ｍ_１及び下限ｍ_２はともに補正係数の値の増加に対して直線的に減少するが、これに限られず曲線的に変化してもよい。

ここで、補正係数の値がｋ_１であるときの補正係数の変動幅の上限がａ_１、下限がｂ_１であり、補正係数の値がｋ_２であるときの補正係数の変動幅の上限がａ_２、下限がｂ_２であるとする。補正係数ｋ_２は補正係数ｋ_１よりも大きいものとする。また、上限値ａ_１及びａ_２は正の値であり、下限値ｂ_１及びｂ_２は負の値であるとする。

そうすると、補正係数ｋ_１の変動幅の上限ａ_１のほうが補正係数ｋ_２の変動幅の上限ａ_２よりも大きくなる。その結果、補正係数の値がｋ_１であるときよりも補正係数の値がｋ_２であるときのほうが、１トリップ間の補正係数の最大増加量が小さいことになる。また同様に、補正係数ｋ_１の変動幅の下限ｂ_１のほうが補正係数ｋ_２の変動幅の下限ｂ_２よりも大きくなる。その結果、補正係数の値がｋ_１であるときよりも補正係数の値がｋ_２であるときのほうが、１トリップ間の補正係数の最大減少量が大きいことになる。すなわち、補正係数の値が大きくなるほど１トリップ間に許容される補正係数の最大増加量が小さくなりかつ最大減少量が大きくなる。このようにすれば、補正係数を瞬時に初期値に戻す場合ほどはブレーキの効きを急変させることなく、過大となった補正係数を比較的迅速に低下させることができるという点で好ましい。

本発明の一実施形態に係るブレーキ制御装置を示す系統図である。 本実施形態に係る制御ブロック図である。 本実施形態に係る制動力の制御処理を説明するためのフローチャートである。 本実施形態に係るブレーキの効きの学習処理を説明するためのフローチャートである。 本実施形態に係る車重の増減時の処理を説明するためのフローチャートである。 本実施形態に係る効き補正係数の変動幅の車重の増減時の一例を示す図である。 補正係数と変動幅との関係の一例を示す図である。

符号の説明

１０ ブレーキ制御装置、 ２０ ホイールシリンダ、 ２１ ディスクブレーキユニット、 ４４ ホイールシリンダ圧センサ、 ６０ Ｇセンサ、 ２００ ＥＣＵ。

Claims (11)

1. 摩擦部材を押圧して車輪に制動力を付与する制動力付与機構と、予測されるブレーキの効きに対する実際のブレーキの効きのずれを示す指標に基づいて、前記摩擦部材の押圧力を制御するために設定される目標値をブレーキの効きの変動が軽減されるよう補正する制御部と、を備えるブレーキ制御装置であって、
   前記制御部は、前記目標値に対する補正量の変動を規制する変動幅を前記ずれの発生要因が長期的な要因であるか短期的な要因であるかに応じて異なる値に設定し、
   前記制御部は、前記短期的な要因が生じた場合に、前記長期的な要因に対応する変動幅から前記短期的な要因に対応する変動幅に変更することを特徴とするブレーキ制御装置。
2. 前記制御部は、前記ずれの長期的な拡大傾向を補償するために必要とされる前記補正量の変動を許容するように前記長期的な要因に対応する変動幅を設定することを特徴とする請求項１に記載のブレーキ制御装置。
3. 前記制御部は、車両の使用中に想定される短期的な要因により前記ずれが拡大した場合に、前記長期的な要因に対応する変動幅を超える前記補正量の変動を許容することを特徴とする請求項１または２に記載のブレーキ制御装置。
4. 前記制御部は、前記短期的な要因が車両重量の増加である場合に、車両重量の増加前の前記変動幅よりも車両重量の増加が解消された後の前記変動幅を大きくすることを特徴とする請求項３に記載のブレーキ制御装置。
5. 前記制御部は、前記ずれを示す指標が突発的に所定の基準値を超えた場合に車両重量の変化によるものであると判定することを特徴とする請求項１に記載のブレーキ制御装置。
6. 前記制動力付与機構は、作動液の供給により摩擦部材を押圧し、
   前記制御部は、測定された車両減速度から前記制動力付与機構による実液圧減速度を抽出し、前記制動力付与機構に供給された液圧を利用して演算された推定液圧減速度と前記実液圧減速度との偏差に基づいて前記目標値を補正することを特徴とする請求項１に記載のブレーキ制御装置。
7. 前記制御部は、実際のブレーキの効きの急変が予想される所定の場合に、前記補正量を所定値に変更することを特徴とする請求項１に記載のブレーキ制御装置。
8. 前記制御部は、前記制動力付与機構のメンテナンス作業の前までに学習されたブレーキの効きをリセットするよう前記補正量を変更することを特徴とする請求項７に記載のブレーキ制御装置。
9. 前記制御部は、前記制動力付与機構のメンテナンス作業の前までに学習されたブレーキの効きをリセットしたときの値に向けて前記補正量を変更することを特徴とする請求項７に記載のブレーキ制御装置。
10. 前記制御部は、タイヤ径の変動に応じて前記補正量の変動幅を変更することを特徴とする請求項１に記載のブレーキ制御装置。
11. 運転者のブレーキ操作量に基づいて車両の目標減速度を演算し、予測されるブレーキの効きに対する実際のブレーキの効きのずれの大きさに基づき変動する効き補正係数を用いて前記目標減速度を補正する制御部を備えるブレーキ制御装置であって、
    前記制御部は、車両の走行駆動源の始動から停止までの１トリップ間において前記効き補正係数の変動制限幅を前記ずれの発生要因が長期的な要因であるか短期的な要因であるかに応じて異なる値に設定し、
    前記制御部は、前記短期的な要因が生じた場合に、前記長期的な要因に対応する変動制限幅から前記短期的な要因に対応する変動制限幅に変更することを特徴とするブレーキ制御装置。

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