JP4657864B2 - 車両制動力制御装置 - Google Patents
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Description
(ブレーキシステム)
実施例1につき図1ないし図14に基づき説明する。図1は本願車両制動力制御装置を搭載した4輪駆動車両におけるブレーキシステムの構成図である。車両制動力制御装置のブレーキシステムは、ブレーキECU1(液圧コントロールユニット)、液圧ユニット2、Gセンサ3a、車輪速センサ4を有する。
図2は本願車両制動力制御装置を搭載した4輪駆動車両における前後輪駆動力配分システムの構成図である。前後輪駆動力配分システムは、駆動力配分ECU5(駆動力配分コントロールユニット)、変速機6、トランスファー7、駆動力配分装置8、前後および横Gセンサ3a,3b、車輪速センサ4を有する。
図3は、液圧ユニット2の油圧回路図である。液圧ユニット2はP,S系統を有するタンデム型油圧回路である。ポンプPは一方向ポンプであり、モータMにより駆動される。ポンプPの吸入側は油路51,52及びイン側ゲートバルブ21,22を介してマスタシリンダ20と接続し、吐出側は油路53〜56及びインバルブ25〜28を介して各ホイルシリンダW/C(FL〜RR)と接続する。
増圧時には、イン側ゲートバルブ21,22及びインバルブ25〜28を開弁し、アウトバルブ29〜32を閉弁してポンプPを駆動する。ポンプ駆動によりマスタシリンダ20から作動油が汲み出され、油路51,52及び油路53〜56を介して各ホイルシリンダW/C(FL〜RR)に導入されて増圧が行われる。
減圧時には、インバルブ25〜28を閉弁、アウトバルブ29〜32を開弁して各ホイルシリンダW/C(FL〜RR)の作動油をリザーバ41,42に還流することで減圧が行われる。
図4は、HDC制御の基本制御処理の流れを示すフローチャートである。以下、各ステップにつき説明する。
図5は、目標車輪速計算制御処理の流れを示すフローチャートである。図4の基本制御フローにおけるステップS100に相当する。
ステップS101では、マップによりアクセル開度に基づく目標車輪速VMOKUを算出し、図4のステップS200へ移行する。
図6は、PID制御信号計算制御処理の流れを示すフローチャートである。図4の基本制御フローにおけるステップS200に相当する。
ステップS201では、PID制御に用いる車輪速の目標値と実際値との偏差の初期値VWSA0、偏差VWSA、偏差VWSAの微分値VWSAD及び積分値VWSAIそれぞれの信号を演算し、ステップS300へ移行する。
偏差の初期値VWSA0=実車輪速VW−目標車輪速VMOKU
偏差VWSA=VWSA+1/4(VW−VWSA)
偏差微分値VWSAD=(VWSA−30ms前のVWSA)/30ms
偏差積分値VWSAI=VWSA+10ms前のVWSA
以上、各式により算出される。
図7は、制御量演算制御処理の流れを示すフローチャートである。図4の基本制御フローにおけるステップS300に相当する。なお、図8は従来例における制御量演算フローである。
(前輪制御)
ステップS301では、前輪FL,FRの制御量をPID制御により以下の式に基づいて演算し、それぞれを加算することで最終的な制御量PBSf_HDCを演算し、前各車輪速VW(FL,FR)を目標車輪速VMOKUへ収束させる。なお、PID制御量の各成分を偏差分(比例分)制御量P_HDC、微分分制御量D_HDC、積分分制御量I_HDCとする。
偏差分(比例分)制御量P_HDC=偏差VWSA×KP
微分分制御量D_HDC=偏差微分値VWSAD×KD
積分分制御量I_HDC=偏差積分値VWSAI×KI
制御量PBSf_HDC=P_HDC+D_HDC+I_HDC
FL輪とRR輪を接続し、FR輪とRL輪を接続するいわゆるX配管の場合、例えば前輪増圧、後輪減圧のように前後輪で増減圧指令が異なると、前輪FL,FRはポンプによりマスタシリンダ20から汲み上げられた作動油で増圧されるが、後輪ホイルシリンダW/C(RL,RR)の作動油はリザーバ41,42に還流され、還流された作動油はモータMにより汲み出されて前輪FL,FRの増圧に用いられてしまう。これにより前輪FL,FRが必要以上に増圧し、互いの制動力が干渉することとなる。
駆動力配分装置8の締結力Tが小さく、前輪FL,FRと後輪RL,RRの駆動力がそれぞれ独立している場合、前輪FL,FRの車輪速VW(FL,FR)と目標車輪速VMOKUとの偏差VWSAが大きいと、前輪FL,FRが独立して回転してしまう。そのため、前車輪速VW(FL,FR)が目標値VMOKUに収束しづらくなる。
T=|VWSA×KTP+VWSAD×KTD+VWSAI×KTI|
なお、各偏差のPID成分は負の値をとることもあるため、締結力Tを演算する際には各成分の和の絶対値をとる。
図11は、ソレノイド増圧制御処理の流れを示すフローチャートである。図4の基本制御フローにおけるステップS400に相当する。
ステップS401では、常閉のイン側ゲートバルブ21,22をON(開弁)し、常開のアウト側ゲートバルブ23,24をON(閉弁)してステップS5へ移行する。
図12は、ソレノイド減圧制御処理の流れを示すフローチャートである。図4の基本制御フローにおけるステップS500に相当する。
ステップS501では、常閉のイン側ゲートバルブ21,22をOFF(閉弁)し、常開のアウト側ゲートバルブ23,24をOFF(開弁)してステップS5もしくはステップS6へ移行する。
図13は、ソレノイド保持制御処理の流れを示すフローチャートである。図4の基本制御フローにおけるステップS600に相当する。
ステップS601では、常閉のイン側ゲートバルブ21,22をOFF(閉弁)し、常開のアウト側ゲートバルブ23,24をON(閉弁)してステップS5へ移行する。
図14は従来例と本願実施例におけるHDC制御のタイムチャートの対比である。本願実施例と従来例は後輪RL,RRに対する制御量以外は同一であるため、従来例はR_LH及びR_RH液圧のみ破線で示す。なお、後輪RL,RRについては車輪速平均値{VW(RL)+VW(RR)}/2を示す。
時刻t0において増圧要求が出力され、前各輪の液圧が上昇を開始する。本願実施例においては後各輪の液圧もステップS301(図7参照)の制御則に従って上昇を開始するが、従来例においてはゼロ値を保持したままである。
時刻t1において前輪の実車輪速VW(FL,FR)が目標車輪速VMOKUを下回り、前輪FL,FRに対し液圧保持制御が開始される。実車輪速VW(FL,FR)が目標車輪速VMOKUを上回るまで、FL,FR輪に対して液圧保持/減圧制御が繰り返される。
時刻t2においてFL輪車輪速VW(FL)がVMOKU−γを下回り、FL輪の偏差VWSA_flが所定値±γの範囲を超える。したがってステップS300において締結力Tが演算される。駆動力配分装置8は、このTに基づき駆動力を配分する。
時刻t3においてFR輪の実車輪速VW(FR)が目標車輪速VMOKUを上回り、FR輪に対する減圧制御が解除される。以降、FR輪の実車輪速VW(FR)の値が再び目標車輪速VMOKUを下回るまで増圧/保持指令が出力され、目標車輪速VMOKUに対し実車輪速VWが下回った後に上回り、再び下回るまでを1周期として減圧/保持と増圧/保持が繰り返される。
時刻t4においてFL輪の偏差VWSA_flが所定値±γの範囲内となり、締結力Tが0となる。
時刻t5において後輪速VW(RL,RR)の平均値{VW(RL)+VW(RR)}/2が目標車輪速VMOKUを上回る。
時刻t6においてFL輪実車輪速VW(FL)が目標車輪速VMOKUを上回り、FL輪に対する減圧制御が解除される。FR輪と同様、1周期ごとに減圧/保持と増圧/保持が繰り返される。
時刻t7においてFR輪車輪速VW(FR)がVMOKU−γを上回り、FR輪の偏差VWSA_frが所定値±γの範囲を超え、ステップS300において締結力Tが演算され、出力される。
時刻t8において偏差VWSA_frが所定値±γの範囲内となり、締結力Tが0となる。
時刻t9にておいてFL輪の偏差VWSA_flが所定値±γの範囲を超え、ステップS300において締結力Tが演算、出力される。
時刻t10においてFL輪の偏差VWSA_flが所定値±γの範囲内となり、締結力Tが0となる。
本願実施例においては、4輪駆動車における前輪実車輪速VW(FL,FR)と目標車輪速VMOKUとの偏差VWSA_fが所定値±γの範囲を超えた場合、駆動力配分装置8における締結力Tを増大させることとした。また、後輪偏差VWSA_rが所定値±γの範囲を超えた場合にも、締結力Tを増大させることとした。
以上、本発明を実施するための最良の形態を実施例1に基づいて説明してきたが、本発明の具体的な構成は各実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
前輪FL,FRにロック傾向が生じた際に駆動力配分装置8の締結力Tが大きいと、センターシャフト9および駆動力配分装置8を介してロック傾向が後輪RL,RRに伝達されてしまい、車両安定性が損なわれる。後輪RL,RRにロック傾向が生じた場合も同様である。
T=|VWSA×KTP+VWSAD×KTD+VWSAI×KTI|×α
図15は、前輪偏差VWSA_fと後輪偏差VWSA_rの値に対する締結力Tの相関を示す図である。Tに図15に示す締結力調整ゲインKを乗じ、以下の式により締結力Tを演算することとしてもよい。偏差に応じて締結力Tを変更し、最適な車両挙動を実現することができる。
T=|VWSA×KTP+VWSAD×KTD+VWSAI×KTI|×K
前輪偏差VWSA_fと後輪偏差VWSA_rのいずれが一方が大きく、他方が小さい場合(モードaまたはモードd)、前後輪のうち偏差の大きい側の駆動力を他方に逃がすため締結力Tに乗じるゲインKの値を中程度とする。前後輪ともに偏差が大きい場合(モードb)はゲインKを大として締結力Tを増大させ、路面反力を4輪前輪に伝達して制動力を増加させてもよい。
車輪速偏差に基づき演算されたTにロック係数αおよび締結力調整ゲインKを乗じ、以下の式により締結力Tを演算することとしてもよい。
T=|VWSA×KTP+VWSAD×KTD+VWSAI×KTI|×α×K
本願実施例では、後輪制御則につき車両の前後Gに基づきステップ状の制御モードを用いて制御量を段階的に決定したが(ステップS301参照)、前後Gに基づき連続的に変化することとしてもよい。
2 液圧ユニット
3a,3b Gセンサ
4 車輪速センサ
5 駆動力配分ECU
6 変速機
7 トランスファー
8 駆動力配分装置
9 センターシャフト
9F,9R デフ
20 マスタシリンダ
21,22 イン側ゲートバルブ
23,24 アウト側ゲートバルブ
25〜28 インバルブ
29〜32 アウトバルブ
33,34 チェックバルブ
35〜38 チェックバルブ
41,42 リザーバ
43,44 ダイヤフラム
51〜58 油路
61,62 油路
P_HDC 比例分制御量
I_HDC 積分分制御量
D_HDC 微分分制御量
PBS_HDC PID制御量
VMOKU 目標車輪速
VWSA 車輪速偏差
VWSAD 偏差微分値
VWSAI 偏差積分値
Claims (3)
- 4輪駆動の車両における各輪の車輪速を検出する車輪速検出手段を有し、各輪の前記車輪速がアクセル開度に基づき設定された目標車輪速になるように各輪の制動力を制御する車両制動力制御装置であって、
各輪の前記車輪速が前記目標車輪速になるように各輪に設けられたホイルシリンダの液圧を制御する液圧コントロールユニットと、
前輪と後輪との間の駆動力伝達量を変更する駆動力配分手段と、
前記駆動力配分手段における前記駆動力伝達量を制御する駆動力配分コントロールユニットと
を備え、
前記液圧コントロールユニットは、前輪と後輪のうち一方における各輪の前記ホイルシリンダの液圧を増減圧制御し、前輪と後輪のうち他方における各輪の前記ホイルシリンダの液圧を保持制御し、
前記駆動力配分コントロールユニットは、4輪の少なくとも1つにおける前記車輪速と前記目標車輪速の偏差が大きい場合は前記偏差が小さい場合より前記駆動力伝達量を多くすること
を特徴とする車両制動力制御装置。 - 請求項1に記載の車両制動力制御装置において、
前記車両の勾配を検出する勾配検出手段をさらに備え、
前記液圧コントロールユニットは、
前記車輪速を前記目標車輪速に収束させるよう、前記ホイルシリンダの液圧を制御する第1液圧制御則と、
前記勾配検出手段により検出された実勾配に基づき、前記ホイルシリンダの液圧を制御する第2液圧制御則と
を有し、
前輪と後輪のうち、前記一方における各輪に前記第1液圧制御則を適用し、前記他方における各輪に前記第2液圧制御則を適用すること
を特徴とする車両制動力制御装置。 - 請求項1に記載の車両制動力制御装置において、
前記液圧コントロールユニットは、前輪と後輪のうち前記一方における各輪の前記車輪速と前記目標車輪速の偏差を収束させるPID制御を実行し、
前記駆動力配分コントロールユニットは、前記液圧コントロールユニットにより演算された前記PID制御の比例分制御量、積分分制御量、微分分制御量の各制御量に基づき、前記駆動力伝達量を演算すること
を特徴とする車両制動力制御装置。
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