JP4935659B2

JP4935659B2 - 制動力制御装置

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Publication number: JP4935659B2
Application number: JP2007319792A
Authority: JP
Inventors: 秀樹加藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-12-11
Filing date: 2007-12-11
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2027-12-11
Also published as: JP2009143273A

Description

本発明は、制動力制御装置に関する。

従来、自動車等の車両のブレーキ装置は、一般に、車輪と共に回転するブレーキロータやブレーキドラムの如き回転部材と、ブレーキペダルの踏み込みに応じて駆動されるブレーキパッドやブレーキシューの如き可動部材とを有し、回転部材に対し可動部材の摩擦材料が押しつけられることによって制動摩擦力が発生され、これにより車輪を制動するようになっている。

周知の如く、例えば制動摩擦力が比較的低い実質的に一定の力に保持されるようブレーキ装置が作動されると、可動部材の如きブレーキ装置の構成部材の振動が自励的に拡大し、ブレーキ鳴きと呼ばれる比較的高い周波数の不快なノイズが発生することがある。

このようなブレーキ鳴きを防止する制動力制御装置としては、例えば以下の技術が知られている。

例えば特許文献１には、加速度センサによりブレーキ鳴き発生の恐れがあるときは加圧力を減圧して防止する技術が開示されている。また、特許文献２には、摩擦材温度、車速、押圧力等を検出して鳴き発生の可能性が高いときには摩擦材の押圧力を制御する技術が開示されている。さらに、特許文献３には、気温、車両冷間状態を含む鳴き発生の高い条件を検出し、ブレーキ圧を制御する技術が開示されている。さらには、特許文献４には、気温、車両冷間状態、車速、制動力等を含む鳴き発生の高い条件を検出してブレーキ圧を制御する技術が開示されている。
特開平１０―３０５７６８号公報特開２００５―３１９９１３号公報特開２００４―２６８７０３号公報特開２００４―２８４３９８号公報

しかしながら、上記に示すような従来の制動力制御装置では、ブレーキ鳴きの再発、ブレーキ鳴きの防止のための油圧力（油圧の加圧力値）の変化によりブレーキフィーリングが悪化する等の問題があった。これは、ブレーキ鳴きを検出してから油圧力を変化させるためであり、又、ブレーキ鳴きの防止のための回避すべき油圧力に上限がないためである。

本発明は、上記の点に鑑みて、この問題を解消するために発明されたものであり、ブレーキ鳴きの再発等によるブレーキフィーリングの悪化を防止する制動力制御装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明における制動力制御装置は、ブレーキペダルの踏み込み量に応じて各車輪のブレーキ装置において発生する制動摩擦力を制御することにより、各車輪の制動力を制御する制動力制御装置であって、
当該車両の車速が所定速度未満、外気温度が所定温度未満、且つ、エンジン始動後所定時間経過前の場合に限り、ブレーキ鳴きの検出を開始するブレーキ鳴き検出手段と、
いずれかの前記車輪において前記ブレーキ鳴き検出手段によりブレーキ鳴きが検出されたときの当該車輪に加圧した油圧力を回避すべき油圧力として登録する登録手段と、
前記登録手段により登録された前記回避すべき油圧力を回避するように当該車輪の制動摩擦力を変化させる制動力制御手段と、
を有し、
前記登録手段は、さらに、前記ブレーキ鳴き検出手段によりブレーキ鳴きが検出されたときの当該車輪に現に加圧した油圧力を前記回避すべき油圧力として登録する際に、既に登録された回避すべき油圧力の圧力値幅が所定幅を超えた場合には、回避すべき油圧力の圧力値幅を縮小することを特徴とする。

また、上記の目的を達成するために、本発明における前記登録手段は、さらに、前記ブレーキ鳴き検出手段によりブレーキ鳴きが検出されたときの当該車両の車速及び外気温度を前記回避すべき油圧力に対応付けて登録し、前記制動力制御手段は、当該車両の現の車速及び現の外気温度に対応付けて前記登録手段により登録された前記回避すべき油圧力を回避するように当該車輪の制動摩擦力を変化させるように構成することができる。

また、上記の目的を達成するために、本発明における前記所定幅は、前記ブレーキ鳴き検出手段によりブレーキ鳴きが検出されたときの当該車輪に現に加圧した油圧力に応じて切り替わるように構成することができる。

また、上記の目的を達成するために、本発明における前記制動力制御装置は、制動時において各車輪に独立に制動力を発生させるＥＣＢを有し、前記ＥＣＢは、前記制動力制御手段による制動摩擦力の変化を補償すべく前記各車輪を制御するように構成することができる。

本発明によれば、ブレーキ鳴きの再発等によるブレーキフィーリングの悪化を防止する制動力制御装置を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づき説明する。

［実施の形態］
（システムの構成）
図１は、本実施形態に係る制動力制御装置の構成の一例を示す図である。図１において、制動力制御装置１は、ブレーキ鳴き検出装置１０、油圧ブレーキシステム２０、ＥＣＵ３０、外気温計４０、車輪速センサ５０等を有する構成である。このような制動力制御装置１は、自動車等の車両に搭載されている。

以下、図１における各構成部について説明を行う。

ブレーキ鳴き検出装置１０は、ブレーキ鳴きを検出する装置である。例えば当該車両の各車輪に取り付けられた音測定器により検出した音データの周波数に基づいてブレーキ鳴きを検出する。ブレーキ鳴きの検出方法については様々な方法が提案されており、ここでは詳細な説明については省略する。例えば特開２００３ー１４５３６号公報に開示されたブレーキ鳴き判定装置である。

油圧ブレーキシステム２０は、油圧制御部２１、油圧ブレーキ２２等を有しており、油圧を利用して制動を行うブレーキシステムである。

油圧制御部２１は、油圧ブレーキ２２に加える油圧等に係る制御を行う。油圧ブレーキ２２は、液体（ブレーキオイル）の油圧を利用して各車輪に制動力を伝えるブレーキ装置である。例えば車両使用者により当該車両のブレーキペダルに加えられた踏み込み量に応じてマスターシリンダ内に油圧を発生させる。続いて、この油圧を、ブレーキ・パイプを介して各車輪のシリンダに伝え、各車輪のシリンダのピストンを押し出す。その結果、ピストンはパッドやブレーキ・シューをディスクやドラムに押しつけて各車輪に制動力を発生させる。

ＥＣＵ３０は、当該制動力制御装置１の行う各種制御を行うためのマイクロコントローラである。各種制御とは、例えば油圧ブレーキシステム２０において発生する制動摩擦力の制御である。これにより各車輪の制動力を制御することができる。また、このような制動摩擦力の制御を行うに際して用いる各種情報（例えばブレーキ鳴き防止のために回避すべき油圧力）を記憶装置（記憶手段）に登録する登録手段としての機能を有している。このようなＥＣＵ３０の行う制御動作の一例については後述の動作例において説明する。

外気温計４０は、外気温を測定する測定機器である。車輪速センサ５０は、車輪の回転速度を測定するためのいわゆる車速センサである。

以上で示される構成により、制動力制御装置１では、ブレーキ鳴きの再発等によるブレーキフィーリングが悪化しないような制動力に係る制御を行う。

また、本実施形態における制動力制御装置１を備えた車両はＥＣＢ（Electric Control Braking system）を有しており、ブレーキペダルの操作量をセンサで検出して、油圧ブレーキによる制動力を各車輪それぞれに配分する等、各車輪のブレーキを独立して最適制御できるものとする。

（動作例）
図２は、本実施形態に係る制動力制御装置の動作シーケンスの一例を示す図である。ここでは、図２を用いて図１の制動力制御装置１の動作の一例について説明を行う。本動作例で示す動作は、当該制動力制御装置１を備えた車両が走行中に車両使用者により当該車両のブレーキペダルが踏み込まれた際に行う動作であるものとして説明を行う。

まず、車速は所定速度Ｖｔ未満であるか否かを判定する（Ｓ１）。ここでは、ＥＣＵ３０は、車輪速センサ５０により測定した車輪の回転速度に基づき、車速が予め設定された速度Ｖｔ（例えば１０km/h）未満であるか否かを判定する。この処理は、ブレーキ鳴きの発生しやすい条件の一つである低速状態に該当するかどうかを判定するための処理である。なお、閾値となる速度Ｖｔは、車両毎に設定される値であってよい。

続いてステップＳ２へ移って、外気温は所定温度Ｔout未満であるか否かを判定する（Ｓ２）。ここでは、ＥＣＵ３０は、外気温計４０により測定した外気温が予め設定された温度Ｔout（例えば１０℃）未満であるか否かを判定する。この処理は、ブレーキ鳴きの発生しやすい条件の一つである低温状態に該当するかどうかを判定するための処理である。なお、閾値となる温度Ｔoutは、車両毎に設定される値であってよい。

続いてステップＳ３へ移って、エンジン始動後時間が所定時間Ｔon未満であるか否かを判定する（Ｓ３）。ここでは、ＥＣＵ３０は、エンジン始動後時間が予め設定された時間Ｔon（例えば５分）未満であるか否か、つまりエンジン始動後に時間Ｔon経過前であるか否かを判定する。この処理は、ブレーキ鳴きの発生しやすい条件の一つであるエンジン始動後に該当するかどうかを判定するための処理である。なお、閾値となる時間Ｔonは、車両毎に設定される値であってよい。

以上に示すステップＳ１〜Ｓ３に係る処理においてＹＥＳ，つまり、車速、外気温、エンジン始動後時間のいずれもが所定値未満のとき、ステップＳ４へ移って、ブレーキ鳴きの検出を開始する（Ｓ４）。ここでは、ブレーキ鳴き検出装置１０は、ステップＳ１〜Ｓ３に示す各条件を満たす場合にブレーキ鳴きの検出を開始する。

なお、ステップＳ１〜Ｓ３に係る処理のいずれかにおいてＮＯ、つまり、車速、外気温、エンジン始動後時間のいずれかが所定値以上でありブレーキ鳴きの発生しやすい条件を満たさない場合には、ここでは処理を終了する。

このように、ステップＳ４に係るブレーキ鳴き検出の開始を特に鳴きの発生しやすい条件（例えば、低速、低温、エンジン始動後所定時間）に限定することにより、不必要なブレーキ鳴きの検出を行わなくてもよいことになる。

また、例えば前回の走行時にブレーキ鳴きが発生したときの車速、外気温等を予めＥＣＵ３０の記憶装置に登録しておき、登録された各々の値を前記各所定値として設定することもできる（後述のステップＳ６を参照）。これにより、前回の走行時のブレーキ鳴きの発生条件を現に走行時のブレーキ鳴き検出条件として利用して、ブレーキ鳴きの再発を防止すると共にブレーキ鳴き検出に係る精度をさらに向上させることができる。

続いてステップＳ５へ移って、ブレーキ鳴きがあるか否かを判定する（Ｓ５）。ここでは、ステップＳ４に係る処理によりブレーキ鳴きの検出を開始したブレーキ鳴き検出装置１０は、当該車両のいずれかの車輪においてブレーキ鳴きがあるか否かを判定（検出）する。

ステップＳ５においてＹＥＳの場合、つまりブレーキ鳴きがある場合（Ｓ５、ＹＥＳ）、ステップＳ６へ移る。ステップＳ５においてＮＯの場合、つまりブレーキ鳴きがない場合（Ｓ５、ＮＯ）、ステップＳ７へ移る。

ステップＳ６へ移った場合、ブレーキ鳴きの条件を記憶する（Ｓ６）。ここでは、ＥＣＵ３０は、ステップＳ５でブレーキ鳴きが検出されたときの当該車輪に加圧した油圧力を、ブレーキ鳴きの条件の一つである回避すべき油圧力として記憶装置に登録する。なお、この回避すべき油圧力は一般に一定の幅（例えば２．９ＭＰａ〜３．１ＭＰａ）を有するため、記憶装置に登録される回避すべき油圧力はこのような一定の幅を有する油圧力（以降の説明においては、「回避すべき油圧帯」と称する）とする。

なお、ステップＳ６において、好ましくは、回避すべき油圧帯に対応付けて当該車両の車速、外気温度、及びブレーキ鳴き検出装置１０により検出されたブレーキ鳴きの周波数、ブレーキ鳴きが検出された車輪等を記憶装置に登録するようにする。

車速、外気温度を登録するのは、前述したように例えば前回の走行時のブレーキ鳴きの発生条件を現に走行時のブレーキ鳴き検出に利用してブレーキ鳴き検出に係る精度をさらに向上させるためである。

ブレーキ鳴きの周波数を登録するのは、ブレーキ鳴きの周波数に応じて、利用する回避すべき油圧帯と利用しない回避すべき油圧帯を切り分けることができるようにするためである。例えば周波数の高いブレーキ鳴きと周波数の低いブレーキ鳴きの概ね２種類に分別されるブレーキ鳴きの内の一方を特に発生させたくない場合に、前記一方のブレーキ鳴きに対応付けられた回避すべき油圧帯のみを利用する。これにより、回避すべき油圧帯の広がりを抑制することができる。具体的には、例えば周波数の高いブレーキ鳴きを特に発生させたくない場合には、周波数の高い（所定周波数以上）ブレーキ鳴きと対応付けられた回避すべき油圧帯は利用するものの、周波数の低い（所定周波数未満）ブレーキ鳴きと対応付けられた回避すべき油圧帯は利用しないようにする。

ステップＳ７へ移った場合、ブレーキ鳴きの条件を読み出す（Ｓ７）。ここでは、ＥＣＵ３０は、記憶装置に登録されたブレーキ鳴きの条件の一つである回避すべき油圧帯を読み出す。その後、ステップＳ１０へ移る。

ステップＳ７では、現時点でブレーキ鳴きは検出されていないもののこれから先に起こりうるブレーキ鳴きを回避するために記憶装置に登録された回避すべき油圧帯を読み出している。この処理により、前回制動時にブレーキ鳴きが検出されたときと同一の条件下で起こるブレーキ鳴きを回避することができるようになる。

また、ステップＳ７で読み出す回避すべき油圧帯は、ステップＳ６において登録された車速、外気温度、及びブレーキ鳴きの周波数等のブレーキ鳴きの条件の組み合わせ毎に予め切り分けるようにすることもできる。これにより、例えば当該車両の現の車速及び現の外気温度に対応付けられた回避すべき油圧帯のみを回避するように制御し、不要な油圧帯の回避を防ぎ、車両使用者にとってのブレーキフィーリングの変化を抑えることができる。

続いてステップＳ８へ移って、回避すべき油圧帯が所定幅ΔＰ_ＮＧ以上であるかどうかを判定する（Ｓ８）。ここでは、ＥＣＵ３０は、ステップＳ６に係る登録処理により蓄積された回避すべき油圧帯が所定幅ΔＰ_ＮＧ以上になったかどうかを判定する。図３を用いて具体的に説明を行う。

図３は、ブレーキ鳴き発生時の油圧帯を時系列に説明するための図である。通常、ブレーキ鳴きが発生する油圧帯（回避すべき油圧帯）は、当該ブレーキ装置の摩耗等により時間の経過と共に圧力値の大きい方（或いは小さい方）へ移行していく傾向がある。例えば図３では、ブレーキ鳴き発生時の油圧帯が時間の経過と共にＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄと圧力値の大きい方へ移行していく様子を示している。

このとき、ステップＳ６に係る登録処理により、記憶装置にはブレーキ鳴き発生時の油圧帯が回避すべき油圧帯として蓄積される。なお、ここでは、既に回避すべき油圧帯としてＡ〜Ｄ（各々の油圧帯の圧力値幅はΔＰ1）が登録されているものとする。ここで、例えば現に登録しようとするブレーキ鳴き発生時の油圧帯がＥである場合に、当該油圧帯Ｅが登録されると回避すべき油圧帯の全体幅はＡ〜Ｅとなる。しかしながら、前記の傾向を鑑みると、例えば油圧帯Ａではもうブレーキ鳴きは発生しないにも関わらず未だ回避すべき油圧帯として登録されている。このままでは、油圧帯Ａ〜Ｅの全てを回避することによるフィーリング変化が生じてしまう。

そのため、本実施形態によれば、現に登録しようとするブレーキ鳴き発生時の油圧帯（ここでは油圧帯Ｅ）から圧力値が最も離れた油圧帯（ここでは図３において斜線部で示される油圧帯Ａ）を回避すべき油圧帯から除くようにする。つまり、既に登録された回避すべき油圧力の圧力値幅が所定幅ΔＰ_ＮＧ（例えば１ＭＰａ）を超えた場合には、回避すべき油圧力の圧力値幅を縮小するようにする。これにより、不要な油圧の回避を防ぎ、フィーリング変化を抑えることが可能になる。

なお、ステップＳ８における所定幅ΔＰ_ＮＧの設定値は、現に登録しようとするブレーキ鳴き発生時の油圧力に応じて可変とする（切り替える）ことが望ましい。具体的には、ブレーキ鳴き発生時の油圧力が低い場合の所定幅ΔＰ_ＮＧは高い場合のそれに比して狭くなるようにする。図４に示すように、ブレーキ鳴き発生時の油圧力が低い場合の方が高い場合に比してブレーキ鳴きの発生する油圧帯の幅が狭いのが一般的であるためである。図４は、高油圧のブレーキ鳴きと低油圧のブレーキ鳴きについて説明するための図である。図４では、それぞれのブレーキ鳴きは周波数変化の大きいバウンスモード（Ａ）と小さいピッチングモード（Ｂ）との連成により発生していることを示している。

ステップＳ８においてＹＥＳの場合、つまり回避すべき油圧帯が所定幅ΔＰ_ＮＧ以上である場合（Ｓ８、ＹＥＳ）、ステップＳ９へ移って、回避油圧帯縮小演算を行う（Ｓ９）。ここでは、ＥＣＵ３０は、前述のように、所定幅ΔＰ_ＮＧ以上になった回避すべき油圧帯のうちの現に登録しようとするブレーキ鳴き発生時の油圧帯から圧力値が最も離れた油圧帯を回避すべき油圧帯から除く演算を行う。

続いてステップＳ１０へ移って、ブレーキ鳴きが発生した車輪の油圧力を変化させる（Ｓ１０）。ここでは、ＥＣＵ３０は、ステップＳ９により縮小演算が施された回避すべき油圧帯又はステップＳ７により読み出された回避すべき油圧帯を回避するように油圧制御部２１に対して読み出した回避すべき油圧帯を回避するように当該車輪の制動摩擦力を変化させる。これにより、ブレーキ鳴きを防止することができる。

続いてステップＳ１１へ移って、４輪トータル制動力モーメントの調整を行う（Ｓ１１）。ここでは、ＥＣＵ３０は、ステップＳ１０において行った車輪の油圧力の変化を補償すべく、ＥＣＢを用いてその他の各車輪の油圧を制御することにより制動力を一定に保ち、モーメントの発生を抑える。例えば当該車両の右前輪についてブレーキ鳴きを防止するように回避すべき油圧帯を回避させた場合には、この油圧力の変化を補償すべく当該車両の右後輪についての油圧等を制御する。なお、その際、他の車輪でブレーキ鳴きが発生しないようにステップＳ６に係る処理により各車輪に対応付けて登録された回避すべき油圧帯を考慮して最適化することが望ましい。

以上、実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態にあげたその他の要素との組み合わせなど、ここで示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

本実施形態に係る制動力制御装置の構成の一例を示す図である。本実施形態に係る制動力制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。ブレーキ鳴き発生時の油圧帯を時系列に説明するための図である。高油圧のブレーキ鳴きと低油圧のブレーキ鳴きについて説明するための図である。

符号の説明

１制動力制御装置
１０ブレーキ鳴き検出装置
２０油圧ブレーキシステム
３０ＥＣＵ
４０外気温計
５０車輪速センサ

Claims

ブレーキペダルの踏み込み量に応じて各車輪のブレーキ装置において発生する制動摩擦力を制御することにより、各車輪の制動力を制御する制動力制御装置であって、
当該車両の車速が所定速度未満、外気温度が所定温度未満、且つ、エンジン始動後所定時間経過前の場合に限り、ブレーキ鳴きの検出を開始するブレーキ鳴き検出手段と、
いずれかの前記車輪において前記ブレーキ鳴き検出手段によりブレーキ鳴きが検出されたときの当該車輪に加圧した油圧力を回避すべき油圧力として登録する登録手段と、
前記登録手段により登録された前記回避すべき油圧力を回避するように当該車輪の制動摩擦力を変化させる制動力制御手段と、
を有し、
前記登録手段は、さらに、前記ブレーキ鳴き検出手段によりブレーキ鳴きが検出されたときの当該車輪に現に加圧した油圧力を前記回避すべき油圧力として登録する際に、既に登録された回避すべき油圧力の圧力値幅が所定幅を超えた場合には、回避すべき油圧力の圧力値幅を縮小することを特徴とする制動力制御装置。
前記登録手段は、さらに、前記ブレーキ鳴き検出手段によりブレーキ鳴きが検出されたときの当該車両の車速及び外気温度を前記回避すべき油圧力に対応付けて登録し、
前記制動力制御手段は、当該車両の現の車速及び現の外気温度に対応付けて前記登録手段により登録された前記回避すべき油圧力を回避するように当該車輪の制動摩擦力を変化させることを特徴とする請求項１に記載の制動力制御装置。
前記所定幅は、前記ブレーキ鳴き検出手段によりブレーキ鳴きが検出されたときの当該車輪に現に加圧した油圧力に応じて切り替わることを特徴とする請求項１又は２に記載の制動力制御装置。
制動時において各車輪に独立に制動力を発生させるＥＣＢを有し、
前記ＥＣＢは、前記制動力制御手段による制動摩擦力の変化を補償すべく前記各車輪を制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の制動力制御装置。