JP4953925B2 - 車両のアンチロックブレーキ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車輪ブレーキのブレーキ力を減少する減少モード、前記ブレーキ力を保持する保持モード、ならびに前記ブレーキ力を増加する増加モードを切り換えて前記ブレーキ力を調整し得るブレーキアクチュエータと、車輪速度を検出する車輪速度検出手段と、車体速度を検出する車体速度検出手段と、該車体速度検出手段で検出された車体速度に基づいて目標車輪速度を演算する目標車輪速度演算手段と、前記車輪速度検出手段で検出された車輪速度ならびに前記目標車輪速度演算手段で演算された目標車輪速度を比較するとともにその比較結果に基づいて前記減少モード、保持モードおよび増加モードを切換えるようにして前記ブレーキアクチュエータの作動を制御するブレーキ制御手段とを備える車両のアンチロックブレーキ制御装置に関する。

液圧で作動する車輪ブレーキのブレーキ液圧を制御するにあたって、車輪の回転状態と、増圧モードおよび減圧モードの継続時間とからブレーキ圧の目標増減圧勾配を求め、この目標増減圧勾配を今回の目標ブレーキ液圧に加算して今回の目標ブレーキ液圧を得るようにした車両用アンチロックブレーキ制御装置が、たとえば特許文献１等で既に知られている。
特開２００２−３５６１５７号公報

ところで、車輪のスリップ情報に基づいてブレーキ量の減少→保持→増加を繰り返すアンチロックブレーキ制御において、増加モードでのブレーキ力は、減少モードで低下したブレーキ力を路面の摩擦係数によって定まる最大ブレーキ力に如何に早く近づけ、しかもその最大ブレーキ力の近傍で安定させるかが、ブレーキ性能向上のためのポイントである。しかるに上記特許文献１で開示されたものでは、増減圧勾配の制御であるため、今回の増圧で到達すべき目標ブレーキ液圧と言う概念がない。したがって、たとえば増圧開始時のブレーキ液圧と、路面の摩擦係数によって定まる最大ブレーキ力発生圧との差が大きい場合には、最大ブレーキ力発生圧に到達するまでに時間がかかり、ブレーキ効率の低下をまねく。また反対に、増圧開始時のブレーキ液圧と、路面の摩擦係数によって定まる最大ブレーキ力発生圧との差が小さい場合には、ブレーキ圧が短時間で前記最大ブレーキ力発生圧を超えてオーバーシュートしてしまい、直ぐに減圧モード開始のタイミングを迎えることになるので、制御時間に対してブレーキ圧の低い状態の割合が増加することになり、これもまたブレーキ効率の低下を招くことになる。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、ブレーキ力を増加する増加モードで目標ブレーキ力を最適化し、応答性および収束性を高めた制御を可能とした車両用アンチロックブレーキ制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、車輪ブレーキのブレーキ力を減少する減少モード、前記ブレーキ力を保持する保持モード、ならびに前記ブレーキ力を増加する増加モードを切り換えて前記ブレーキ力を調整し得るブレーキアクチュエータと、車輪速度を検出する車輪速度検出手段と、車体速度を検出する車体速度検出手段と、該車体速度検出手段で検出された車体速度に基づいて目標車輪速度を演算する目標車輪速度演算手段と、前記車輪速度検出手段で検出された車輪速度ならびに前記目標車輪速度演算手段で演算された目標車輪速度を比較するとともにその比較結果に基づいて前記減少モード、保持モードおよび増加モードを切換えるようにして前記ブレーキアクチュエータの作動を制御するブレーキ制御手段とを備える車両のアンチロックブレーキ制御装置において、前記ブレーキ制御手段は、前記増加モードでのブレーキ力の目標値を、今回の前記増加モード開始時のブレーキ力ならびに前回の前記減少モードでのブレーキ力の減少値に基づいて求めたフィードフォワード項に、前記車輪速度検出手段で検出された車輪速度ならびに前記目標車輪速度演算手段で演算された目標車輪速度の偏差に基づいて求めたフィードバック項を加算して求め、前記増加モードでの前記車輪ブレーキのブレーキ力が前記目標値となるように前記ブレーキアクチュエータを制御することを特徴とする。

また請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成に加えて、前記フィードフォワード項をＰｔｆとし、今回の増加モード開始時のブレーキ力をＰＩとし、前回の減少モードでのブレーキ力の減少値を（Ｐｈ−ＰＩ）とし、今回の増加モードの開始からの時間経過に応じて「０」から「１」以上に増加する係数をｋとしたときに、前記フィードフォワード項Ｐｔｆを次式 Ｐｔｆ＝ＰＩ＋ｋ×（Ｐｈ−ＰＩ） によって求めることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、増加モードでのブレーキ力の目標値を、今回の前記増加モード開始時のブレーキ力ならびに前回の前記減少モードでのブレーキ力の減少値に基づいて求めたフィードフォワード項に、車輪速度および目標車輪速度の偏差に基づいて求めたフィードバック項を加算して求めるようにし、フィードバック項によりフィードフォワード項による過不足を補うようにして、今回の増加モード開始時のブレーキ力から今回のブレーキ力増加で到達すべき目標ブレーキ力に応答性および収束性を高めつつ近づけることができる。

また請求項２記載の発明によれば、前回の減少モードでのブレーキ力の減少値に、今回の増加モードの開始からの時間経過に応じて「０」から「１」以上に増加する係数ｋを乗算した値を、今回の増加モード開始時のブレーキ力ＰＩに加算してフィードフォワード項を得るようにしているので、応答、収束の特性を適切に設定することができる。特に前回の増加モードに比べて今回の増加モードでの路面の摩擦係数が高く変化したときには、係数を一定としたものでは増加不足が生じる可能性があるが、係数ｋが、今回の増加モードの開始からの時間経過に応じて「０」から「１」以上に増加するものであるので増加不足となるのを防止することができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。

図１〜図５は本発明の一実施例を示すものであり、図１は車両用ブレーキ液圧制御装置の構成を示す液圧系統図、図２はコントローラの一部構成を示すブロック図、図３はブレーキ制御手段での目標ブレーキ力演算手順を示すフローチャート、図４はフィードフォワード項係数の設定マップを示す図、図５はアンチロックブレーキ制御時のタイミングチャートである。

先ず図１において、ブレーキ操作に応じた液圧を出力するマスタシリンダＭには、乗員のブレーキ操作によるブレーキ操作力がブレーキペダル１から入力される。該マスタシリンダＭは、タンデム型に構成されるものであり、左前輪用車輪ブレーキＢＡおよび右後輪用車輪ブレーキＢＢに対応した第１出力ポート３と、右前輪用車輪ブレーキ（図示せず）および左後輪用車輪ブレーキ（図示せず）に対応した第２出力ポート４とを備え、第１および第２出力ポート３，４は、ブレーキアクチュエータ５を介して前記各車輪ブレーキＢＡ，ＢＢ…に接続される。而して前記左前輪用車輪ブレーキＢＡ、右後輪用車輪ブレーキＢＢ、右前輪用車輪ブレーキおよび左後輪用車輪ブレーキは、液圧の作用に応じて作動するディスクブレーキである。

前記ブレーキアクチュエータ５の第１出力ポート３側の部分と、第２出力ポート４側の部分とは同一の構成を有するものであり、以下、ブレーキアクチュエータ５の第１出力ポート３側の部分だけについて説明し、ブレーキアクチュエータ５のうち第２出力ポート４側の部分についての説明は省略する。

前記ブレーキアクチュエータ５は、左前輪用車輪ブレーキＢＡおよび右後輪用車輪ブレーキＢＢに共通な液圧路６と、該液圧路６および第１出力ポート３間に介設されるレギュレータ弁７と、前記液圧路６側へのブレーキ液の流通を許容してレギュレータ弁７に並列接続される一方向弁８と、前記液圧路６および左前輪用車輪ブレーキＢＡ間に介設される入口弁９と、前記液圧路６および右後輪用車輪ブレーキＢＢ間に介設される入口弁１０と、前記液圧路６側へのブレーキ液の流通を許容して前記入口弁９，１０にそれぞれ並列接続される一方向弁１１，１２と、左前輪用車輪ブレーキＢＡおよび右後輪用車輪ブレーキＢＢに共通な単一のリザーバ１３と、左前輪用車輪ブレーキＢＡおよび前記リザーバ１３間に介設される出口弁１４と、右後輪用車輪ブレーキＢＢおよび前記リザーバ１３間に介設される出口弁１５と、吸入側が前記リザーバ１３に一方向弁１６を介して接続されるポンプ１８と、該ポンプ１８の吐出側に接続されるダンパ１９と、該ダンパ１９および前記液圧路６間に設けられるオリフィス２０と、前記ポンプ１８の吸入側および一方向弁１６間と第１出力ポート３間に設けられるサクション弁２１とを備える。前記ポンプ１８は、ブレーキアクチュエータ５の第１出力ポート３側の部分と、第２出力ポート４側の部分とに共通である電動モータ１７で駆動される。

前記レギュレータ弁７および入口弁９，１０は、常開型のリニアソレノイド弁であり、前記出口弁１４，１５は常閉型のリニアソレノイド弁であり、前記サクション弁２１は常閉型ソレノイド弁である。また第１出力ポート３およびレギュレータ弁７間には、マスタシリンダＭの出力液圧を検出するマスタシリンダ出力液圧検出手段２２が接続され、前記入口弁９，１０と、左前輪用車輪ブレーキＢＡおよび右後輪用車輪ブレーキＢＢとの間には、左前輪用車輪ブレーキＢＡおよび右後輪用車輪ブレーキＢＢに作用するブレーキ液圧を検出するブレーキ液圧検出手段２３，２４がそれぞれ接続される。

このようなブレーキアクチュエータ５では、サクション弁２１を励磁、開弁した状態で電動モータ１７を作動せしめることにより、ポンプ１８が、マスタシリンダＭ側から吸入して加圧したブレーキ液を前記レギュレータ弁７および入口弁９，１０間の液圧路６に吐出することになる。この際、レギュレータ弁７の作動を制御することにより、液圧路６の液圧を調圧することができる。

すなわちポンプ１８およびレギュレータ弁７は、非ブレーキ操作時に液圧路６に調圧された液圧を作用せしめるものであり、その液圧を入口弁９，１０および出口弁１４，１５で制御することにより、左前輪用車輪ブレーキＢＡおよび右後輪用車輪ブレーキＢＢに相互に異なるブレーキ液圧を作用せしめることができ、それにより車両走行時の挙動安定制御やトラクション制御等のブレーキ制御を実行することができる。

またサービスブレーキ時には、電動モータ１７の作動が停止され、レギュレータ弁７が開弁されるとともにサクション弁２１が閉弁されており、サービスブレーキ時に左前輪および右後輪がロック状態に陥るのを回避するアンチロックブレーキ制御時に、左前輪用車輪ブレーキＢＡおよび右後輪用車輪ブレーキＢＢのブレーキ力は、ブレーキアクチュエータ５によって、前記ブレーキ力を減少する減少モード、前記ブレーキ力を保持する保持モード、ならびに前記ブレーキ力を増加する増加モードを切り換えて調整される。

而して左前輪用車輪ブレーキＢＡが発揮するブレーキ力を減少する減少モードでは、入口弁９を閉弁するとともに出口弁１４を開弁することで前記液圧路６および左前輪用車輪ブレーキＢＡ間が遮断されるとともに左前輪用車輪ブレーキＢＡおよび前記リザーバ１３間が接続され、左前輪用車輪ブレーキＢＡが発揮するブレーキ力を保持する保持モードでは、入口弁９および出口弁１４をともに閉弁することで前記液圧路６および前記リザーバ１３が左前輪用車輪ブレーキＢＡから遮断され、左前輪用車輪ブレーキＢＡが発揮するブレーキ力を増加する増加モードでは、入口弁９を開弁するとともに出口弁１４を閉弁することで前記液圧路６および左前輪用車輪ブレーキＢＡ間が接続されるとともに左前輪用車輪ブレーキＢＡおよびリザーバ１３間が遮断される。また右後輪用車輪ブレーキＢＢが発揮するブレーキ力を減少する減少モードでは、入口弁１０を閉弁するとともに出口弁１５を開弁することで前記液圧路６および右後輪用車輪ブレーキＢＢ間が遮断されるとともに右後輪用車輪ブレーキＢＢおよび前記リザーバ１３間が接続され、右後輪用車輪ブレーキＢＢが発揮するブレーキ力を保持する保持モードでは、入口弁１０および出口弁１５をともに閉弁することで前記液圧路６および前記リザーバ１３が右後輪用車輪ブレーキＢＢから遮断され、右後輪用車輪ブレーキＢＢが発揮するブレーキ力を増加する増加モードでは、入口弁１０を開弁するとともに出口弁１５を閉弁することで前記液圧路６および右後輪用車輪ブレーキＢＢ間が接続されるとともに前記右後輪用車輪ブレーキＢＢおよび前記リザーバ１３間が遮断される。

前記ブレーキアクチュエータ５のレギュレータ弁７、入口弁９，１０、出口弁１４，１５、電動モータ１７およびサクション弁２１はコントローラＣで制御されるものであり、このコントローラＣには、マスタシリンダ出力液圧検出手段２２およびブレーキ液圧検出手段２３，２４の検出値がそれぞれ入力される。

図２において、前記コントローラＣにおいて前記左前輪用車輪ブレーキＢＡのアンチロックブレーキ制御を実行する部分は、車体速度を検出する車体速度検出手段２８と、該車体速度検出手段３０で検出された車体速度に基づいて左前輪の目標車輪速度を演算する目標車輪速度演算手段２９と、前記車体速度検出手段２８で検出された車体速度、左前輪の車輪速度を検出する車輪速度検出手段２５Ａで検出された車輪速度、ならびに摩擦係数推定手段３０で推定された路面の摩擦係数に基づいてブレーキアクチュエータ５を制御するブレーキ制御手段３１とを備える。

前記車体速度検出手段２８は、この車両が前輪駆動車両であるときには、従動輪である左右後輪の車輪速度をそれぞれ検出する車輪速度検出手段２５Ｂ，２５Ｄの検出値に基づいて車体速度を演算する。また前記摩擦係数推定手段３０は、たとえば車両の横加速度を検出する横加速度検出手段２６で検出される横加速度ならびに車両の前後加速度を検出する前後加速度検出手段２７で検出される前後加速度に基づいて走行路面の摩擦係数を推定する。

前記ブレーキ制御手段３１は、左前輪のアンチロックブレーキ制御時には、図３で示す手順に従って左前輪用車輪ブレーキＢＡのブレーキ力を変化させるようにブレーキアクチュエータ５を制御するものであり、図３のステップＳ１では、車輪速度検出手段２５Ａで検出された左前輪の車輪速度から目標車輪速度演算手段２９で演算された左前輪の目標車輪速度を減算して速度差Ｖｅを算出する。次いでステップＳ２では、アンチロックブレーキ制御（以下、ＡＢＳと表記）が増加モードにあるか否かを判断し、増加モードであるときにはステップＳ３に進んでフィードフォワード項およびフィードバック項の係数を演算する。

ここでフィードフォワード項係数ｋは、増加モードの開始からの時間経過に応じて「０」から「１」以上に増加するように、図４で示すように予め設定されている。しかも前記フィードフォワード項係数ｋは、摩擦係数推定手段３０で推定された摩擦係数に応じても変化するように設定されるものであり、高摩擦係数の路面では、増加モードの開始時に「０」であったフィードフォワード項係数ｋが所定時間Ｔ₀ で「１」となり、その所定時間Ｔ₀ 以降は時間経過に応じてフィードフォワード項係数ｋが比例的に増加する。また低摩擦係数の路面では、前記所定時間Ｔ₀ よりも短い時間で「１」となったフィードフォワード項係数ｋが、その後の時間経過に応じて比例的に増加するものであり、中摩擦係数の路面では、高摩擦係数および低摩擦係数の場合の中間値をとるようにフィードフォワード項係数ｋが増加モードの開始からの時間経過に応じて変化する。

ところでブレーキ制御手段３１は、ＰＩフィードバック項の演算も行うものであり、その際に用いるフィードバック項係数ｋｐ，ｋｉについてもステップＳ３で演算され、それらのフィードバック項係数ｋｐ，ｋｉは、摩擦係数推定手段３０で推定された摩擦係数に応じて変化するように設定されている。

ステップＳ４では、今回の増加モード開始時のブレーキ力をＰＩとし、前回の減少モードでのブレーキ力の減少値を（Ｐｈ−ＰＩ）としたときに、フィードフォワード（Ｆ／Ｆと表記）項Ｐｔｆが、 Ｐｔｆ＝ＰＩ＋ｋ（Ｐｈ−ＰＩ） として演算される。

ステップＳ５では、フィードバック（Ｆ／Ｂと表記）項Ｐｔｂが、 Ｐｔｂ＝ｋｐ×Ｖｅ＋ｋｉ×ΣＶｅｄｔ として演算される。

さらにステップＳ６では、フィードフォワード項Ｐｔｆにフィードバック項Ｐｔｂを加算してブレーキ力αが得られ、ステップＳ７で目標ブレーキ力をαに定める。

またステップＳ２で増加モードではないと判断したときには、ステップＳ８で減少モードか否かを確認し、減少モードであったときにはステップＳ９で減少目標を演算し、ステップＳ１０で前記減少目標をブレーキ力αに定め、そのブレーキ力をステップＳ７で目標ブレーキ力に定める。

さらにステップＳ８で減少モードではないと判断したときには、ステップＳ１１で保持モードか否かを判断し、保持モードであったときにはステップＳ１２で前回目標値をブレーキ力αとし、さらにステップＳ７でそのブレーキ力を目標ブレーキ力と定め、保持モードではなかったときにはステップＳ１３でブレーキ力αを「０」と定める。

次にこの実施例の作用について説明すると、コントローラＣのブレーキ制御手段３１は、左前輪用車輪ブレーキＢＡのアンチロックブレーキ制御における増加モードでのブレーキ力の目標値を、今回の増加モード開始時のブレーキ力ならびに前回の減少モードでのブレーキ力の減少値に基づいて求めたフィードフォワード項Ｐｔｆに、車輪速度検出手段５Ａで検出された車輪速度ならびに目標車輪速度演算手段２９で演算された目標車輪速度の偏差に基づいて求めたフィードバック項Ｐｔｂを加算して求め、増加モードでの左前輪用車輪ブレーキＢＡのブレーキ力が前記目標値となるようにブレーキアクチュエータ５を制御するものである。

これにより、フィードバック項Ｐｔｂによりフィードフォワード項Ｐｔｆによる過不足を補うようにして、今回の増加モード開始時のブレーキ力から今回のブレーキ力増加で到達すべき目標ブレーキ力に、応答性および収束性を高めつつ近づけることができる。

たとえば図５で示すように、車体速度、車輪速度および目標車輪速度の変化に応じたアンチロックブレーキの増加モードでは、目標ブレーキ力が前回の増加モードでの目標ブレーキ力に速やかに近づくように減少モードから保持モードを経て増加モードに変化するタイミングから急速に立ち上げられる。また急速に立ち上げられた目標ブレーキ力はフィードバック項Ｐｔｂの働きによって増大し続けることはなく、最大ブレーキ力の近傍に保持されて収束性が高められることになる。

しかもフィードフォワード項Ｐｔｆは、今回の増加モード開始時のブレーキ力をＰＩとし、前回の減少モードでのブレーキ力の減少値を（Ｐｈ−ＰＩ）とし、今回の増加モードの開始からの時間経過に応じて「０」から「１」以上に増加する係数をｋとしたときに、 Ｐｔｆ＝ＰＩ＋ｋ×（Ｐｈ−ＰＩ） によって求められるものであり、応答、収束の特性を適切に設定することができる。

特に前回の増加モードに比べて今回の増加モードでの路面の摩擦係数が高く変化したときには、係数ｋを一定としたものでは増加不足が生じる可能性があるが、係数ｋが、今回の増加モードの開始からの時間経過に応じて「０」から「１」以上に増加するものであるので増加不足となるのを防止することができる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

たとえば上記実施例ではブレーキアクチュエータ５がブレーキ液圧の調圧によってブレーキ力を調整するものであったが、本発明は、そのようなものに限定されることはなく、ブレーキ力を調節し得るブレーキアクチュエータを備える車両のアンチロックブレーキ制御装置に広く適用可能である。

車両用ブレーキ液圧制御装置の構成を示す液圧系統図である。 コントローラの一部構成を示すブロック図である。 ブレーキ制御手段での目標ブレーキ力演算手順を示すフローチャートである。 フィードフォワード項係数の設定マップを示す図である。 アンチロックブレーキ制御時のタイミングチャートである。

符号の説明

５・・・ブレーキアクチュエータ
２５・・・車輪速度検出手段
２８・・・車体速度検出手段
２９・・・目標車輪速度演算手段
３１・・・ブレーキ制御手段
ＢＡ・・・左前輪用車輪ブレーキ
ＢＢ・・・右後輪用車輪ブレーキ

Claims (2)

1. 車輪ブレーキ（ＢＡ，ＢＢ）のブレーキ力を減少する減少モード、前記ブレーキ力を保持する保持モード、ならびに前記ブレーキ力を増加する増加モードを切り換えて前記ブレーキ力を調整し得るブレーキアクチュエータ（５）と、車輪速度を検出する車輪速度検出手段（２５Ａ）と、車体速度を検出する車体速度検出手段（２８）と、該車体速度検出手段（２８）で検出された車体速度に基づいて目標車輪速度を演算する目標車輪速度演算手段（２９）と、前記車輪速度検出手段（２５Ａ）で検出された車輪速度ならびに前記目標車輪速度演算手段（２９）で演算された目標車輪速度を比較するとともにその比較結果に基づいて前記減少モード、保持モードおよび増加モードを切換えるようにして前記ブレーキアクチュエータ（５）の作動を制御するブレーキ制御手段（３１）とを備える車両のアンチロックブレーキ制御装置において、前記ブレーキ制御手段（３１）は、前記増加モードでのブレーキ力の目標値を、今回の前記増加モード開始時のブレーキ力ならびに前回の前記減少モードでのブレーキ力の減少値に基づいて求めたフィードフォワード項に、前記車輪速度検出手段（５Ａ）で検出された車輪速度ならびに前記目標車輪速度演算手段（２９）で演算された目標車輪速度の偏差に基づいて求めたフィードバック項を加算して求め、前記増加モードでの前記車輪ブレーキ（ＢＡ）のブレーキ力が前記目標値となるように前記ブレーキアクチュエータ（５）を制御することを特徴とする車両のアンチロックブレーキ制御装置。
2. 前記フィードフォワード項をＰｔｆとし、今回の増加モード開始時のブレーキ力をＰＩとし、前回の減少モードでのブレーキ力の減少値を（Ｐｈ−ＰＩ）とし、今回の増加モードの開始からの時間経過に応じて「０」から「１」以上に増加する係数をｋとしたときに、前記フィードフォワード項Ｐｔｆを次式 Ｐｔｆ＝ＰＩ＋ｋ×（Ｐｈ−ＰＩ） によって求めることを特徴とする請求項１記載の車両のアンチロックブレーキ制御装置。