JP4982280B2 - ブレーキ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ブレーキ装置の摩擦材の摩擦係数の算出、摩擦材の摩擦係数に基づく車輪の停止状態の判定及び車輪の路面μの算出に関する。

アンチロックブレーキ制御（以下、ＡＢＳ制御と言う。）や車両挙動安定化制御（ビーヒクルスタビリティアシスト制御、以下、ＶＳＡ制御と言う。）では、舵角センサやヨーレートセンサを用いて車両の旋回挙動を検出し、実際の旋回挙動が安定するように各車輪ブレーキのブレーキ圧を制御する。ＡＢＳ制御やＶＳＡ制御を高精度に実行するためには、舵角センサやヨーレートセンサの経時的な中点のずれ（ドリフト）を補正（零点の更新）を行う必要がある。そこで、車両が停止（静止）している状態で、ヨーレートセンサの中点補正を行い、中点補正後のヨーレートセンサの出力が走行中にゼロ、即ち直進状態において、舵角センサの中点補正を行う。従って、車両の停止（静止）判定を正確に行う必要がある。

車両の停止判断は、車輪速度センサにより検出された車輪速度に基づいてされていた。近年、制動時のブレーキトルクを検出するブレーキトルクセンサを用いたＡＢＳ制御等が提案されている。

特許文献１には、制動トルクを検出するブレーキトルクセンサを有するディスクブレーキが記載されている。

特許文献２には、低速時における車輪速の精度低下を防止する車速検出装置が記載されている。
特開２００３−１４０１９号公報 特許第３４４６７７９号公報

しかしながら、キャリパ液圧から制動力を推定して、路面μを求めるには、摩擦材の摩擦係数（パッドμ）を知る必要があり、これを固定値で置き換えて算出した場合は摩擦材の摩耗等によりパッドμの変動分の誤差が生じるといった問題があった。更に、左右の車輪で路面μに差がある状態の検出において、左右の車輪のパッドμの差が路面μの差の検出に直接影響を及ぼし、その精度を著しく悪化させるという問題があった。

また、車輪速度センサによる車輪の停止判断では、極低速度走行における車輪停止の検出精度が低下するという問題点もある。従って、車輪速度センサを用いずにブレーキトルクセンサの出力を用いて、車輪速度センサを用いた場合よりも精度の高い車輪停止状態を判定する技術が望まれる。

特許文献１では、ブレーキトルクの検出に関する記載はあるがブレーキトルクからパッドμの推定や車両の停止状態を判定することについては記載されていない。

また、特許文献２にも、車輪速度に関する記載はあるがパッドμを推定することについては記載されていない。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、車輪とともに回転するブレーキ要素に回転力が付与されている場合でも正確に車輪停止を判定できるブレーキ装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明によれば、車輪を回転可能に支持すると共に、サスペンションによって車体にばね支持される車輪回転支持体、車輪と共に回転するブレーキ要素と、前記ブレーキ要素に接して前記ブレーキ要素を制動する摩擦材と、運転者によって操作されるブレーキ操作部材と、前記ブレーキ操作部材の操作量に応じた力で前記摩擦材を前記ブレーキ要素に押動する押動部材とを備えるブレーキ装置であって、前記押動部材の押動力を検出する押動力検出手段と、制動時のブレーキトルクを検出するブレーキトルクセンサと、前記押動力検出手段で検出された押動力及び前記ブレーキトルクセンサで検出されたブレーキトルクに基づいて、前記ブレーキ要素と前記摩擦材との間の摩擦係数を演算する摩擦係数演算手段と、前記ブレーキ操作部材が操作されたときに、前記摩擦係数演算手段で演算された摩擦係数が、予め設定された動摩擦域の範囲内に入ったか否かを判定し、前記摩擦係数が前記動摩擦域の範囲内に入ったと判定した後で、前記摩擦係数が前記動摩擦域よりも低く０より大きな所定の閾値以下となったときに、車輪の停止状態であると判定する車輪停止状態判定手段とを備えたことを特徴とするブレーキ装置が提供される。

請求項２記載の発明によれば、前記ブレーキ要素は所定の有効半径を有するブレーキディスクを含んでなり、前記車輪停止状態判定手段が車輪の停止状態であると判定する前に、前記摩擦係数演算手段は、前記押動力検出手段が算出するピストン押動力と前記ブレーキディスクの有効半径の積算値で、前記ブレーキトルクセンサで検出された前記ブレーキトルクを除算して前記摩擦係数を演算することを特徴とするブレーキ装置が提供される。

請求項１記載の発明によると、押動力検出手段で検出された押動力及びブレーキトルクセンサで検出されたブレーキトルクに基づいてブレーキ要素と摩擦材との間の摩擦係数を演算するので、摩擦係数を精度良く検出することができる。その結果、フェード、摩耗、水濡れ等に対処することができる。また、演算された摩擦係数が、予め設定された動摩擦域よりも低い値を下回ったときに、車輪の停止状態であると判定するので、車輪速パルスでは判定が困難な極低速走行と停止の区別を正確に行うことができ、車輪の停止を正確に把握することができる。
また、請求項２記載の発明によると、車輪停止状態判定手段が車輪の停止状態であると判定する前に、摩擦係数演算手段は、押動力検出手段が算出するピストン押動力とブレーキディスクの有効半径の積算値で、ブレーキトルクセンサで検出されたブレーキトルクを除算して摩擦係数を演算できる。

図１は、本発明の実施形態に係る車両のブレーキ系を示す概略構成図である。図１に示すように、車両に搭載されるマスタシリンダ２には、負圧ブースタ４を介してブレーキペダル（ブレーキ操作部材）６からブレーキ操作力が入力される。マスタシリンダ２は、タンデム型に構成されたものであり、例えば、左前輪ブレーキ１ＦＬ，右後輪ブレーキ１ＲＲに対応する出力ポート８と、図示しない右前輪ブレーキ及び左後輪ブレーキに対応する出力ポート１０とを備え、出力ポート８，１０には液圧路１１，１２がそれぞれ接続される。出力ポート８側のブレーキ装置と、出力ポート１０側のブレーキ装置は同一構成であるので、出力ポート８側のブレーキ装置について説明し、出力ポート１０側のブレーキ装置については説明を省略する。

マスタシリンダ２の出力液圧は、吸入弁１６及び吐出弁１８を有し、モータ１３で駆動されるポンプ１４で増圧可能であり、吐出弁１８は液圧路２０に接続されている。

液圧路２０及びブレーキ１ＦＬ，１ＲＲ間には、調圧装置２２が設けられており、この調圧装置２２は、左前輪ブレーキ１ＦＬ及び液圧路２０間に設けられる常開型電磁弁２６と、右後輪ブレーキ１ＲＲ及び液圧路２０間に設けられる常開型電磁弁２８と、各ブレーキ１ＦＬ，１ＲＲ側から液圧路２０側へのブレーキ液圧の流通を許容して常開型電磁弁２６，２８にそれぞれ並列に接続される一対の一方向弁３０，３２と、リザーバ３３と、各車輪ブレーキ１ＦＬ，１ＲＲ及びリザーバ３３間にそれぞれ設けられる常閉型電磁弁３４，３６と、液圧路１１，２０間に設けられる比例型常開電磁弁３８と、液圧路１１及びチェック弁３９間に設けられる常閉型電磁弁３７を備える。リザーバ３３は、吸入弁１６にチェック弁３９を介して接続されている。

調圧装置２２は、比例型常開型電磁弁３８を全開し、常閉型電磁弁３７を閉弁し、常開型電磁弁２６，２８を開弁するともに、常閉型電磁弁３４，３６を閉弁することにより液圧路１１の液圧をブレーキ１ＦＬ，１ＲＲに供給する。比例型常開型電磁弁３８を全閉し、常閉型電磁弁３７を閉弁し、常開型電磁弁２６，２８を開弁するともに、常閉型電磁弁３４，３６を閉弁することによりブレーキ１ＦＬ，１ＲＲのブレーキ液圧を保持する。

このブレーキ圧保持状態から、常閉型電磁弁３７を閉弁し、常開型電磁弁２６，２８を開弁するともに、常閉型電磁弁３４，３６を閉弁し、比例型常開型電磁弁３８の通電量を制御して徐々に開弁することにより、ホイールシリンダのブレーキ液圧をマスタシリンダ２に徐々に解放する。

更に、非ブレーキ操作中に、常閉型電磁弁３７を開弁し、比例型常開型電磁弁３８及び常開型電磁弁２６，２８を開弁するともに、常閉型電磁弁３４，３６を開弁した状態でモータ１３を作動せしめることにより、ポンプ１４がマスタシリンダ２側からブレーキ液を吸収して加圧したブレーキ液を液圧路２０側に吐出することになり、この状態で、比例型常開型電磁弁３８を閉弁し、常閉電磁弁３４，３６を閉弁し、常開電磁弁２６，２８のうち制動力を付加しようとするブレーキに対応する常開型電磁弁を開弁し、他方の常開型電磁弁を閉弁することにより、制御力を付加しようとするブレーキにブレーキ液圧を作動せしめて、ブレーキ力を発揮せしめる。

液圧路１１は、常閉型電磁弁３７を介して吸入弁１６及びチェック弁３９間に接続されるとともに、比例型常開型電磁弁３８を介して液圧路２０に接続される。

ポンプ１４を駆動するモータ１３のオン・オフ作動、調圧装置２２の各常開型電磁弁２６，２８、各常閉型電磁弁３４，３６の開閉作動、常閉型電磁弁３７の開閉作動、比例型常開型電磁弁３８の通電量の制御による開閉作動はＥＣＵ４２により制御される。ＥＣＵ４２には、左前輪ブレーキ液圧センサ４６ＦＬ，右後輪ブレーキ液圧センサ４６ＲＲ、図示しない右前輪ブレーキ液圧センサ及び左後輪ブレーキ液圧センサ、左前輪ブレーキトルクセンサ５０ＦＬ，右後輪ブレーキトルクセンサ５０ＲＲ、図示しない右前輪ブレーキトルクセンサ及び左後輪ブレーキトルクセンサ並びに左前輪車輪速度センサ５２ＦＬ、右後輪車輪速度センサ５２ＲＲ、図示しない右前輪車輪速度センサ及び左後輪車輪速度センサからのセンサ出力信号が入力される。

左前輪ブレーキ液圧センサ４６ＦＬ及び右後輪ブレーキ液圧センサ４６ＲＲなどは、左前輪ブレーキ１ＦＬ及び右後輪ブレーキ１ＲＲなどに作動するブレーキ液圧を検出するキャリパ液圧検出センサである。左前輪ブレーキ１ＦＬ、右後輪ブレーキ１ＲＲなどは、常開型電磁弁２６，２８を介して供給されるブレーキ液圧に従って、ブレーキ力を発揮する。

図２〜３は、ブレーキ１ＦＬ，１ＲＲなどを説明するための図である。尚、各車輪について、ブレーキ１ＦＬ、１ＲＲなどが同一構造であるので符号を１と記載し、各車輪の区別はしない。図２及び図３に示すように、摩擦要素としてのブレーキディスク６２は、図示しない車輪に固定されており、車輪とともに回転する。

ナックル６４は、車輪支持体であり、車輪を回転可能に支持するとともに、図示しないばね及びサスペンションリンクを介して車体に連結されている。キャリパブラケット６８は、ボルト６５，６７によりナックル６４に取り付けられており、ブレーキディスク６２の回入側及び回出側の両側でブレーキディスク６２の軸方向両側に配置される一対の摩擦パッド（摩擦材）７８，８０を支持している。軸受８２は車軸８５を支持している。

キャリパブラケット６８には、２本のボルトによりブレーキキャリパ６６に固定されたた２本のスライドピンが摺動可能に嵌合されており、ブレーキディスク６２の軸線と平行な方向に進退して摩擦パッド７８，８０をブレーキディスク６２に向けて押し付けるピストン（押動部材）７２を備える。

ブレーキキャリパ６６はホイールシリンダ７０を一体的に有しており、ホイールシリンダ７０内にはピストン（押動部材）７２が嵌合されている。ピストン室７４には、液圧供給口７６を介してブレーキ液圧が供給される。

ブレーキディスク６２は、ハブ６３に連結されている。液圧供給口７６を介してブレーキ液圧がピストン室７４に供給されると、ピストン７２が図３において左方向に押し出されて摩擦パッド７８がブレーキディスク６２に押し付けられる。

ピストン７２が摩擦パッド７８をブレーキディスク６２に押し付けた反力でブレーキキャリパ６６が右方向に移動し、反対側の摩擦パッド８０もブレーキディスク６２に押し付けられ、ブレーキディスク６２の回転を制動する。

ブレーキトルクセンサ５０は、図示しないサスペンションのばね下の部材の制動時のブレーキトルクによって歪が生じる部位に設けられ、ピストン７２の押動力による摩擦パッド７８，８０とブレーキディスク６２との間の摩擦力によるブレーキトルクＴｂ及びピストン７２による摩擦パッド７８，８０のブレーキディスク６２への押動力による車輪の停止状態におけるブレーキトルクＴｂを検出する。車輪速度センサ５２ＦＬ、５２ＲＲなどは、車輪の回転速度を検出するセンサである。

図４は、本発明の実施形態によるＥＣＵ４２の車輪停止判定に係る機能ブロック図である。図４に示すように、ＥＣＵ４２は、押動力検出手段１００、パッドμ算出手段１０２、制動判定手段１０４及び車輪停止判定手段１０６を備える。

押動力検出手段１００は、ピストン７２が摩擦パッド７８をブレーキディスク６２に押し付けた押動力と、その反力によりブレーキキャリパ６６が摩擦パッド８０をブレーキディスク６２に押し付けた押動力とを合わせたピストン押動力ＰＦ［Ｎ］を、式（１）より算出する。

ＰＦ＝２＊Ｐ＊Ｓ ・・・ （１）
但し、Ｐ［ＭＰａ］はブレーキ液圧センサ４６により検出されたブレーキ液圧、Ｓ［ｍｍ²］は、ホイールシリンダ７０のシリンダ断面積である。

パッドμ算出手段１０２は、ピストン押圧力ＰＦ、ブレーキトルクセンサ５０により検出されたブレーキトルクＴｂ［Ｎ・ｍ］及びブレーキディスク６２の有効半径Ｒｒｏｔ［ｍ］から、式（２）に示すブレーキトルクＴｂとブレーキ液圧Ｐの関係に基づいて，式（３）より、摩擦パッド７８，８０の摩擦係数μｐａｄを算出する。

Ｔｂ＝ＰＦ＊μｐａｄ＊Ｒｒｏｔ ・・・ （２）
ＰＦ＊μｐａｄは、ピストン６２からのブレーキ液圧Ｐによる摩擦パッド７８を介してブレーキディスク６２に作用する力と、その反力により摩擦パッド８０を介してブレーキディスク６２に作用する力とによる左右の２方向からの摩擦パッド７８，８０とブレーキディスク６２の間の摩擦力によるブレーキ力である。このブレーキ力に、ブレーキディスク６２の有効半径Ｒｒｏｔを掛け合わせることにより、式（２）に示すブレーキトルクＴｂが算出される。

ブレーキトルクＴｂ、ブレーキ液圧Ｐ、ホイールシリンダ断面積Ｓ、ブレーキディスク有効半径Ｒｒｏｔは、既知であるので、式（３）より摩擦係数μｐａｄを算出することができる。

μｐａｄ＝Ｔｂ／（ＰＦ＊Ｒｒｏｔ） ・・・ （３）
運転者によるブレーキペダル６の踏み込みやＡＢＳ制御等により、摩擦パッド７８，８０とブレーキディスク６２が十分摩擦して、ブレーキ力が発揮されている状態では安定した値を取ることが分かっている。例えば、摩擦係数μｐａｄが０．３５前後である。

しかし、車輪が停止しているときは、摩擦パッド７８，８０とブレーキディスク６２が摩擦していない状態であり、摩擦パッド７８，８０からブレーキディスク６２への押動力により、ブレーキディスク６２の回転が阻止された状態である。

この状態では、ブレーキディスク６２が回転しておらず、摩擦パッド７８，８０とブレーキディスク６２の摩擦力が零であることから、ブレーキトルクとブレーキ液圧は、摩擦パッド７８，８０とブレーキディスク６２との間で作用する摩擦力に基づく式（３）に示す摩擦係数μｐａｄの関係を保持せず、車輪を停止させるためにブレーキペダル６が強く踏み込まれており、車輪を停止させるに必要なブレーキトルクを発生するためのブレーキ液圧より十分に高いブレーキ液圧がブレーキ１に作用している状態であると考えられる。

そのため、式（３）から演算した摩擦係数μｐａｄは、ブレーキディスク６２と摩擦パッド７８，８０が十分摩擦してブレーキ力が発揮されている状態での摩擦係数μｐａｄや、停止する直前の摩擦係数パッドμｐａｄよりも低い値を示すこととなる。ここで、ブレーキペダル６が強く踏み込まれブレーキ液圧のみが高くなることにより、車輪の停止を判定すると、例えば、高速走行中に急ブレーキをかけた場合のように、摩擦パッド７８，８０とブレーキディスク６２との間で摩擦力が作用している場合もあり、車輪の停止を誤判定することがあるが、式（３）から演算した摩擦係数μｐａｄにより車輪の停止を判定することにより、車輪停止の誤判定を防止できる。

従って、式（３）より摩擦係数μｐａｄを常時演算することにより、摩擦パッド７８，８０とブレーキディスク６２の間の摩擦状態が分かり、摩擦による制動時よりも摩擦係数μｐａｄが極端に低下した場合に車輪の停止と判定することができる。尚、ＡＢＳ制御等が非作動状態であり、且つブレーキペダル６が踏み込まれていないときは、押動力ＰＦが零となり、式（３）より、摩擦係数μｐａｄを算出することはできないので、かかる場合は摩擦係数μｐａｄの演算はしない。

制動判定手段１０４は、演算した摩擦係数μｐａｄが摩擦により安定してブレーキ力が発揮されていると考えられる一定の摩擦係数の範囲（動摩擦域）、例えば、０．３５から一定範囲であり制動中であるか否かを判定する。ブレーキペダル６の踏み込みによる摩擦パッド７８，８０とブレーキディスク６２の間の摩擦力による制動後の車輪の停止を判定することにより、ブレーキペダル６の踏み込み開始の時のように摩擦力が安定して発揮される状態に移るまでの不安定な過渡的な状態での車輪停止の誤判定を防止して、確実に車輪停止を判定するためである。また、摩擦パッド７８，８０の摩耗により摩擦力が小さくなることも考えられることから、演算した摩擦係数μｐａｄに基づいて動摩擦域を可変にしても良い。

車輪停止判定手段１０６は、制動判定手段１０４により制動が判定された後に、算出した現在の摩擦係数μｐａｄが制動時の動摩擦域の摩擦係数μｐａｄを下回る値、例えば、閾値μｔｈよりも小さいときに車輪の停止であると判定する。ここで、駆動力が車軸８５を通して車輪に付与されている場合や、登坂路で停止している場合は重力加速度の斜面成分によりブレーキディスク６２に回転力が付与されており、この回転力を制動する制動力が、摩擦パッド７８，８０からブレーキディスク６２に作用しており、ブレーキトルクはゼロではなく、式（３）から演算した摩擦係数μｐａｄは零とはならない。よって、式（３）から演算した摩擦係数μｐａｄが零であることを以って車輪の停止を判断した場合は、上記場合において車輪の停止を判断できず正確に車輪停止を判断することはできない。そこで、閾値μｔｈを０よりも大きな値とする。

本実施形態では、制動後における車輪停止を判定するようにしているが、制動の判断を行わずに、式（３）より演算した摩擦係数μｐａｄが動摩擦域を下回る閾値μｔｈ以下となったことを車輪停止の条件としても良い。

但し、制動後の車輪停止を判定することにより、上述のように、摩擦による制動力が不安定である過渡的な状態における車輪停止の誤判定がなくなり、精度良く車輪停止を判定することができる。また、制動中の摩擦係数μｐａｄと比較して、動摩擦域を可変とすることより、摩擦パッド７８，８０の摩耗により摩擦係数が小さくなったときに制動中であるにもかかわらず、車両停止と誤判定することがなくなる。

式（３）より演算したμｐａｄが動摩擦域を下回る閾値μｔｈ以下となる回数が所定回数を越えたことにより車輪停止を判定するようにしても良い。運転者は、通常、車両を停止するべく一定時間以上ブレーキペダル６を踏み込むことから、誤判定を防止して、車輪停止の判定を確実に行うことができる。

図５は、本発明の実施形態による車輪停止判定方法を示すフローチャートである。図６は車輪停止判定方法を示すタイムチャートである。図６中のＰはブレーキ液圧、Ｔｂはブレーキトルク、μｐａｄは摩擦係数、μｔｈは閾値、Ｌは動摩擦域である。

ステップＳ２で、ブレーキトルクセンサ５０が検出したブレーキトルクＴｂを取得する。ステップＳ４で、ブレーキ液圧センサ４６が検出したブレーキ液圧Ｐを取得する。ステップＳ６で、ブレーキ液圧Ｐ、ホイールシリンダ７０のシリンダ断面積Ｓを式（１）に代入して、押動力ＰＦを算出する。

ステップＳ８で、例えば、図示しないブレーキスイッチがＯＮしたか、ブレーキ液圧Ｐが一定以上であるか否かによりブレーキペダル６が踏み込まれているか否かを判定する。肯定判定ならば、ステップＳ１０に進み、否定判定ならば、ステップＳ２２に進み、制動判断済みフラグをＯＦＦして終了する。例えば、時刻ｔ１でブレーキペダル６が踏み込まれたとする。

ステップＳ１０で、ブレーキトルクＴｂ、ブレーキ有効半径Ｒｒｏｔ、押動力ＰＦを式（３）に代入して、摩擦係数μｐａｄを算出する。ステップＳ１２で、制動判断済みフラグがＯＮであるか否かを判定する。肯定判定ならば、ステップＳ１８に進み、否定判定ならば、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４で、算出した摩擦係数μｐａｄが動摩擦域Ｌの範囲内であるか否かを判定する。肯定判定ならば、ステップＳ１６に進み、否定判定ならば、終了する。

ステップＳ１６で、制動判断済みフラグをＯＮする。例えば、交差点で車両を停止するべく、時刻ｔ１でブレーキペダル６が踏み込まれ、摩擦パッド７８，８０とブレーキディスク６２との間の摩擦力により、ブレーキ力が発揮されて、時刻ｔ２で、算出したμｐａｄが動摩擦域Ｌの範囲内になると、摩擦力によりブレーキトルクが安定して発揮されていると判断されて、制動判断済みフラグがＯＮされる。

ステップＳ１８で、算出した摩擦係数μｐａｄが閾値μｔｈ以下であるか否かを判定する。肯定判定ならば、ステップＳ２０に進み、否定判定ならば、終了する。ステップＳ２０で、ブレーキペダル６の踏み込みによりパッド７８，８０とブレーキディスク６２との間の摩擦力が発揮された後に、ブレーキペダル６が強く踏み込まれて、車両が停止している状態であるとして、車輪の停止を判定する。例えば、時刻ｔ３では車輪停止のためにブレーキペダル６が強く踏み込まれて、算出した摩擦係数μｐａｄが閾値μｔｈ以下となり、車輪の停止を判定する。本例では、車輪が停止した後も、駆動トルクが駆動輪に作用していることから、図６に示すように、駆動輪のブレーキトルクＴｂは零ではない。上記ステップＳ２〜２２を繰り返す。

以上説明した本実施形態によれば、ブレーキトルクＴｂとブレーキ液圧Ｐに基づいて摩擦係数μｐａｄを算出するので、摩擦係数を精度良く検出することができる。その結果、フェード、摩耗、水濡れ等に対処することができる。また、制動後に摩擦係数μｐａｄが閾値μｔｈ以下となったことにより車輪の停止状態を判定するので、車輪の停止を正確に把握することができ、車輪速パルスでは判定が困難な極低速走行と停止の識別を正確に行うことができる。

図７は、本発明の実施形態によるＥＣＵ４２の路面μ推定に係る機能ブロック図である。図７に示すように、ＥＣＵ４２は、制動判定手段１５０、角速度算出手段１５２、駆動トルク算出手段１５４、路面μ演算手段１５６及び車輪間路面μ差演算手段１５８を具備する。

制動判定手段１５０は、ブレーキ力が車輪に作用しているか否か、例えば、ブレーキペダル６が踏み込まれているか否かを判定する。ブレーキペダル６が踏み込まれているか否かは、図示しないブレーキスイッチがＯＮしたか否か、ブレーキ液圧センサ４６により検出されるブレーキ液圧が一定値を超えているか否かにより判定する。

角加速度算出手段１５２は、車輪速度センサ５２により検出された車輪速度から車輪角速度ωを算出して、これを微分することにより、車輪の角加速度ｄω／ｄＴを算出する。

駆動トルク算出手段１５４は、アクセルペダル全閉であることから、エンジンブレーキトルクＴｄ０（負のトルク）を、例えば、エンジン回転数、吸気負圧及びシフトポジジョンとエンジンブレーキとの関係を記憶したマップテーブルを参照して、算出する。路面μ演算手段１５６は、以下のようにして路面μを算出する。

路面を走行している駆動輪には、ブレーキペダル６の踏み込みによるマスタシリンダ２からのブレーキ液圧の車輪ブレーキ１への作動によるブレーキトルクＴｂ、エンジンブレーキトルクＴｄ、例えば、ＦＦ車両の場合は、Ｔｄ＝Ｔｄ０／２、及び走行抵抗Ｔｒが作用しており、式（４）が成り立つ。

Ｉ×ｄω／ｄＴ＝Ｗ×μ×Ｒｔｉｒｅ＋Ｔｄ＋Ｔｂ＋Ｔｒ ・・・ （４）
但し、Ｉ［ｋｇ・ｍ²］はホイールイナーシャ、Ｗ［Ｎ］は車輪の上下荷重、μは路面摩擦係数、Ｒｔｉｒｅ［ｍ］はタイヤ有効半径、Ｔｒ［Ｎ・ｍ］は走行抵抗のトルク換算値であり、車輪速度により算出される。

ブレーキ状態なので、符号は、ｄω／ｄＴはマイナス、Ｔｄはエンジンブレーキトルクでマイナス、Ｔｂはマイナス、Ｔｒはマイナスである。

式（４）より式（５）が成り立つ。

μ＝（Ｉ×ｄω／ｄＴ−Ｔｄ−Ｔｂ−Ｔｒ）／Ｗ×Ｒｔｉｒｅ ・・・ （５）
一方、路面を走行している従動輪には、ブレーキペダル６の踏み込みによるマスタシリンダ２からのブレーキ液圧の車輪ブレーキ１への作動によるブレーキトルクＴｂ及び走行抵抗Ｔｒが作用することから、式（６）が成り立つ。

Ｉ×ｄω／ｄＴ＝Ｗ×μ×Ｒｔｉｒｅ＋Ｔｂ＋Ｔｒ ・・・ （６）
符号は、式（４）と同様である。式（６）より、式（７）が成り立つ。

μ＝（Ｉ×ｄω／ｄＴ−Ｔｂ−Ｔｒ）／Ｗ×Ｒｔｉｒｅ ・・・ （７）
路面μ演算手段１５６は、駆動輪の路面μを式（５）より算出し、従動輪の路面μを式（７）より算出する。車輪間路面μ差演算手段１５８は、路面μ演算手段１５６が算出した各車輪について路面μから車輪間の路面μの差を算出する。

図８は、本発明の路面μ算出方法を示すフローチャートである。ステップＳ５０で、ブレーキペダル６がＯＮであるか否かを判定する。ブレーキペダル６が踏み込まれているか否かは、ブレーキスイッチがＯＮしているか否か、ブレーキ液圧が一定以上であるか否かにより判定する。肯定判定ならば、ステップＳ５２に進み、否定判定ならば、終了する。ステップＳ５２で、車輪の角加速度ｄω／ｄｔを算出する。ステップＳ５４で、ブレーキトルクセンサ５０よりブレーキトルクＴｂ（符号はマイナスとする）を取得する。

ステップＳ５６で、慣性モーメントＩ×ｄω／ｄｔを算出する。ステップＳ５８で、エンジン回転数、吸気圧、シフトポジション（減速比）とエンジンブレーキトルクとの関係を示すマップテーブルよりエンジンブレーキトルクＴｄ０を算出する。ステップＳ６０で、駆動輪の場合は、式（５）に、慣性モーメントＩ×ｄω／ｄｔ、エンジンブレーキトルクＴｄ（＝Ｔｄ０／２）、ブレーキトルクＴｂ、車輪の荷重Ｗ、タイヤ動半径Ｒｔｉｒｅ及び走行抵抗Ｔｒを代入して、駆動輪の路面μを算出する。また、従動輪の場合は、式（７）に、慣性モーメントＩ×ｄω／ｄｔ、ブレーキトルクＴｂ、車輪の荷重Ｗ、タイヤ動半径Ｒｔｉｒｅ及び走行抵抗Ｔｒを代入して、従動輪の路面μを算出する。

ステップＳ６２で全車輪について路面μを算出したか否かを判定する。肯定判定ならば、ステップＳ６４に進み、否定判定ならば、ステップＳ５２に戻る。ステッＳ６４で、路面μの車輪間の差を算出する。上記ステップＳ５０〜６４を繰り返す。

以上説明した本実施形態によれば、ブレーキトルクセンサからのブレーキトルク及びエンジンブレーキトルクに基づいて、路面μを算出するので、パッドμの変動やばらつきに影響されること無く、車輪毎の路面μを正確に計測することができる。

本発明が適用される車両のブレーキ系を示す概略構成図である。 本発明の実施形態によるディスクブレーキ概観斜視図である。 本発明の実施形態によるディスクブレーキの概略断面図である。 本発明の実施形態による車輪停止判定に係る機能ブロック図である。 本発明の実施形態による車輪停止判定方法を示すフローチャートである。 本発明の実施形態による車輪停止判定方法を示すタイムチャートである。 本発明の実施形態による路面μ算出に係る機能ブロック図である。 本発明の実施形態による路面μ算出方法を示すフローチャートである。

符号の説明

１ ブレーキ
６ ブレーキペダル
４２ ＥＣＵ
４６ ブレーキ液圧センサ
５０ ブレーキトルクセンサ
５２ 車輪速度センサ
１００ 押動力検出手段
１０２ パッドμ演算手段
１０４，１５０ 制動判定手段
１０６ 車輪停止判定手段
１５４ 路面μ演算手段

Claims (2)

1. 車輪を回転可能に支持すると共に、サスペンションによって車体にばね支持される車輪回転支持体、車輪と共に回転するブレーキ要素と、前記ブレーキ要素に接して前記ブレーキ要素を制動する摩擦材と、運転者によって操作されるブレーキ操作部材と、前記ブレーキ操作部材の操作量に応じた力で前記摩擦材を前記ブレーキ要素に押動する押動部材とを備えるブレーキ装置であって、
   前記押動部材の押動力を検出する押動力検出手段と、
   制動時のブレーキトルクを検出するブレーキトルクセンサと、
   前記押動力検出手段で検出された押動力及び前記ブレーキトルクセンサで検出されたブレーキトルクに基づいて、前記ブレーキ要素と前記摩擦材との間の摩擦係数を演算する摩擦係数演算手段と、
   前記ブレーキ操作部材が操作されたときに、前記摩擦係数演算手段で演算された摩擦係数が、予め設定された動摩擦域の範囲内に入ったか否かを判定し、前記摩擦係数が前記動摩擦域の範囲内に入ったと判定した後で、前記摩擦係数が前記動摩擦域よりも低く０より大きな所定の閾値以下となったときに、車輪の停止状態であると判定する車輪停止状態判定手段と、
   を備えたことを特徴とするブレーキ装置。
2. 前記ブレーキ要素は所定の有効半径を有するブレーキディスクを含んでなり、
   前記車輪停止状態判定手段が車輪の停止状態であると判定する前に、
   前記摩擦係数演算手段は、前記押動力検出手段が算出するピストン押動力と前記ブレーキディスクの有効半径の積算値で、前記ブレーキトルクセンサで検出された前記ブレーキトルクを除算して前記摩擦係数を演算することを特徴とする請求項１に記載のブレーキ装置。

Images