JP5169713B2 - 制動制御装置及び制動方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＡＢＳ制御など、車輪のスリップ率を目標スリップ率となるように車輪への制動を制御する制動制御に関する。

従来の技術は、時々刻々摩擦係数が変化する路面のスリップ率及び制動トルクを所定時間内で検出し、その検出したスリップ率及び制動トルクの値に基づいて、制動トルク勾配を演算するものである。
特開２００２−３２１６０５号公報

しかし、現実の路面の摩擦状態は時々刻々変化するものであり、さらには、スリップ率の検出値にはノイズが含まれている。したがって、従来技術のように所定時間内に検出したスリップ率の値に基づき制動トルク勾配を算出しても制動トルク勾配を正確に検出し、その値に基づいて制動制御を行うことは困難である。
本発明は、上記のような点に鑑みてなされたもので、走行路面に応じて、制動性能とヨー安定性とを両立可能な領域のスリップ率に、車輪のスリップ率を設定可能な制動制御装置及び制動方法を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、スリップ率の変化率に対する制動摩擦係数の変化率の比と、スリップ率に対する制動摩擦係数の比との関係に基づき、スリップ率が制動摩擦係数及び横滑り摩擦係数を共に確保可能な領域に位置するように、上記目標スリップ率を補正する。

本発明によれば、スリップ率の変化率に対する制動摩擦係数の変化率の比とスリップ率に対する制動摩擦係数の比との偏差を算出し、前記偏差が負の場合、前記目標スリップ率を減少補正する。これによって、路面の摩擦状態は時々刻々変化しても制動トルク勾配に基づいて正確に制動制御することが可能となる。

次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態に係る車両の概要構成図である。図１は、車輪の制動制御のための作動液圧回路を示す模式図である。
（構成）
本実施形態は、一般的な４輪自動車に適用した場合の例である。
各車輪１に、それぞれ制動ユニット２０を装備する。本実施形態の制動ユニット２０は、ブレーキディスク２、ブレーキキャリパ３、ブレーキシュー４を有する。ブレーキディスク２は車輪１側に固定する。そして、ブレーキキャリパ３に設けたホイールシリンダ１２の液圧に応じて、ブレーキシュー４をブレーキディスク２に押し付けて、所要の制動力が発生する。

なお、制動ユニット２０は、上述のようなディスクブレーキに限定しない。ドラムブレーキであっても良い。また、本実施形態では、作動液圧回路９を使用した制動装置を例に挙げて説明する。しかしこれに限定しない。電動ブレーキユニットであっても良い。要は、車輪に付与する制動力を調整可能な構成となっていればよい。また、４輪全てに制動ユニット２０を装備した場合を例示しているが、制動ユニット２０を２輪にだけ装備しても良い。

ここで、図１では、作動液圧配管５は実線で示し、また、電気信号線は破線で示している。
図１中の符号７は、運転者が操作するブレーキペダルである。ブレーキペダル７は、マスターシリンダ８に連結する。マスターシリンダ８は、ブレーキペダル７の踏力を倍増する。そのマスターシリンダ８は、作動液圧配管５を介して、各制動ユニット２０のホイールシリンダ１２に接続する。
そして、作動液圧回路９が、上記作動液圧配管５の途中に介装する。

次に、作動液圧回路９の構成を、図２を参照して説明する。各輪に対応する作動液圧回路９の構成は同じである。このため、図２では、１輪分のみを示してある。
作動液圧配管５は、作動液圧回路９内では第１配管５ａと第２配管５ｂとからなる。その第１配管５ａと第２配管５ｂとは並列に配置する。
第１配管５ａは、マスターシリンダ８とホイールシリンダ１２との間を接続する。インレット弁１３は、その第１配管５ａの途中に介挿する。インレット弁１３は、マスターシリンダ８と各輪のホイールシリンダ１２との間の第１配管５ａからなる第１作動液圧経路における、連通状態と非連通状態とを切り替える弁である。インレット弁１３は、例えば、電磁弁であって、コントローラ１１からの指令によって作動する。

第２配管５ｂは、マスターシリンダ８とホイールシリンダ１２との間を接続する。アウトレット弁１４は、その第２配管５ｂの途中に介挿する。アウトレット弁１４は、マスターシリンダ８と各輪のホイールシリンダ１２との間の第２配管５ｂからなる第２作動液圧経路における、連通状態と非連通状態とを切り替える弁である。アウトレット弁１４は、例えば、電磁弁であって、コントローラ１１からの指令によって作動する。

ドレインタンク１５が、アウトレット弁１４よりもマスターシリンダ８側位置で、第２配管５ｂに連結する。ドレインタンク１５は、アウトレット弁１４を通じて供給されるブレーキ作動液を一時的に蓄えておく役割を有する。
また、ポンプ１７が、ドレインタンク１５よりもマスターシリンダ８側位置で、第２配管５ｂに連結する。モータ１６は、ポンプ１７を駆動し、ドレインタンク１５に溜まったブレーキ作動液をマスターシリンダ８側に戻す。モータ１６は、コントローラ１１からの指令によって作動する。

ここで、インレット弁１３、及びアウトレット弁１４は、バネを内蔵している。このバネによって、非制御状態（無電通）では、インレット弁１３は連通状態に、アウトレット弁１４は非連通状態となる。これによって、システムが失陥した場合はハード的にノーマル配管の状態となる。
ここで、制動制御が作動していない場合、つまりノーマル配管の状態における、作動液圧系の作動は次の通りである。この場合には、インレット弁１３は開となっている。そして、運転者がブレーキペダル７を踏むと、その作動液圧はマスターシリンダ８により倍増されて作動液圧回路９に供給される。その圧力は非制御で４輪に配分され、作動液圧配管５を経由してホイールシリンダ１２に伝わる。ホイールシリンダ１２は、ブレーキシュー４４をブレーキディスク２に押し付けることにより、摩擦トルクが発生し、制動力が発生する。

また、ブレーキ制御が作動している状態は、３つのモード状態に分類する。すなわち、減圧モード、保持モード、及び増圧モード（ノーマル）である。ここでは、減圧モードとは、運転者がブレーキペダル７を踏み込むことにより発生するマスターシリンダ８圧よりも、ホイールシリンダ圧を下げる状態を表す。保持モードとは、ホイールシリンダ１２をそれに接続する作動液圧配管５から切り離し、ホイールシリンダ圧を一定に保つ状態を表す。増圧モード（ノーマルモード）は、減圧もしくは保持モードからノーマル状態に戻す状態を表す。

以下、図を参照して、各モードを説明する。
図３に減圧モードを示す。減圧モードでは、インレット弁１３を非連通状態、アウトレット弁１４を連通状態に制御する。これによって、ホイールシリンダ１２の作動液はアウトレット弁１４を経由し、ドレインタンク１５に入る。また、ポンプ１７を駆動することで、ドレインタンク１５内の作動液はマスターシリンダ８側に戻る。なお、この戻しが存在しないと、減圧を繰り返すたびに、ドレインタンク１５に作動液が溜まっていく。この結果、ブレーキペダル７が底までストロークしてしまう。

図４に保持モードを示す。保持モードでは、インレット弁１３、アウトレット弁１４ともに非連通状態とする。
図５に増圧モード（ノーマル）を示す。増圧モードでは、インレット弁１３を連通状態、アウトレット弁１４を非連通状態とする。配管５の接続状態は、増圧モードとノーマル状態とは同じ状態である。
ここで、作動液圧回路９の構成は、これに限定しない。例えば、ポンプ１７が、マスターシリンダ８から作動液を吸引して、ホイールシリンダ１２側に作動液を圧送して増圧可能な回路９構成でも良い。要は、制動制御時に増圧、保持、減圧の制御が可能であればよい。
また、車輪速センサ６及び作動液圧センサ１０を備える。車輪速センサ６は、検出した車輪速信号をコントローラ１１に出力する。作動液圧センサは、各車輪１の作動液圧及びマスターシリンダ８の作動液圧を計測し、その計測信号をコントローラ１１に出力する。

次に、コントローラ１１の処理について、図６を参照して説明する。ここで、説明を分かりやすくするために、１輪に着目して説明する。実際にはこの制御処理が４輪分あり、４輪分を処理する。処理内容は、同じ処理である。
コントローラ１１は、所定のサンプリング周期毎に作動する。
まずステップＳ１０にて、制動摩擦係数μを取得する。ここでは、制動摩擦係数μを推定もしくは検出する。制動摩擦係数μの推定もしくは検出は、公知の手法を採用して演算すればよい。

以下に、ホイールシリンダ圧と車輪速に基づく、制動摩擦係数の推定法を説明する。
車輪１の運動方程式は、下記（１）式で表すことが出来る。“′”は微分を表す。またこの（１）式は車輪１輪分を表している。
Ｉ・ω′＝Ｒ・ｆｘ −ｔ ・・・（１）
ここで、
Ｉ：車輪慣性モーメント
ω：車輪角速度
Ｒ：車輪半径
ｆｘ：制動力
ｔ：ブレーキトルク
を示す。

上記ブレーキトルクｔは、ブレーキディスク２とブレーキパッドの摩擦で発生するトルクである。また、制動力ｆｘは、車輪１と路面の間に発生する力である。
また、車輪半径Ｒと制動力ｆｘを乗じた「Ｒ×ｆｘ」は、トルクの単位を持つ。
上記（１）式を変形すると、制動力ｆｘは、下記（２）式で表すことが出来る。
ｆｘ ＝（１／Ｒ）（Ｉ・ω′＋ｔ）
＝（１／Ｒ）（Ｉ・ω′＋Ｒｂ・Ｓｂ・μｂ・Ｐwhl ）
・・・（２）
ここで、
Ｒｂ：ホイール中心からブレーキシュー４の中心点までの距離
Ｓｂ：ホイールシリンダ１２がブレーキシュー４を押す部分の受圧面積
μｂ：ブレーキシュー４とブレーキディスク２の間のパッド摩擦係数
Ｐwhl：ホイールシリンダ圧
である。

上記Ｒ、Ｉ、Ｒｂ、Ｓｂ、μｂは、設計値を用いて予め取得可能な値である。したがって、上記（２）式を適用することで、制動力ｆｘは、ホイールシリンダ圧Ｐwhlと車輪角速度ωとに基づいて推定できる。
そして、制動摩擦係数μは、下記（３）式のように、制動力ｆｘを輪加重ｆｖで除すことで得ることができる。
μ ＝ｆｘ／ｆｖ ・・・（３）
ここで、輪加重ｆｖとしては、静的な輪加重配分に基づいて設定した、一定値で近似しても良い。ただし、前後加速度により正確な値を推定して使用しても良い。

次に、ステップＳ２０では、スリップ率λを取得する。
すなわち、スリップ率λを、下記（４）式によって算出する。なお、単にスリップ率λと記載した場合には、実スリップ率を表す。
λ ＝ （Ｖ −Ｒ・ω）／Ｖ ・・・（４）
ここで、Ｖは、車体速である。車体速Ｖは、光学式のセンサで直接計測した値でも良い。また、車体速Ｖは、下記（５）式のように、非制駆動時の車輪速ω₀とそれ以降の前後加速度ｇ_xの積分で推定したものでも良い。ここで、非制駆動時の車輪速ω₀と車輪半径Ｒとの積は、車体速に略一致する。

次に、ステップＳ３０では、スリップ率の変化率に対する制動摩擦係数の変化率の比である接線傾き（∂μ／∂λ）を推定する。この接線傾き（∂μ／∂λ）は、図７に示すように、動作点におけるμ−λ特性曲線の接線傾きを表す。μ−λ特性曲線は、スリップ率−制動摩擦係数の特性曲線である。なお、スリップ率は、目標スリップ率を中心として増加減少を繰り返している。接線傾き（∂μ／∂λ）は、増加減少をしているスリップ率のうち、スリップ率が増加中の値によって算出する方が好ましい。増加中の方が安定しているからである。
この接線傾き（∂μ／∂λ）の推定手法は、例えば、特開２００２−３２１６０５号公報に記載のトルク勾配推定手法を採用しても良い。

この場合について、次に補足説明する。
下記（６）式における、変数ｋをトルク勾配を定義している。
Ｒ・ｆｘ ≒ｋ・｛（Ｖ／Ｒ）−ω｝ ＋Ｔ ・・・（６）
ただし、Ｔは近似の際のｙ切片である。
ここで、（６）式中の括弧内をスリップ速度と呼んでいる。そして、制動力をスリップ速度の１次関数で近似した際の傾きを、トルク勾配と呼んでいる。
上記トルク勾配ｋの意味を理解するために、上記（６）式を変形すると、（７）式となる。
Ｒ・ｆｘ ≒ｋ・｛（Ｖ／Ｒ）−ω｝ ＋Ｔ
＝ｋ・（Ｖ／Ｒ）｛（Ｖ−Ｒ・ω）／Ｖ｝＋Ｔ
＝ｋ・（Ｖ／Ｒ）・λ ＋Ｔ ・・・（７）

ここでλはスリップ率である。（７）式の両辺をＲ×ｆｖで除すると、下記（８）式を得る。
（Ｒ・ｆｘ）／（Ｒ・ｆｖ）＝μ＝｛Ｖ／（Ｒ²・ｆｖ）｝・ｋ・λ ＋Ｔ
・・・（８）
この（８）式をスリップ率λで偏微分すると、下記（９）式を得る。
∂μ／∂λ ≒ ｛Ｖ／（Ｒ²・ｆｖ）｝・ｋ ・・・（９）
ここでスリップ率λの変化に対する車体速Ｖの変化は小さいと近似している。すると、（９）式の右辺のトルク勾配ｋの係数である、｛Ｖ／（Ｒ²・ｆｖ）｝は、略一定であることから明らかである。したがって、トルク勾配ｋは、制動摩擦係数μをスリップ率λで偏微分した値（∂μ／∂λ）と等価である。

したがって、トルク勾配ｋを推定手法によって、スリップ率の変化率に対する制動摩擦係数の変化率の比である接線傾き（∂μ／∂λ）を推定可能である。
次に、固定トレース法による接線傾き（∂μ／∂λ）の推定手法を示す。この固定トレース法は公知技術である。
固定トレース法の推定手法で使用する式を、下記に示す。

この固定トレース法は、ｙ＝θ×φの関係において、ｙとφが与えられている場合に、θを求める問題を解くことと解釈できる。
以下の近似式（１１）で判るように、本ケースではｙは（ｄμ／ｄｔ）、φは（ｄλ／ｄｔ）、θは（δμ／δλ）となる。

ここで、γは定数であり、これが固定トレースの名前の由来になっている。またｋはサンプリング時間を表す。なお、微分は離散時間の差で近似できる。
この固定トレース法は、最小２乗法と同様に、現在の計測値と過去の推定値を元に推定を繰り返すものである。ただし、最小２乗法に対し、収束性にすぐれたものとなる。
次に、ステップＳ４０では、目標スリップ率λ^*の補正を行う。
このステップＳ４０の目標スリップ率の補正処理については、後述する。
次に、ステップＳ５０では、目標スリップ率λ^*とするための目標ブレーキ液圧Ｐwhl^*を算出する。すなわち、実スリップ率λを目標スリップ率λ^*に追従させるための、目標ブレーキ液圧Ｐwhl^*を演算する。

ここでは、補正後の目標スリップ率λ^*と実スリップ率λとに基づき、下記（１２）式によって、ＰＩＤ制御するための目標ブレーキ液圧Ｐwhl^* を演算する。
Ｐwhl^* ＝Ｐwhl０ ＋Ｋｐ（λ^* −λ）
＋Ｋｄ・｛ｄ／ｄｔ（λ^* −λ）｝
＋Ｋｉ・（１／Ｓ）（λ^* −λ）
・・・（１２）
ここで、Ｐwhl０は、ブレーキ圧の定常項である。このＰwhl０は、過去のブレーキ圧の値にローパスフィルタを施すことで得ることが出来る。Ｋｐ、Ｋｄ、Ｋｉは、ＰＩＤゲインである。ｓは、ラプラス演算子を現し、その逆数は積分を表す。

次に、ステップＳ６０では、作動液圧制御を行う。
すなわち、作動液圧Ｐwhlが目標ブレーキ液圧Ｐwhl^*に追従するように、各輪の弁に開閉信号を送る。
まず目標ブレーキ液圧Ｐwhl^*の変化量で増圧か減圧かを判定する。
次に、下記（１３）式によって、開閉信号Δｔを求める。開閉信号Δｔはデューティ比である。

ここで、Ｘ₁、Ｘ₂は、作動液圧回路９等のハードにより決まる定数である。ｐｃｉｃは、増圧時にはマスターシリンダ８圧とし、減圧時は零を設定する。
上記開閉信号Δｔで開く弁の制御を行う。
なお、
Δｔ ＞０ は増圧モード
Δｔ ＝０ 保持モード
Δｔ ＜０ 減圧モード
となる。

次に、上述のステップＳ４０の処理を、図８を参照して説明する。
まずステップＳ１１０では、スリップ率に対する制動摩擦係数の比Δ（＝μ／λ）を算出する。
具体的には、図７に示すように、μ−λ空間における、現在の動作点と原点を結んだ直線の傾きを、上記比Δとして計算する。
次に、ステップＳ１２０では、動作点における、μ−λ特性曲線の接線傾き（∂μ／∂λ）が、Δよりも小さいか否かを判定する。小さいと判定した場合には、ステップＳ１３０に移行する。一方、小さくないと判定した場合にはステップＳ１３０に移行する。
ここで、接線傾き（∂μ／∂λ）と比Δとが等しい場合には、そのまま復帰して、目標スリップ率λ^*を補正しないようにしてもよい。

ステップＳ１３０では、下記式のように、目標スリップ率λ^*を減少させる補正を行う。その後、復帰する。δλは１制御サイクルでの単位増減量を示す。
λ^* ← λ^* −δλ
ステップＳ１４０では、下記式のように、目標スリップ率λ^*を増加させる補正を行う。その後、復帰する。δλは１制御サイクルでの単位増減量を示す。
λ^* ← λ^* ＋δλ

ここで、上記目標スリップ率λ^*の初期値には、例えば、路面での最適スリップ率（たとえば乾燥アスファルトで最適スリップ率例：約０．０８）等を設定しておく。また、制動摩擦係数の値から代表的な路面を選択し、その路面の最適スリップ率を、目標スリップ率λ^*の初期値としても良い。また、最悪のケースを避けるため、確率的に最適と思われるスリップ率を初期値にしても良い。
また、この制御がＶＤＣ等の制御の下位制御として、本実施形態の制御が作動する場合には、目標スリップ率の初期値はＶＤＣ等の制御の指令スリップ率となる。いずれにしても、本ロジックにより、走行している路面に最適なスリップ率に補正されることになる。

（作用・動作）
図９にμ−λ特性曲線の模式図を示す。μ−λ特性曲線は、スリップ率に対する制動摩擦係数の特性を示す。また、破線は、スリップ率に対する横滑り摩擦係数の特性を表す。
このμ−λ特性曲線において、μピークの左側を安定領域、右側を不安定領域と呼ばれている。また、安定領域内でμ−λ特性曲線がほぼ直線に近似可能な領域を線形領域と呼ぶことにする。その線形領域以外の領域を非線形領域と呼ぶことにする。

図９から分かるように、μピーク（制動摩擦係数が最大）となるスリップ率λ１では横滑り摩擦係数がかなり低下している。車輪１の横滑り摩擦係数が小さいとは、横力が発生しないか又は低いことを意味している。この場合、特に後輪での横力低下はヨー安定性を大きく損なう。このように、μピークの左側の安定領域の定義は、車輪１のスリップ率制御を行ううえでの定義であり、ヨー安定性からの観点からの分類ではない。

一方、上記線形領域の右端（先端）の動作点は、線形領域内では最大の制動摩擦係数を発揮する。また、この動作点では、横滑り摩擦係数もあまり低下していない。すなわち、この動作点及びこの近傍の領域では、制動性能、及びヨー安定性の両立の観点から、もっとも望ましい領域と言える。本実施形態は、この領域に収束するように、目標スリップ率λ^*を補正する。この領域が、制動摩擦係数及び横滑り摩擦係数を共に確保可能な領域となる。

次に、目標スリップ率λ^*の補正動作を説明する。
「現在のスリップ率λが不安定領域の場合の補正（図１０参照）」
不安定領域では、μ−λ特性曲線の接線傾きは負である。すなわち、図１０のように、現在のスリップ率λが不安定領域に位置する場合には、接線傾き（∂μ／∂λ）は負である。一方、比Δは、正となる。したがって、接線傾き（∂μ／∂λ）の方が、比Δよりも小さい。このため、目標スリップ率λ^*を減少する方向に補正する。（ステップＳ１３０参照）。

これによって、目標スリップ率λ^*は、安定領域となるまで減少補正する。
「現在のスリップ率λが安定領域中の非線形領域の場合の補正（図１１参照）」
この状態では、図１１に示すように、接線傾き（∂μ／∂λ）は、正となるが、比Δよりも小さい。このため、目標スリップ率λ^*を減少する方向に補正する。（ステップＳ４３参照）。
この補正は、目標スリップ率λ^*をピークμに維持しようとする制動制御とは、異なる応答である。すなわち、目標スリップ率λ^*は、線形領域側に移行する。
以上の作用によって、スリップ率λが非線形領域にあると、スリップ率λは、非線形領域と線形領域との境界に向けて減少する。この結果として、実スリップ率は、制動性能とヨー安定性を両立するスリップ率に制御されることとなる。

「現在のスリップ率λが安定領域中の線形領域の場合の補正（図１２参照）」
この場合には、図１２に示すように、比Δと接線傾き（∂μ／∂λ）とが一致する。そのため、目標スリップ率λ^*は増加する補正を行う（ステップＳ１４０参照）。
この結果、目標スリップ率λ^*は、線形領域の右端部（先端部）側に向けて移動するように補正される。
これによって、実スリップ率は、線形領域と非成型領域との境界に向けて増加する。この結果として、制動性能とヨー安定性を両立するスリップ率に制御されることとなる。
ここで、ステップＳ１０は、制動摩擦係数取得手段を構成する。ステップＳ４０は、目標スリップ率補正手段を構成する。

（第１実施形態の効果）
（１）目標スリップ率補正手段は、スリップ率の変化率に対する制動摩擦係数の変化率の比と、スリップ率に対する制動摩擦係数の比との関係に基づき、２つの比の差が所定範囲内に収まるように、上記目標スリップ率を補正する。
具体的には、接線傾き（∂μ／∂λ）と比Δとの差に基づき、制動摩擦係数及び横滑り摩擦係数を共に確保可能な領域に向けて、上記目標スリップ率を補正する。差を使用する場合には、例えば、その差がゼロ若しくは、所定範囲内に収まるように、目標スリップ率を補正する。
これによって、制動摩擦係数及び横滑り摩擦係数を共に確保可能な領域に、目標スリップ率を設定する。

この結果、制動性能とヨー安定性を両立する実スリップ率に制御可能となる。
ここで、接線傾き（∂μ／∂λ）と比Δとの差がゼロの位置は、図９において、現在の路面における制動摩擦係数の最大値（ピークμ）よりも左側に位置する。具体的には、スリップ率に対する制動摩擦係数の特性曲線（μ−λ特性曲線）と、スリップ率に対する横滑り摩擦係数の特性曲線との交点若しくはその近傍となる。

したがって、接線傾き（∂μ／∂λ）と比Δとの差がゼロ若しくはその近傍の所定範囲内に収まるように、目標スリップ率を補正することで、実スリップ率を制動摩擦係数及び横滑り摩擦係数を共に確保可能な領域に設定可能となる。
上記所定範囲は、例えば、図９において、制動摩擦係数が最大となる位置よりも左側であって、横滑り摩擦係数が最大となる位置よりも右側となる範囲に設定する。

（２）目標スリップ率補正手段は、スリップ率の変化率に対する制動摩擦係数の変化率の比が、スリップ率に対する制動摩擦係数の比よりも小さいと判定すると、上記目標スリップ率を減少させる。
これによって、スリップ率λが非線形領域にあると、スリップ率λは、非線形領域と線形領域との境界に向けて減少する。この結果として、実スリップ率を、制動性能とヨー安定性を両立するスリップ率に制御することとなる。
すなわち、μ−λ空間（ｘ軸スリップ率λ、ｙ軸制動摩擦係数μ）の動作点における原点からの傾きΔから接線傾き（∂μ／∂λ）を引いた値が負の場合、目標スリップ率λ^*を減少させる。このため、図１０のように、現在のスリップ率λが非線形領域にある場合、スリップ率が線形領域と非線形領域の境界に収束し、制動性能とヨー安定性を高次元で両立できる。

（３）目標スリップ率補正手段は、スリップ率の変化率に対する制動摩擦係数の変化率の比が、スリップ率に対する制動摩擦係数の比と等しい、若しくは当該スリップ率に対する制動摩擦係数の比よりも大きいと判定すると、上記目標スリップ率を増加させる。
これによって、スリップ率λが線形領域にあると、目標スリップ率λ^*は、線形領域の右端部（先端部）側に向けて移動するように補正される。
これによって、実スリップ率は、線形領域と非成型領域との境界に向けて増加する。この結果として、制動性能とヨー安定性を両立するスリップ率に制御することとなる。
すなわち、μ−λ空間（ｘ軸スリップ率λ、ｙ軸制動摩擦係数μ）の動作点における原点からの傾きΔから接線傾き（∂μ／∂λ）を引いた値が零もしくは正の場合に、目標スリップ率λ^*を増加させる。このため、現在のスリップ率λが線形領域にある場合には、スリップ率λが線形領域と非線形領域の境界に収束し、制動性能とヨー安定性を高次元で両立できる。

（変形例）
（１）傾きΔと接線傾き（∂μ／∂λ）との大小関係で判定しているが、傾きΔと接線傾き（∂μ／∂λ）との比に基づき判定しても良い。実質的に同義である。
（２）上記実施形態では、傾きΔと接線傾き（∂μ／∂λ）との差がゼロとなるように制御している。差が若干負値（図９において、若干右側）となるように制御しても良い。

（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態を図面を参照しつつ説明する。なお、上記第１実施形態と同様な装置などについては同一の符号を付して説明する。

（構成）
本実施形態の基本構成は、上記第１実施形態と同様である。
但し、ステップＳ４０の処理、すなわち、目標スリップ率λ^*の補正処理が異なる。
次に、その目標スリップ率λ^*の補正処理について、図１３を参照して説明する。
まず図２１０にて、μ−λ空間上での現在の動作点と原点を結んだ直線の傾きである比Δを計算する。
次に、ステップＳ２２０にて、μ−λ特性曲線の接線傾き（∂μ／∂λ）から比Δを引いた差値が、第１所定値−Ｃ１よりも小さいか否かを判断する。Ｃ１は正の数とし、負の数を−Ｃ１として表現している。

差値が、第１所定値−Ｃ１よりも小さい場合にはステップＳ２３０に移行する。一方、差値が、第１所定値−Ｃ１よりも大きい場合にはステップＳ２４０に移行する。
ステップＳ２３０では、目標スリップ率λ^*を、下記のように減少補正する。その後、復帰する。
λ^* ＝ λ^* −δλ
また、ステップＳ２４０では、μ−λ特性曲線の接線傾き（∂μ／∂λ）から比Δを引いた差値が、第１所定値−Ｃ２よりも大きいか否かを判断する。Ｃ２は正の数とし、負の数を−Ｃ２として表現している。 ここで、−Ｃ１ ≧ −Ｃ２の関係とする。

差値が、第１所定値−Ｃ２よりも大きい場合にはステップＳ２５０に移行する。一方、差値が、第１所定値−Ｃ２よりも小さい場合には、そのまま復帰する。
ステップＳ２５０では、目標スリップ率λ^*を、下記のように増加補正する。その後、復帰する。
λ^* ＝ λ^* ＋δλ
ここで、μ−λ特性曲線が、図１４に示すように、路面によっては線形性が多少低く、線形領域で曲線を描いている場合がある。本第２実施形態は、これに対応させるために、差値と上記第１所定値−Ｃ１、及び第２所定値−Ｃ２とを比較して、目標スリップ率λ^*を補正している。これによって、μ−λ特性曲線の線形性が低い路面に対しても確実に線形領域と非線形領域の境界にスリップ率が収束し、制動性能とヨー安定性が両立される。

上記負値である第１及び第２所定値−Ｃ１、−Ｃ２の設定について説明する。
上記第１及び第２所定値−Ｃ１、−Ｃ２は、図１４に示すように、代表的なμ−λ特性曲線における線形領域と非線形領域との境界となるスリップ率λ２及びその近傍のスリップ率（λ４〜λ３の間）における、接線傾き（∂μ／∂λ）から比Δを引いた差値の値に設定する。線形領域と非線形領域との境界は、μ−λ特性曲線と、スリップ率−横滑り摩擦係数の特性曲線（図１４中破線で示す。）との交点位置とする。

ここで、路面により第１所定値−Ｃ１が変動することが考えられるが、図１５に示すように、その変動は小さいと考えられる。すなわち、路面Ａでの線形非線形境界のスリップ率λ_A、路面Ｂのスリップ率をλ_Bとする。すると、路面Ａ／スリップ率λ_Aでの差をＣ１、路面Ｂ／スリップ率λ_Bでの差をＣ１′とすると、それらの変動範囲は小さい。この差は線形域の曲線の度合いに依存するものであり、極端な曲線上の線形域を持つ車輪１特性は存在しないためである。第１実施例で示したように、理想的に直線上の線形域を持つと仮定すれば、−Ｃ１は零であるが、すべての路面の代表値を−Ｃ１に用いることにより、路面変化にロバストな制御が実現できる。

（作用・動作）
μ−λ特性曲線が、図１４に示すように、路面によっては線形性が多少低く、線形領域で曲線を描いている場合がある。本第２実施形態は、このような路面に対しても確実に線形領域と非線形領域の境界にスリップ率が収束し、制動性能とヨー安定性が両立される。
次に、目標スリップ率λ^*の補正動作を説明する。
「現在のスリップ率λが非線形領域の場合の補正（図１６参照）」
図１６に示すように、スリップ率λが非線形領域にある場合、非線形領域では接線傾き（∂μ／∂λ）から比Δを引いた値は負の数となる。非線形域内では、その値はスリップ率が小さいほど大きくなる。よって、非線形領域と線形領域の境界での値をステップＳ２２０での第１所定値−Ｃ１とすれば非線形域すべてにわたって目標スリップ率λ^*を減少でき、それを線形非線形の境界に収束させることができる（ステップＳ２３０参照）。

以上をまとめると、μ−λ特性が変わっても図１３の制御フローにより非線形域ではスリップ率は減少し、この特性はすべての路面に効果を発揮することができる。
「現在のスリップ率λが線形領域の場合の補正（図１７参照）」
現在のスリップ率λが線形領域の場合、接線傾き（∂μ／∂λ）から比Δを引いた値は第２の所定値−Ｃ２より大きいため、目標スリップ率λ^*は増加方向に補正される。（ステップステップＳ２４０，Ｓ２５０参照）。
このとき、負の第２の所定値−Ｃ２を使用することで、μ−λ特性曲線が、線形領域で線形性が多少低くても、線形領域と非線形領域との境界近傍に向けて、目標スリップ率λ^*を増加させることが可能となる。
よって、線形領域では目標スリップ率λ^*は増加し、この特性はすべての路面に効果を発揮することができる。

（第２実施形態の効果）
（１）目標スリップ率補正手段は、スリップ率の変化率に対する制動摩擦係数の変化率の比から、スリップ率に対する制動摩擦係数の比を引いた値が、負値である第１所定値よりも小さいと判定すると、上記目標スリップ率を減少させる。
μ−λ特性曲線の線形性が低い路面があっても、スリップ率λが非線形領域にあると、スリップ率λは、非線形領域と線形領域との境界に向けて減少する。この結果として、実スリップ率を、制動性能とヨー安定性を両立するスリップ率に制御することとなる。
すなわち、μ−λ空間（ｘ軸スリップ率λ、ｙ軸制動摩擦係数μ）の動作点における原点からの傾きから接線傾きを引いた値が負の所定値より小さい場合に、目標スリップ率λ＊を減少させる。この結果、現在のスリップ率が非線形領域にある場合、スリップ率が線形領域と非線形領域の境界に収束し、制動性能とヨー安定性を両立できる。また、すべての路面に対し、ロバストに効果を発揮し得る。

（２）目標スリップ率補正手段は、スリップ率の変化率に対する制動摩擦係数の変化率の比から、スリップ率に対する制動摩擦係数の比を引いた値が、負値である第２所定値よりも大きいと判定すると、上記目標スリップ率を増加させる。
μ−λ特性曲線の線形性が低い路面があっても、スリップ率λが線形領域にあると、目標スリップ率λ^*は、線形領域の右端部（先端部）側に向けて移動するように補正される。
これによって、実スリップ率は、線形領域と非成型領域との境界に向けて増加する。この結果として、制動性能とヨー安定性を両立するスリップ率に制御することとなる。

すなわち、μ−λ空間（ｘ軸スリップ率λ、ｙ軸制動摩擦係数μ）の動作点における原点からの傾きから接線傾きを引いた値が負の所定値より大きい場合に、目標スリップ率λ^*を減少させる。この結果、現在のスリップ率が線形領域にある場合、スリップ率が線形領域と非線形領域の境界に収束し、制動性能とヨー安定性を両立できる。また、すべての路面にロバストに効果を発揮し得る。

（３）上記第１所定値は、第２所定値よりも大きい値に設定する。
これによって、目標スリップ率に対する減少補正と、増加補正との間に不感帯を設定する。これによって、制御にフリクションを設定する。この結果、目標スリップ率を、制動性能とヨー安定性を両立できる領域に安定させることが可能となる。
（変形例）
目標スリップ率の増加補正及び減少補正の処理について、第１実施形態で説明した方法と第２実施形態で説明した方法とを適宜組み合わせて処理を行うようにしても良い。

本発明に基づく実施形態に係る車両の概要構成図である。 本発明に基づく実施形態に係る作動液圧回路を説明する図である。 減圧時のブレーキ作動液の流れ、及びバルブの駆動の様子を示す図である。 ブレーキ圧を一定に保つ（保持）場合のバルブの駆動の様子を示す図である。 ブレーキ圧を増加させる場合の作動液の流れ、及びバルブの駆動の様子を示す図である。 本発明に基づく第１実施形態に係るコントローラの処理を説明する図である。 接線傾き（∂μ／∂λ）、及び変数比Δを説明する図である。 本発明に基づく第１実施形態に係る目標スリップ率補正処理を説明する図である。 線形領域、非線形領域、安定領域、不安定領域を示す図である。 不安定領域では目標スリップ率λ^*が減少することを説明する図である。 ピークμの左側の非線形領域でも比Δは接線傾きより大きいことから、 目標スリップ率λ^*が減少する補正が行われることを説明する図である。 線形領域で目標スリップ率が増加補正されることを説明する図である。 本発明に基づく第２実施形態に係るコントローラの処理を説明する図である。 線形領域における線形性が低い場合を説明する図である。 路面による線形領域と非線形領域との境界の変動量を説明する図である。 非線形領域では目標スリップ率λ^*が減少することを説明する図である。 線形領域では目標スリップ率λ^*が増加することを説明する図である。

符号の説明

１ 車輪
９ 作動液圧回路
１１ コントローラ
１２ ホイールシリンダ
２０ 制動ユニット
Ｐwhl 目標ブレーキ液圧
λ スリップ率
λ^* 目標スリップ率
μ 制動摩擦係数
Ｃ１ 第１所定値
Ｃ２ 第２所定値

Claims (6)

1. スリップ率を検出するスリップ率検出手段と、
   上記スリップ率に基づいて制動摩擦係数を検出する制動摩擦係数検出手段と、
   上記スリップ率検出手段にて検出したスリップ率と上記制動摩擦係数検出手段にて演算した制動摩擦係数とに基づいて目標スリップ率を算出し、上記目標スリップ率となるように車輪への制動力を制御する制動力制御手段と、
   スリップ率の変化率に対する制動摩擦係数の変化率の比とスリップ率に対する制動摩擦係数の比との偏差を算出し、上記偏差が負の場合、上記目標スリップ率を減少補正する目標スリップ率補正手段と、
   を備え、
   上記制動力制御手段は、上記目標スリップ率補正手段にて補正した目標スリップ率となるように車輪への制動力を制御することを特徴とする制動制御装置。
2. 上記目標スリップ率補正手段は、上記偏差が負値である第１の所定値よりも小さい場合、上記目標スリップ率を減少補正することを特徴とする請求項１に記載した制動制御装置。
3. 上記目標スリップ率補正手段は、上記偏差が正又は零の場合、上記目標スリップ率が増加補正することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した制動制御装置。
4. 上記目標スリップ率補正手段は、上記偏差が負値である第２の所定値よりも大きい場合、上記目標スリップ率を増加補正することを特徴とする請求項１〜請求項３のうち何れか１項に記載した制動制御装置。
5. 上記目標スリップ率補正手段は、
   上記偏差が、負値である第１所定値よりも小さいと判定すると、上記目標スリップ率を減少補正し、
   上記偏差が、負値である第２所定値よりも大きいと判定すると、上記目標スリップ率を増加補正し、
   上記第１所定値は、第２所定値よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載した制動制御装置。
6. 車輪のスリップ率を目標スリップ率に制御する制動方法において、
   スリップ率の変化率に対する制動摩擦係数の変化率の比とスリップ率に対する制動摩擦係数の比との偏差を算出し、上記偏差が負の場合、上記目標スリップ率を減少補正した目標スリップ率に基づいて、車輪のスリップ率を制御することを特徴とする制動方法。

Images