JP6292161B2 - 制動力制御装置 - Google Patents
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Description
図1から図24を参照して、実施形態について説明する。本実施形態は、制動力制御装置に関する。図1は、本発明の実施形態に係る車両の概略構成を示す図である。
アクティブサスペンションを備えた車両を用いた官能試験の結果、車両2の制動時における目標頭部加速度が定められた。目標頭部加速度は、良好なブレーキフィーリングを実現できる頭部加速度である。図7は、要求制動力の大きさが増加する場合の目標頭部加速度の説明図、図8は、要求制動力の大きさが増加する場合の目標ピッチ角の説明図である。図7には、車両加速度、フィルタなしの頭部加速度、およびフィルタありの頭部加速度が示されている。フィルタなしの頭部加速度は、マスタシリンダ圧を調圧することなくホイールシリンダ11に供給した場合の頭部加速度である。フィルタありの頭部加速度は、官能試験の結果、良好なブレーキフィーリングが得られた際の頭部加速度の推移であり、本実施形態の目標頭部加速度である。
次に要求制動力の大きさが減少していくときのフィルタ特性について説明する。図12は、要求制動力の大きさが減少する場合の目標頭部加速度の説明図、図13は、要求制動力の大きさが減少する場合の目標ピッチ角の説明図である。図12には、車両加速度、フィルタなしの頭部加速度、およびフィルタ有りの頭部加速度が示されている。フィルタありの頭部加速度は、本実施形態の目標頭部加速度である。
本実施形態の応答補償フィルタF1について、フィルタの特性および設計方法の一例を説明する。図17は、本実施形態の応答補償フィルタF1のボード線図、図18は、1自由度のばね上ピッチモデルの説明図である。図18に示すように、車両2の前輪3FL,3FR、および後輪3RL,3RRは、サスペンション4を介してばね上を支持している。サスペンション4は、互いに並列に接続されたスプリングおよびダンパを有する。前輪3FL,3FRのサスペンション4において、スプリングのばね係数はKzf、ダンパの減衰係数はCzfである。後輪3RL,3RRのサスペンション4において、スプリングのばね係数はKzr、ダンパの減衰係数はCzrである。また、車両2の重心位置の地上高はh、重心位置から前輪3FL,3FRのサスペンション4までの距離はlf、後輪3RL,3RRのサスペンション4までの距離はlrである。車両2に発生する制動力の大きさをFx、車両2のピッチ慣性モーメントをIyとする。図18に示す1自由度のばね上ピッチモデルから、下記式(I)が成立する。なお、θは車両2のピッチ角であり、文字の上のドット(・)は、微分記号である。
実際の運転者の制動操作に対する応答補償フィルタF1の動作例について説明する。図20には、運転者の制動操作量に基づく要求制動力の推移が示されている。図21には、図20の要求制動力、およびこの要求制動力に対するフィルタ後要求制動力が拡大して示されている。要求制動力の大きさが増加する期間において、フィルタ後要求制動力の位相は、要求制動力の位相に対して進んでいることがわかる。図22には、要求制動力の微分値、およびフィルタ後要求制動力の微分値が示されている。図22に示すように、フィルタ後要求制動力の微分値は、要求制動力の微分値よりも小さな値となっている。つまり、フィルタ後要求制動力の傾きは、要求制動力の傾きよりも大きくなっている。また、要求制動力の大きさ増加の初期(領域C12)では、フィルタ後要求制動力の微分値は要求制動力の微分値と同様の値で推移している。要求制動力の大きさ増加の中期(領域C13)では、フィルタ後要求制動力の微分値と要求制動力の微分値の差異が大きくなっている。要求制動力の大きさ増加の後期(領域C14)では、フィルタ後要求制動力の微分値と要求制動力の微分値との差異が縮小していく。このように、運転者の実際の制動操作に対して、応答補償フィルタF1によってフィルタ後要求制動力を狙い通りに推移させることができることが確認された。
実施形態の第1変形例について説明する。上記実施形態では、車両のピッチ運動の固有周波数ωnと、目標伝達関数G*(s)の固有周波数ωnが一致していた。しかしながら、図25に示すように、モデルの固有周波数ωが車両2の実際の固有周波数ωnと異なる値となることも考えられる。例えば、モデル化誤差により2つの固有周波数ω,ωnにずれが生じる可能性がある。モデル化誤差がない場合、入力uから出力yの伝達関数G*(s)は下記式(V)となり、望むフィルタ特性が実現される。
実施形態の第2変形例について説明する。上記実施形態の応答補償フィルタF1は、2次/2次フィルタであったが、フィルタの次数はこれには限定されない。第2変形例では、より高次のフィルタの適用について説明する。図29は、実施形態の第2変形例に係るばね上モデルを示す図である。図29のばね上モデルは、ピッチ運動と、ヒーブ運動(バウンス方向の運動)を含む2自由度のモデルである。この2自由度のモデルの運動方程式は、下記式(VII)および式(VIII)となる。なお、z:車両2の重心位置の上下方向変位、Fxf:前輪3FL,3FRで発生する制動力の大きさ、Fxr:後輪3RL,3RRで発生する制動力の大きさ、θf:前輪3FL,3FRのバウンスに応じたピッチ角、θr:後輪3RL,3RRのバウンスに応じたピッチ角、M:車両2の質量、である。
上記実施形態および第2変形例の応答補償フィルタF1の数式は一例であって、これに限定されるものではない。上記実施形態や第2変形例の応答補償フィルタF1と等価なフィルタや実質的に等価なフィルタであれば、応答補償フィルタF1と同様の効果を奏することができる。
上記実施形態および各変形例では、要求制動力が運転者のブレーキペダルに対する踏み込み操作に基づくものであったが、これには限定されない。例えば、車両2における自動制動制御による要求制動力に対して応答補償フィルタF1によるフィルタ処理がなされてもよい。また、上記実施形態および各変形例は、所謂バイワイヤモードによる制動制御を行う車両に適用可能である。例えば、運転者の制動操作と制動装置7との間に常に制御部が介在する車両も適用対象となる。要求制動力の検出は、マスタシリンダ圧に基づくものには限定されない。例えば、ブレーキペダル6のペダルストロークやペダル踏力に基づいて要求制動力が算出されてもよい。
2 車両
3 車輪
4 サスペンション
5 動力源
6 ブレーキペダル
7 制動装置
8 ECU(制御部)
9 マスタシリンダ
10 アクチュエータ
11 ホイールシリンダ
13 マスタシリンダ圧センサ
F1 応答補償フィルタ
M1 車両ピッチモデル
M2 頭部加速度モデル
ζ 減衰比
ζ* 目標減衰比
ωn 固有周波数
Claims (6)
- 車両の車輪に発生させる制動力を制御するアクチュエータと、
前記アクチュエータに対して制動力の指令値を出力する制御部と、
を備え、
前記制御部は、制動操作量に基づく要求制動力に対してフィルタ処理を施して前記指令値を生成し、かつ前記要求制動力の変化に応じて前記フィルタ処理の減衰比を変更し、
前記フィルタ処理の減衰比は、前記フィルタ処理における周波数に対する位相特性を決めるための調整パラメータである
ことを特徴とする制動力制御装置。 - 前記フィルタ処理の周波数ゲイン特性においてゲインの大きさがピークとなる周波数は、前記車両のピッチ運動の固有周波数または前記車両のピッチ運動の固有周波数の近傍の周波数である
請求項1に記載の制動力制御装置。 - 前記フィルタ処理における周波数に対する位相特性は、前記車両のピッチ運動の固有周波数よりも低い周波数に極値を有する
請求項1または2に記載の制動力制御装置。 - 前記制御部は、前記要求制動力の大きさが増加している場合、前記フィルタ処理の減衰比を前記車両のピッチ運動の減衰比よりも小さくする
請求項1から3の何れか1項に記載の制動力制御装置。 - 前記制御部は、前記要求制動力の大きさが減少している場合、前記フィルタ処理の減衰比を前記車両のピッチ運動の減衰比よりも大きくする
請求項1から4の何れか1項に記載の制動力制御装置。 - 車両の車輪に発生させる制動力を制御するアクチュエータと、
前記アクチュエータに対して制動力の指令値を出力する制御部と、
を備え、
前記制御部は、制動操作量に基づく要求制動力に対してフィルタ処理を施して前記指令値を生成し、
前記制御部は、前記要求制動力の大きさが増加していく場合、前記指令値の位相を前記要求制動力の位相よりも進め、かつ前記要求制動力の大きさの増加に従って前記指令値と前記要求制動力の位相差を増加させ、
前記制御部は、前記要求制動力の大きさが減少していく場合、前記指令値の位相を前記要求制動力の位相よりも遅らせ、かつ前記要求制動力の大きさの減少に従って前記指令値と前記要求制動力の位相差を増加させる
ことを特徴とする制動力制御装置。
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