JP6584884B2 - 電動制動システム - Google Patents

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Description

この発明は、電動ブレーキ等の電動式制動装置を用いた電動制動システムに関し、アンチロック制御が意図せず終了することを防止し、制動挙動を安定化することができる電動制動システムに関する。
電動式制動装置ないしアンチロック制御として、以下の技術が提案されている。
１．電動モータでブレーキ力を制御する電動ブレーキ装置（特許文献１）。
２．車輪速の減速度に応じて減圧を開始または終了するアンチロックブレーキシステム（特許文献２）。
特開２００３−２４７５７６号公報 特開平２−１１４５０号公報
特許文献１や独立駆動モータの回生トルクのような、電動モータを使用したバイワイヤブレーキシステムでは、一般に優れた応答特性、ブレーキ力制御の自由度、ブレーキ力制御の制御精度、等の理由から、アンチロックブレーキ制御を適用して、制動距離を短縮する等の性能向上が期待できる。前記アンチロックブレーキ制御では、車輪のロックを回避しつつ最大限の制動力を発揮することが求められる。
例えば、特許文献２のような、油圧ブレーキのアンチロック制御装置では、車輪がロック傾向に移行する際に、ブレーキフルードをリザーバタンクに移動させて液圧を低下させることで、アンチロック制御が開始する。またリザーバタンクに移動させたブレーキフルードを戻して液圧を回復させることで、アンチロック制御が終了する。すなわちアンチロック制御中に発揮し得る液圧はマスタシリンダ液圧で概ね制限され、リザーバタンクからブレーキフルードを戻し終われば、自然にアンチロック制御が終了して通常のサービスブレーキに移行する。
一方で、特許文献１や独立駆動モータの回生トルクのような、電動モータを使用したブレーキシステムにおいて、アンチロック制御中に車輪速ないしスリップ率制御等を適用する場合、明確な所定条件に基づいて制御を変更しない限り、通常のサービスブレーキに移行し得ない。例えば、アンチロック制御が開始された後に操縦者がブレーキを緩めた場合や、路面が変動して最大摩擦力が上昇した場合などにおいて、通常のサービスブレーキに移行せずアンチロック制御が継続され、意図したブレーキ力が発揮されない場合が発生し得る。
また、ブレーキ力を自由に発揮し得ること、および高速な応答が可能であることから、アンチロック制御中において、例えば、低下したスリップ率を直ちに戻す場合など、瞬間的に本来の要求ブレーキ力以上のブレーキ力が発揮させる場合がある。したがって、特許文献２のような油圧ブレーキのアンチロック制御装置と全く同様に、低下したブレーキ力が復帰することでアンチロック制御を終了してしまうと、上記の条件においてアンチロック制御が意図せず終了してしまい、制動挙動が不安定になる可能性がある。
この発明の目的は、電動制動装置のアンチロック制御において、アンチロック制御が意図せず終了することを防止し、制動挙動を安定化することができる電動制動システムを提供することである。
前提構成の電動制動システムは、車両を制動するブレーキ力を車輪２０に印加する電動モータ４を有する電動制動装置１と、与えられた要求ブレーキ力に対し前記ブレーキ力を前記電動モータ４の制御により追従制御する制動力制御装置２と、制動操作を行う前記車輪の速度である車輪速を推定する車輪速推定手段１７と、前記車両における車体速度を推定する車体速推定機能部１８と、を備えた電動制動システムであって、
前記制動力制御装置２は、
前記車両におけるブレーキ操作手段１９の操作量に応じた前記要求ブレーキ力に対して前記ブレーキ力を追従制御する通常制御部２１と、
前記車輪速推定手段１７で推定される前記車輪速および前記車体速推定機能部１８で推定される前記車体速度から、前記車輪２０の接地路面に対する滑りを検出して滑り量を抑制するアンチロック制御を行うアンチロック制御機能部２２と、を有し、
前記アンチロック制御機能部２２は、定められた条件に従って前記アンチロック制御を実行するか否かを判断するアンチロック制御介入判断部２９を有し、
前記制動力制御装置２は、前記アンチロック制御介入判断部２９の判断に基づいて、前記通常制御部２１による前記追従制御と、前記アンチロック制御機能部２２による前記アンチロック制御とを切替える切替え機能部２３を有し、
前記アンチロック制御介入判断部２９は、前記アンチロック制御を実行しているとき、次の条件（１），（２）および（３）のうち少なくともいずれか一つの条件を充足すると、前記アンチロック制御の実行を終了することを特徴とする。
条件（１）：前記要求ブレーキ力に対して、アンチロック制御におけるブレーキ力が等しくなるかまたは上回るとき。
条件（２）：アンチロック制御を実行しなくとも前記滑り量が定められた値以下となるブレーキ力よりも前記要求ブレーキ力が下回るとき。
条件（３）：前記車体速度が定められた値以下となったとき。
前記定められた条件、前記条件（２），（３）の定められた値は、それぞれ試験やシミュレーション等の結果により定められる。
この構成によると、通常制御部２１は、ブレーキ操作手段１９の操作量に応じた要求ブレーキ力に対してブレーキ力を追従制御する。アンチロック制御介入判断部２９は、定められた条件に従ってアンチロック制御を実行するか否かを判断する。切替え機能部２３は、アンチロック制御介入判断部２９の判断に基づいて、通常制御部２１による追従制御と、アンチロック制御機能部２２によるアンチロック制御とを切替える。アンチロック制御機能部２２によるアンチロック制御を実行しているとき、前記車輪速および前記車体速度から、車輪２０の設置路面に対する滑りを検出して滑り量を抑制する。
特に、アンチロック制御介入判断部２９は、前記アンチロック制御を実行しているとき、前記条件（１），（２）および（３）のうち少なくともいずれか一つの条件を充足すると、前記アンチロック制御の実行を終了する。例えば、路面状態変化により路面摩擦係数が上昇した場合か、あるいはアンチロック制御中に要求ブレーキ力が低下した場合等において、アンチロック制御による目標ブレーキ力が、操縦者によるブレーキ操作手段１９の現在の操作量に応じた要求ブレーキ力に対して恒常的に等しいかまたは上回る（条件１）。その場合、アンチロック制御を行わなくても車輪２０はロックしないため、アンチロック制御を終了することができる。
また、極低速ないし停車状態においてはアンチロック制御は重要ではないため、車体速推定機能部１８で推定された車体速度が定められた値以下となったときには（条件３）、アンチロック制御を終了することができる。上記の他、例えば、推定される路面状態において車輪２０のロックが発生しないブレーキ力を求め、要求ブレーキ力が前記ロックの発生しないブレーキ力を下回った状態（条件２）においては、アンチロック制御の必要がない。このため、アンチロック制御を終了することができる。
前述のようにアンチロック制御を終了する条件を明確に定めて、アンチロック制御から通常制御に移行することができる。したがって、アンチロック制御が意図せず終了することを防止し、制動挙動を安定化することができる。
この発明における第１の発明の電動制動システムは、前記前提構成において、前記アンチロック制御介入判断部２９は、前記アンチロック制御を実行しているとき、前記アンチロック制御におけるブレーキ力に、定められた遅延要素２９ａを介した値が、前記要求ブレーキ力に対して等しくなるかまたは上回るとき、前記アンチロック制御の実行を終了する。
前記定められた遅延要素２９ａは、試験やシミュレーション等の結果により定められる。
この場合、アンチロック制御を実行しているとき、前記遅延要素２９ａを適用することで、アンチロック制御におけるブレーキ力が要求ブレーキ力を瞬間的に上回ってアンチロック制御が意図せず終了する事態を回避することができる。
前記遅延要素２９ａは、前記ブレーキ力における入力周波数に対する前記車輪２０の滑り量のゲイン特性を基にゼロ近傍周波数の定常ゲインを「１」に等比変換した周波数特性と比較して、等しいかまたは下回る周波数特性を有するローパスフィルタであっても良い。このようなローパスフィルタを適用することで、アンチロック制御が意図せず終了する事態をより確実に回避することができる。
前記条件（２）における前記ブレーキ力について、各車輪２０における前記滑り量と前記車両における減速度との定められた関係に基づいて、前記滑り量が増えても前記減速度が増加しなくなる前記滑り量を達成するブレーキ力を下回るブレーキ力として決定されるものとしても良い。要求ブレーキ力が前記ブレーキ力を下回る場合、アンチロック制御の必要がないからである。
前記定められた関係は、試験やシミュレーション等の結果により定められる。
この発明における第２の発明の電動制動システムは、前記前提構成において、前記アンチロック制御機能部２２は、前記アンチロック制御の実行を終了するとき、このアンチロック制御を終了する時点におけるブレーキ力から、前記通常制御部２１による前記追従制御するブレーキ力まで、定められた時間をかけて推移させる制御演算部３０を有する。
前記定められた時間は、試験やシミュレーション等の結果により定められる。
アンチロック制御を終了する時点におけるブレーキ力と、要求ブレーキ力との間に乖離があると、アンチロック制御の終了に伴いブレーキ力が短時間に急峻に変化する場合がある。このため、制御演算部３０は、アンチロック制御の実行を終了するとき、このアンチロック制御を終了する時点におけるブレーキ力から、通常制御部２１による要求ブレーキ力に対するブレーキ力まで、定められた時間をかけて推移させる。これによりブレーキ力が急峻に変化することを未然に防止することができる。
前提構成の電動制動システムは、車両を制動するブレーキ力を車輪に印加する電動モータを有する電動制動装置と、与えられた要求ブレーキ力に対し前記ブレーキ力を前記電動モータの制御により追従制御する制動力制御装置と、制動操作を行う前記車輪の速度である車輪速を推定する車輪速推定手段と、前記車両における車体速度を推定する車体速推定機能部とを備え、前記制動力制御装置は、前記車両におけるブレーキ操作手段の操作量に応じた前記要求ブレーキ力に対して前記ブレーキ力を追従制御する通常制御部と、前記車輪速推定手段で推定される前記車輪速および前記車体速推定機能部で推定される前記車体速度から、前記車輪の接地路面に対する滑りを検出して滑り量を抑制するアンチロック制御を行うアンチロック制御機能部と、を有し、前記アンチロック制御機能部は、定められた条件に従って前記アンチロック制御を実行するか否かを判断するアンチロック制御介入判断部を有し、前記制動力制御装置は、前記アンチロック制御介入判断部の判断に基づいて、前記通常制御部による前記追従制御と、前記アンチロック制御機能部による前記アンチロック制御とを切替える切替え機能部を有し、前記アンチロック制御介入判断部は、前記アンチロック制御を実行しているとき、次の条件（１），（２）および（３）のうち少なくともいずれか一つの条件を充足すると、前記アンチロック制御の実行を終了する。
条件（１）：前記要求ブレーキ力に対して、アンチロック制御におけるブレーキ力が等しくなるかまたは上回るとき。
条件（２）：アンチロック制御を実行しなくとも前記滑り量が定められた値以下となるブレーキ力よりも前記要求ブレーキ力が下回るとき。
条件（３）：前記車体速度が定められた値以下となったとき。
この発明における第１の発明の電動制動システムは、前記前提構成において、前記アンチロック制御介入判断部は、前記アンチロック制御を実行しているとき、前記アンチロック制御におけるブレーキ力に、定められた遅延要素を介した値が、前記要求ブレーキ力に対して等しくなるかまたは上回るとき、前記アンチロック制御の実行を終了する。
このため、電動制動システムにおいて、アンチロック制御が意図せず終了することを防止し、制動挙動を安定化することができる。
この発明における第２の発明の電動制動システムは、前記前提構成において、前記アンチロック制御機能部は、前記アンチロック制御の実行を終了するとき、このアンチロック制御を終了する時点におけるブレーキ力から、前記通常制御部による前記追従制御するブレーキ力まで、定められた時間をかけて推移させる制御演算部を有する。このため、電動制動システムにおいて、アンチロック制御が意図せず終了することを防止し、制動挙動を安定化することができる。
この発明の実施形態に係る電動制動システムの電動制動装置の概略構造を示す図である。 同電動制動システムの制御系のブロック図である。 同電動制動システムにおいて、要求ブレーキ力（ブレーキ力目標値）を緩やかに推移させる例を示す図である。 同電動制動システムのアンチロック制御の動作例を示す図である。 同電動制動システムによるアンチロック制御の実行例を示すフローチャートである。 この発明の他の実施形態に係る電動制動システムの制御系のブロック図である。
この発明の実施形態に係る電動制動システムを図１ないし図５と共に説明する。
図１に示すように、電動制動システムは、電動制動装置１と、制動力制御装置２とを有する。先ず、電動制動装置１について説明する。
電動制動装置１は、電動モータ４と、この電動モータ４の回転を減速する減速機構５と、摩擦部材操作手段である直動機構６と、駐車ブレーキであるパーキングブレーキ機構７と、回転部材であるブレーキロータ８と、摩擦部材９とを有する。電動モータ４、減速機構５、および直動機構６は、例えば、図示外のハウジング等に組込まれる。ブレーキロータ８は、ディスク型であっても、ドラム型であっても良い。摩擦部材９は、ブレーキパッドまたはブレーキシュー等からなる。直動機構６は、ボールねじ機構や遊星ローラねじ機構などの送りねじ機構からなる。なお電動制動装置１のうち、電動モータ４以外の部分をブレーキアクチュエータ（ＢＡ：図２）という。電動制動装置１は車輪毎に設けられる。
電動モータ４は、例えば、励磁コイル（これら電動モータ４の構成部品についてはいずれも図示せず）、モータ角度センサ、および、永久磁石を有するロータを備えた、トルク密度や出力特性に優れるブラシレスＤＣモータを用いることが好ましい。減速機構５は、電動モータ４の回転を、回転軸１０に固定された三次歯車１１に減速して伝える機構であり、一次歯車１２、中間歯車１３、および三次歯車１１を含む。この例では、減速機構５は、電動モータ４のロータ軸４ａに取り付けられた一次歯車１２の回転を、中間歯車１３により減速して、回転軸１０の端部に固定された三次歯車１１に伝達可能としている。
直動機構６は、減速機構５で出力される回転運動を送りねじ機構により直動部１４の直線運動に変換して、ブレーキロータ８に対して摩擦部材９を当接離隔させる機構である。直動部１４は、回り止めされ且つ軸方向Ａ１に移動自在に支持されている。直動部１４のアウトボード側端に摩擦部材９が設けられる。電動モータ４の回転を減速機構５を介して直動機構６に伝達することで、回転運動が直線運動に変換され、それが摩擦部材９の押圧力に変換されることによりブレーキ力を発生させる。アウトボード側とは電動制動装置１を車両に搭載した状態で、車両の車幅方向外側をアウトボード側といい、車両の車幅方向中央側をインボード側という。
パーキングブレーキ機構７は、ロック部材１５とアクチュエータ１６とを有する。中間歯車１３のアウトボード側端面には、複数の係止孔（図示せず）が円周方向一定間隔おきに形成される。これら係止孔のいずれか一つにロック部材１５が係止可能に構成される。アクチュエータ１６として例えばソレノイドが適用される。アクチュエータ１６によりロック部材（ソレノイドピン）１５を進出させて中間歯車１３に形成された前記係止孔に嵌まり込ませることで係止し、中間歯車１３の回転を禁止することで、パーキングロック状態にする。ロック部材１５をアクチュエータ１６に退避させて前記係止孔から離脱させることで中間歯車１３の回転を許容し、アンロック状態にする。
制動力制御装置２等について説明する。
電動モータ４および制動力制御装置２には、図示外の電源装置からそれぞれ電力が供給される。
図２は、このアンチロック制御装置を備えた電動制動システムの制御系のブロック図である。電動制動システムは、電動制動装置１、制動力制御装置２、車輪速推定手段１７、および車体速推定機能部１８を備えている。
制動力制御装置２は、与えられた要求ブレーキ力に対しブレーキ力を電動モータ４の制御により追従制御する。要求ブレーキ力は、ブレーキ力目標値とも称される。要求ブレーキ力は、車両の操縦者によるブレーキペダル１９（ブレーキ操作手段）の操作量に応じて与えられる。なお、各輪独立駆動が可能な駆動モータ（図示せず）を備える車輪２０においては、前記駆動モータの回生トルクをブレーキ力としても良い。この場合、ブレーキペダル１９の操作量に相当する要求ブレーキ力の一部または全てが、前記駆動モータのモータ回生トルクそのものまたは減速機等を介したモータ回生トルクがブレーキ力となる。
この制動力制御装置２は、車輪２０毎に設けられる電動制動装置１に対応して設けられた電動制動制御装置２１（通常制御部）と、アンチロック制御機能部２２と、切替え機能部２３と、ブレーキ力配分機能部２４とを有する。一つの車輪２０に設けられた電動制動装置１と、この電動制動装置１に対応して設けられた電動制動制御装置２１とで、第１制動装置２５が構成される。その他の車輪２０に対応する第２制動装置２５等については、第１制動装置２５と同一構成であり同様の作用効果を奏するため説明を省略する。
電動制動制御装置２１は、与えられた要求ブレーキ力を発揮するための制御演算をするブレーキ力制御演算機能２１ａと、電動モータ４を駆動するモータドライバ２１ｂとを備える。前記制御演算をするブレーキ力制御演算機能２１ａは、例えば、マイクロコンピュータ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、ＤＳＰ等の演算器により実装し、モータドライバ２１ｂは、例えば、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ等のスイッチ素子により実装すると好適と考えられる。電動制動制御装置２１は、例えばインバータ装置により構成される。
電動制動制御装置２１の上位制御手段である上位ＥＣＵ２６は、アンチロック制御機能部２２、ブレーキ力配分機能部２４、切替え機能部２３、車体速推定機能部１８、および加速度センサ２７を備えている。上位ＥＣＵ２６は、例えば、この車両におけるＶＣＵであっても良い。このＶＣＵの機能として、各機能部１８，２２，２３，２４および加速度センサ２７を実現し得る。一般に、ＶＣＵは比較的高い演算性能を有しており、複雑な演算を行える。
ブレーキ力配分機能部２４は、任意の要求ブレーキ力に対して、車両の重量配分や姿勢状況等に応じた各車輪２０のブレーキ力を決定し得る。前記車両の重量配分は、例えば、車両の諸元として予め与えられ、前記姿勢状況は、前記車両諸元及び加速度センサ２７等からのデータに基づいて定められる。
車体速推定機能部１８は、各車輪２０毎に設けられる各車輪速センサ１７および加速度センサ２７を用いて、この車両における車体速度を推定する。車体速推定機能部１８は、その他高速の演算処理が可能なＧＰＳ等を用いて車体速度の推定精度を向上させることもできる。加速度センサ２７としては、一般に三軸および各軸モーメントを測定可能な加速度センサが適用される。
車輪速センサ１７は、一般のＡＢＳセンサのような、車輪周方向に所定分割されたパルス出力を観測するセンサが安価で好適である。あるいは、各輪独立駆動が可能な駆動モータを備える車輪２０においては、前記駆動モータを駆動するためのモータ角度センサないしセンサレス角度推定機能を、車輪速センサ１７として用いることが可能である。これらＡＢＳセンサ、モータ角度センサ、センサレス角度推定機能が、車輪速推定手段に相当する。
アンチロック制御機能部２２は、車体速推定機能部１８で推定される車体速度、および車輪速センサ１７で検出される車輪速から、制動時に車輪２０が過剰にロックすることを防止するためのブレーキ力を車輪速フィードバック制御あるいはロック傾向の判断に伴うブレーキ減圧制御等によって決定し、必要に応じて制御に介入し得る。
アンチロック制御機能部２２は、車輪滑り量推定部２８と、アンチロック制御介入判断部２９と、制御演算部３０とを有する。車輪滑り量推定部２８は、車輪２０の滑り量を推定する。この車輪滑り量は、例えば、次式によって規定できる。
車輪滑り量＝（車体速度−車輪速）÷（車体速度）
上式において、車体速度は、車体速推定機能部１８により推定される。車輪速は車輪速センサ１７から与えられる。
アンチロック制御介入判断部２９は、定められた条件に従って、アンチロック制御を実行するか否かを判断する。具体的には、前記定められた条件として、車輪滑り量推定部２８で推定された車輪滑り量が所定値を超えていたら、アンチロック制御を開始する。この他アンチロック制御介入判断部２９は、例えば、車輪減速度が所定値を超えたらアンチロック制御に移行する処理等を別途含めても良い。前記各所定値は、試験やシミュレーション等の結果により定められる。
切替え機能部２３は、アンチロック制御を開始する指令を受けて、アンチロック制御機能部２２を介在させない電動制動制御装置２１によるいわゆる追従制御から、アンチロック制御機能部２２を介在させるアンチロック制御に切替える。図２および図４に示すように、アンチロック制御機能部２２によるアンチロック制御を実行しているとき、前記車輪速および前記車体速度から、車輪２０の設置路面に対する滑りを検出して滑り量を抑制する。制御演算部３０は、このアンチロック制御を実行しているとき、電動制動制御装置２１への制動指令につき上昇・下降を頻回に繰り返すことで滑り量を抑制し得る。
アンチロック制御介入判断部２９は、アンチロック制御を実行しているとき、次の条件（１），（２）および（３）のうち少なくともいずれか一つの条件を充足すると、前記アンチロック制御の実行を終了する。
条件（１）：要求ブレーキ力に対して、アンチロック制御におけるブレーキ力が等しくなるかまたは上回るとき。
条件（２）：アンチロック制御を実行しなくとも前記滑り量が定められた値以下となるブレーキ力よりも要求ブレーキ力が下回るとき。
条件（３）：車体速度が定められた値以下となったとき。
例えば、路面状態変化により路面摩擦係数が上昇した場合か、あるいはアンチロック制御中に要求ブレーキ力が低下した場合等において、アンチロック制御による目標ブレーキ力が、操縦者によるブレーキペダル１９の現在の操作量に応じた要求ブレーキ力に対して恒常的に等しいかまたは上回る（条件１）。その場合、アンチロック制御を行わなくても車輪２０はロックしないため、アンチロック制御介入判断部２９はアンチロック制御を終了する。
また、極低速ないし停車状態においてはアンチロック制御は重要ではないため、車体速推定機能部１８で推定された車体速度が定められた値以下となったときには（条件３）、アンチロック制御介入判断部２９はアンチロック制御を終了する。
上記の他、例えば、推定される路面状態において車輪２０のロックが発生しないブレーキ力を求め、要求ブレーキ力が前記ロックの発生しないブレーキ力を下回った状態（条件２）においては、アンチロック制御の必要がない。このため、アンチロック制御介入判断部２９はアンチロック制御を終了する。条件（２）における前記ブレーキ力について、例えば、各車輪２０における滑り量と車両における減速度との定められた関係に基づいて、前記滑り量が増えても前記減速度が増加しなくなる前記滑り量を達成するブレーキ力を下回るブレーキとして決定しても良い。
前述のようにアンチロック制御を終了する条件を明確に定めて、アンチロック制御から通常制御に移行することができる。したがって、アンチロック制御が意図せず終了することを防止し、制動挙動を安定化することができる。
切替え機能部２３は、アンチロック制御介入判断部２９からアンチロック制御を終了する指令を受けて、アンチロック制御機能部２２を介在させない追従制御に切替える。
ここで図３は、このアンチロック制御装置において、要求ブレーキ力（ブレーキ力目標値）を緩やかに推移させる例を示す図である。図２も参照しつつ説明する。制御演算部３０は、アンチロック制御の実行を終了するとき、このアンチロック制御を終了する時点におけるブレーキ力から、アンチロック制御を実行しない場合の要求ブレーキ力に追従するブレーキ力まで、定められた時間をかけて緩やかに推移させる。これによりアンチロック制御の終了後、ブレーキ力が急峻に変化することを未然に防止し得る。
図３（ａ）では、制御演算部３０は、アンチロック制御を終了する時点におけるブレーキ力目標値を、時間経過と共に二次曲線を描くように緩やかに上昇させ、次に、ブレーキ力目標値を時間経過と共に次第に上昇させている。その後、ブレーキ力目標値を、アンチロック制御を実行しない場合の所望の要求ブレーキ力に曲線を描くように近づけている。図３（ｂ）では、アンチロック制御を終了する時点におけるブレーキ力目標値を、アンチロック制御を実行しない場合の所望の要求ブレーキ力に対して、定められた時間をかけて直線状に上昇させている。図３（ａ），（ｂ）のいずれの場合でも、ブレーキ力が急峻に変化することを未然に防止し得る。
図５は、このアンチロック制御装置によるアンチロック制御の実行例を示すフローチャートである。図２も参照しつつ説明する。制動力制御装置２は、要求ブレーキ力Ｆｒを取得し（ステップＳ１）、この要求ブレーキ力Ｆｒに対して追従制御するブレーキ力Ｆｂを取得する（ステップＳ２）。前記要求ブレーキ力Ｆｒは、例えば、自動車におけるブレーキペダル１９の入力や、ＶＣＵにおいて横滑り防止のような車両制御を目的とした値、ないしその複合によって与えられる。前記ブレーキ力Ｆｂは、例えば、ブレーキペダル操作量および電動モータ４に流れる電流値等から推定される。
次に、車輪滑り量推定部２８は、車輪速センサ１７から車輪速を取得し（ステップＳ３）、車体速推定機能部１８により車体速度を推定する（ステップＳ４）。制動中の車体速度は、例えば、回転速度の最も早い車輪速、車両減速度の積算、ないしその複合、によって得られる。更新周期の早いＧＰＳ等を有する場合は、ＧＰＳ位置情報の推移から車体速度を推定しても良い。車輪滑り量推定部２８は、これら車輪速および車体速度から車輪２０の滑り量を推定する（ステップＳ５）。
次に、アンチロック制御介入判断部２９は、アンチロック制御中か否かを判断する（ステップＳ６）。アンチロック制御中であるとの判断で（ステップＳ６：ｙｅｓ）、アンチロック制御機能部２２は、現在の路面状態を推定する（ステップＳ１０）。路面状態は、例えば、各車輪２０の前記滑り量と、車両減速度もしくは外乱オブザーバ等で導出した車輪２０に作用している外力との相関において、前記相関の勾配が零以下となる状態における前記滑り量や、前記相関を予め測定された様々な路面における車輪２０の特性と比較することによって求めることができる。
次に、アンチロック制御介入判断部２９は、目標車輪速を決定する（ステップＳ１１）。目標車輪速は、例えば、ステップＳ１０で推定された路面状態の摩擦係数（推定路面摩擦係数）から決定される目標滑り量と、ステップＳ４で推定された車体速から決定することができる。
次に、アンチロック制御介入判断部２９は、車輪速制御を目的とした目標ブレーキ力Ｆｒａを求める（ステップＳ１２）。前記目標ブレーキ力Ｆｒａは、例えば、ブレーキ力を操作量、車輪速を制御量としたフィードバック制御系から求めることができる。もしくは、車輪速と、現在のブレーキ力と、推定路面状態と、目標車輪速に到達するための車輪減速度と、から予め試験やシミュレーション等を用いて前記目標ブレーキ力Ｆｒａを導出するテーブル等を作成しても良い。この場合、アンチロック制御介入判断部２９は、前記テーブル等から前記目標ブレーキ力Ｆｒａを導出し得る（ステップＳ１３）。
アンチロック制御介入判断部２９は、前記目標ブレーキ力Ｆｒａに遅延要素であるフィルタ２９ａを適用する（ステップＳ１４）。つまり目標ブレーキ力Ｆｒａをフィルタリングしてアンチロック制御目標ブレーキ力Ｆｒａ´を導出する。前記フィルタ２９ａとして、例えば、ブレーキ力における入力周波数に対する車輪２０の滑り量のゲイン特性を基にゼロ近傍周波数の定常ゲインを「１」に等比変換した周波数特性と比較して、等しいかまたは下回る周波数特性を有するローパスフィルタを適用すると好適と考えられる。
このローパスフィルタを適用する処理により、例えば、車輪速制御中に瞬間的に後述のアンチロック制御終了条件を満足する（この例では、ステップＳ１５：ｙｅｓまたはステップＳ１６：ｙｅｓ）ブレーキ力が発生するような場合において、アンチロック制御が意図せず終了する事態を回避することができる。
次に、アンチロック制御介入判断部２９は、アンチロック制御目標ブレーキ力Ｆｒａ´が要求ブレーキ力以上か否かを判断する（ステップＳ１５）。例えば、路面状態の変化により路面摩擦係数が上昇した場合か、あるいはアンチロック制御中に要求ブレーキ力が低下した場合等において、前記フィルタリングしたアンチロック制御目標ブレーキ力Ｆｒａ´が、操縦者による現在の要求ブレーキ力と等しいか上回る。その場合（ステップＳ１５：ｙｅｓ）、アンチロック制御を行わなくとも車輪はロックしないため、アンチロック制御介入判断部２９は、アンチロック制御を終了する（ステップＳ１７）。
アンチロック制御目標ブレーキ力Ｆｒａ´が要求ブレーキ力未満と判断されても（ステップＳ１５：ｎｏ）、アンチロック制御介入判断部２９は、車体速度が定められた値以下になったと判断されると（ステップＳ１６：ｙｅｓ）、アンチロック制御を終了する（ステップＳ１７）。極低速ないし停車状態においては一般的なＡＢＳセンサの車輪速検出精度が低下して高精度な制御が困難となり、また前記極低速ないし停車状態においてアンチロック制御は比較的重要ではないためである。また、アンチロック制御介入判断部２９は、上記の他、例えば、前記推定路面状態において車輪２０のロックが発生しないブレーキ力を求め、要求ブレーキ力が前記ロックが発生しないブレーキ力を下回った状態においてはアンチロック制御の必要がないため、アンチロック制御を終了することができる。
アンチロック制御を終了するとき、アンチロック制御中のブレーキ力と、アンチロック制御を終了した時点の要求ブレーキ力に乖離があった場合、アンチロック制御終了に伴いブレーキ力が急峻に変化する場合がある。このため、制御演算部３０は、アンチロック制御終了後の所定時間内に、ブレーキ力がアンチロック制御中のブレーキ力から要求ブレーキ力に対して緩やかに変化する（図３参照）ような処理を設けている（ステップＳ１９：ｙｅｓ→ステップＳ２０）。ステップＳ２０の後、ステップＳ８に移行する。
前記ステップＳ６において、アンチロック制御中ではないとの判断で（ステップＳ６：ｎｏ）、制御演算部３０は、アンチロック制御完了後所定時間内か否かを判断し（ステップＳ１９）、否との判断で（ステップＳ１９：ｎｏ）ステップＳ７に移行する。このステップＳ７では、ブレーキ力制御目標（ブレーキ力目標値）をＦｒに設定する。次に、制御演算部３０は、車輪滑り量推定部２８で推定された滑り量が所定値を超えていたら（ステップＳ８：ｙｅｓ）、アンチロック制御を開始する（ステップＳ９）。なお、前記処理の他、例えば、車輪減速度が所定値を超えたら、アンチロック制御に移行する処理等を別途含めても良い。
推定された滑り量が所定値を超えていないとき（ステップＳ８：ｎｏ）、またはステップＳ９の後、ブレーキ力制御を実行する（ステップＳ１８）。その後本処理を終了する。ステップＳ１８では、前のフローにおいて決定された目標ブレーキ力に対して、ブレーキ力の追従制御を行う。
他の実施形態について説明する。
以下の説明においては、各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符号を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。同一の構成から同一の作用効果を奏する。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。
図６に示すように、アンチロック制御機能部２２および切替え機能部２３を、各制動装置２５におけるインバータ装置に設けても良い。この図６の構成によると、前述の実施形態に係る図２の構成と比較して、各制動装置２５の演算負荷が高くなる代わりに多様な機能を有するＶＣＵ（上位ＥＣＵ）２６の演算負荷が軽減される。また高速な指令通信が必要なアンチロック制御機能部２２が、制動装置２５側に設けられることで、上位ＥＣＵ２６から各制動装置２５への通信周期が比較的遅くても良い。
電動モータ４として、ブラシ付きのＤＣモータや誘導モータを適用しても良い。
以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１…電動制動装置
２…制動力制御装置
４…電動モータ
１７…車輪速センサ（車輪速推定手段）
１８…車体速推機能部
１９…ブレーキペダル（ブレーキ操作手段）
２０…車輪
２１…電動制動制御装置（通常制御部）
２２…アンチロック制御機能部
２３…切替え機能部
２８…車輪滑り量推定部
２９…アンチロック制御介入判断部
２９ａ…フィルタ（遅延要素）
３０…制御演算部

Claims (4)

  1. 車両を制動するブレーキ力を車輪に印加する電動モータを有する電動制動装置と、与えられた要求ブレーキ力に対し前記ブレーキ力を前記電動モータの制御により追従制御する制動力制御装置と、制動操作を行う前記車輪の速度である車輪速を推定する車輪速推定手段と、前記車両における車体速度を推定する車体速推定機能部と、を備えた電動制動システムであって、
    前記制動力制御装置は、
    前記車両におけるブレーキ操作手段の操作量に応じた前記要求ブレーキ力に対して前記ブレーキ力を追従制御する通常制御部と、
    前記車輪速推定手段で推定される前記車輪速および前記車体速推定機能部で推定される前記車体速度から、前記車輪の接地路面に対する滑りを検出して滑り量を抑制するアンチロック制御を行うアンチロック制御機能部と、を有し、
    前記アンチロック制御機能部は、定められた条件に従って前記アンチロック制御を実行するか否かを判断するアンチロック制御介入判断部を有し、
    前記制動力制御装置は、前記アンチロック制御介入判断部の判断に基づいて、前記通常制御部による前記追従制御と、前記アンチロック制御機能部による前記アンチロック制御とを切替える切替え機能部を有し、
    前記アンチロック制御介入判断部は、前記アンチロック制御を実行しているとき、次の条件（１），（２）および（３）のうち少なくともいずれか一つの条件を充足すると、前記アンチロック制御の実行を終了するものとし、
    条件（１）：前記要求ブレーキ力に対して、アンチロック制御におけるブレーキ力が等しくなるかまたは上回るとき。
    条件（２）：アンチロック制御を実行しなくとも前記滑り量が定められた値以下となるブレーキ力よりも前記要求ブレーキ力が下回るとき。
    条件（３）：前記車体速度が定められた値以下となったとき。
    前記アンチロック制御介入判断部は、前記アンチロック制御を実行しているとき、前記アンチロック制御におけるブレーキ力に、定められた遅延要素を介した値が、前記要求ブレーキ力に対して等しくなるかまたは上回るとき、前記アンチロック制御の実行を終了する電動制動システム。
  2. 車両を制動するブレーキ力を車輪に印加する電動モータを有する電動制動装置と、与えられた要求ブレーキ力に対し前記ブレーキ力を前記電動モータの制御により追従制御する制動力制御装置と、制動操作を行う前記車輪の速度である車輪速を推定する車輪速推定手段と、前記車両における車体速度を推定する車体速推定機能部と、を備えた電動制動システムであって、
    前記制動力制御装置は、
    前記車両におけるブレーキ操作手段の操作量に応じた前記要求ブレーキ力に対して前記ブレーキ力を追従制御する通常制御部と、
    前記車輪速推定手段で推定される前記車輪速および前記車体速推定機能部で推定される前記車体速度から、前記車輪の接地路面に対する滑りを検出して滑り量を抑制するアンチロック制御を行うアンチロック制御機能部と、を有し、
    前記アンチロック制御機能部は、定められた条件に従って前記アンチロック制御を実行するか否かを判断するアンチロック制御介入判断部を有し、
    前記制動力制御装置は、前記アンチロック制御介入判断部の判断に基づいて、前記通常制御部による前記追従制御と、前記アンチロック制御機能部による前記アンチロック制御とを切替える切替え機能部を有し、
    前記アンチロック制御介入判断部は、前記アンチロック制御を実行しているとき、次の条件（１），（２）および（３）のうち少なくともいずれか一つの条件を充足すると、前記アンチロック制御の実行を終了するものとし、
    条件（１）：前記要求ブレーキ力に対して、アンチロック制御におけるブレーキ力が等しくなるかまたは上回るとき。
    条件（２）：アンチロック制御を実行しなくとも前記滑り量が定められた値以下となるブレーキ力よりも前記要求ブレーキ力が下回るとき。
    条件（３）：前記車体速度が定められた値以下となったとき。
    前記アンチロック制御機能部は、前記アンチロック制御の実行を終了するとき、このアンチロック制御を終了する時点におけるブレーキ力から、前記通常制御部による前記追従制御するブレーキ力まで、定められた時間をかけて推移させる制御演算部を有する電動制動システム。
  3. 請求項１または請求項２に記載の電動制動システムにおいて、前記遅延要素は、前記ブレーキ力における入力周波数に対する前記車輪の滑り量のゲイン特性を基にゼロ近傍周波数の定常ゲインを「１」に等比変換した周波数特性と比較して、等しいかまたは下回る周波数特性を有するローパスフィルタである電動制動システム。
  4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電動制動システムにおいて、前記条件（２）における前記ブレーキ力について、各車輪における前記滑り量と前記車両における減速度との定められた関係に基づいて、前記滑り量が増えても前記減速度が増加しなくなる前記滑り量を達成するブレーキ力を下回るブレーキ力として決定される電動制動システム。
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