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。
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Fを取得し(ステップS1)、この要求ブレーキ力Fに対して追従制御するブレーキ力Fを取得する(ステップS2)。前記要求ブレーキ力F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F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F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、
    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、
    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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