JP7060356B2 - 車両のブレーキシステム - Google Patents
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Description
ステップS10においては、現在の自動車の走行が制動状態かどうかを判断している。これは、ブレーキペダルが所定量以上に踏み込まれて、自動車が減速されていることを検出することで判断することができる。この判断で、制動状態にないと判断されるとエンドに抜けて次の起動タイミングを待つことになる。一方、制動状態あると判断されるとステップS11に移行する。
ステップS11においては、各車輪に取り付けられた車輪速度センサ32で車輪速度を検出し、前輪側制動機構4の液圧回路系統17に取り付けられた圧力センサでブレーキ液圧を検出し、後輪側制動機構5のロードセル30で推力を検出し、図示しない加速度センサで減速度を検出し、更にジャイロや加速度センサによってピッチ角速度を検出する。ここで、圧力センサは、図2に示すように電磁流入弁13R、13Lと電磁流出弁14R、14Lの間のブレーキ圧PR、PLを検出するものである。これらの検出情報は、マイクロコンピュータに備えられているRAMの一時記憶領域に記憶され、以下の制御ステップで実行される演算に利用される。尚、ブレーキシステムに合せて、これ以外に他の情報を検出することも可能である。
ステップS12においては、各車輪速度の検出情報に基づき各車輪のスリップ率を算出する。ここで、スリップ率(ε)の演算は、一般に車体速度を「Vv」、車輪速度を「Vw」とすると、以下の(1)式で求めることができる。
ε={(Vv-Vw)/Vv}×100[%] ……(1)
スリップ率(ε)が求まると、ステップS13に移行する。
ステップS13においては、スリップ率(ε)が所定値以上かどうかを判断している。自動車の車輪は、一般的にスリップ率10%~20%で最大制動力を発生し、最大制動力を超えるスリップ率(ε)となると車輪がロック状態に陥ることが知られている。したがって、ステップS13では、この車輪のロック状態を回避するため、各車輪のスリップ率(ε)を監視し、所定のスリップ率閾値(εth)未満の場合には、車輪がロック状態にないと判断して制動力配分を行うステップS15に移行する。一方、スリップ率(ε)がスリップ率閾値(εth)以上の場合は、車輪がロック状態にあると判断してステップS14に移行する。
ステップS14においては、車輪がロック状態に陥らないため、或いはロック状態から復帰するために、アンチロックブレーキシステム(ABS)を動作させる。ABSシステムは、ブレーキキャリパの制動力を調整しながら車輪がロックするのを避ける技術であり、これはよく知られたものであるので、これ以上の説明は省略する。
ステップS15においては、検出されたピッチ角速度から実ピッチ角(θest)を推定演算する。これは、図4の姿勢検出部40や姿勢推定部41に対応するものである。更に、実ピッチ角、車輪速度、制動力、減速度等の種々の情報に基づき、所定の演算によって予め定めた目標ピッチ角(θref)を推定演算する。これは、図4の目標姿勢演算部42に対応するものである。実ピッチ角、及び目標ピッチ角が求まるとステップS16に移行する。
ステップS16においては、前輪側制動機構4のブレーキ液圧と、後輪側制動機構5の推力から、現在の前輪側制動機構4の制動力と後輪側制動機構5の制動力を演算する。この演算は、算術演算で行っても良いし、また、ブレーキ液圧、及び推力から予め定めた制動力マップから検索して演算しても良いものである。現在の前輪側制動機構4の制動力と後輪側制動機構5の制動力が求まると、ステップS17に移行する。
ステップS17においては、ステップS16で求めた制動力から、現在の前輪側制動機構4と後輪側制動機構5の制動力の配分比(λ)を演算する。現在の制動力の配分比が求まるとステップS18に移行する。
ステップS18においては、ステップS15で求められた目標ピッチ角(θref)と実ピッチ角(θest)を基に、以下の(2)式から目標ピッチ角(θref)と実ピッチ角(θest)の差分(θe)を求める。この差分(θe)は姿勢誤差として帰還制御される。
θe=θref-θest ……(2)
そして、差分(θe)が求まると、この差分(θe)を縮小するように制動力の配分比(λ)を修正する。ここでは、帰還制御である「比例制御」、或いは「比例/積分制御」を実行して、以下の(3)式から配分比修正値(Δλ)を求め、この配分比修正値(Δλ)を用いて(4)式から制動力の配分比(λ)を修正する。
Δλ=K×θe=K(θref-θest) ……(3)
λ=λ+Δλ ……(4)
尚、制動力の配分比(λ)は、「前輪側制動力」/「後輪側制動力」の比で表され、値が大きいほど前輪側の制動力が優勢となり、値が小さいほど後輪側の制動力が優勢となるものである。ここで、これらの計算は、図5の制御フローチャートの起動タイミング毎に演算されるので、この起動タイミング周期に対応して差分(θe)、配分修正値(Δλ)、配分比(λ)が変更されていくものである。また、配分比修正値(Δλ)は(3)式にあるように正負の記号が付き、これによって、配分比(λ)が修正されるようになる。
ステップS19においては、現在の制動状態が継続しているか否かを加速度センサやブレーキペダルのストローク等から判断するものである。制動状態が継続されていれば、再度ステップS11に戻って上述の制御を実行し、制動状態が終了するまでステップS11からステップS19の制御を繰り返すものである。そして、制動状態でないと判断するとエンドに抜けて、制動力の配分制御を完了するものである。
δf=(hCG/L-λtanηf)F/kf ………(5)
δr=(hCG/L-(l-λ)tanηr)F/kr ………(6)
ここで、「hCG」は自動車の重心高、「L」は車輪間の距離、「λ」は制動力の配分比(図6にあるように、「1」に近づくほど前輪配分が優勢となり、「0」に近づくほど後輪配分が優勢となる)、「ηf」及び「ηr」は前輪と後輪の仮想リンク角度(力の伝達が行われると仮定できるリンクと平坦な地面との成す角度)、「F」は制動力、「kf」、及び「kr」はサスペンションのばね定数である。そして、上述の(5)式、(6)式から制動力の配分比(λ)を変更することで、サスペンションストロークを変化させることができるため、自動車のピッチ角を制御することができるようになる。
Claims (8)
- 車両の前輪側制動機構及び後輪側制動機構への制動力を配分する制動力配分装置を備えた車両のブレーキシステムにおいて、
前記制動力配分装置は、
前記車両の前後方向の傾きである実ピッチ角を検出する姿勢推定部と、予め定めた所定の傾きである目標ピッチ角を求める目標姿勢生成部と、前記実ピッチ角と前記目標ピッチ角とを比較して差分を求め、前記実ピッチ角を前記目標ピッチ角に近づけて前記差分を縮小する帰還制御を実行することによって、前記前輪側制動機構と前記後輪側制動機構の制動力の配分比を修正する制動力配分比演算部とを備えている
ことを特徴とする車両のブレーキシステム。 - 請求項1に記載の車両のブレーキシステムにおいて、
前記目標ピッチ角は固定の値、或いは可変の値に設定されている
ことを特徴とする車両のブレーキシステム。 - 請求項2に記載の車両のブレーキシステムにおいて、
前記目標ピッチ角は、前記車両の姿勢が水平状態から「ノーズダイブ」の状態のピッチ角に設定されていることを特徴とする車両のブレーキシステム。 - 前記請求項1に記載の車両のブレーキシステムにおいて、
前記制動力配分比演算部は、
前記目標ピッチ角に比べて前記実ピッチ角が小さい状態であると、前記前輪側制動機構の制動力を大きく、前記後輪側制動機構の制動力を小さくなるように配分し、前記目標ピッチ角に比べて前記実ピッチ角が大きい状態であると、前記前輪側制動機構の制動力を小さく、前記後輪側制動機構の制動力を大きくなるように配分する
ことを特徴とする車両のブレーキシステム。 - 前記請求項2~請求項4のいずれか1項に記載の車両のブレーキシステムにおいて、
前記前輪側制動機構は液圧ブレーキ機構で構成され、前記後輪側制動機構は電動ブレーキ機構で構成されているか、或いは前記前輪側制動機構と前記後輪側制動機構は前記電動ブレーキ機構で構成されている、
ことを特徴とする車両のブレーキシステム。 - 前記請求項2~請求項5のいずれか1項に記載の車両のブレーキシステムにおいて、
前記制動力配分比演算部は、前記車両の車輪速度から算出される車輪のスリップ率を検出し、前記スリップ率が所定のスリップ率閾値より小さいときに制動力の配分比を修正する
ことを特徴とする車両のブレーキシステム。 - 前記請求項2~請求項6のいずれか1項に記載の車両のブレーキシステムにおいて、
前記目標ピッチ角は、搭乗者の運転操作情報、前記車両の運動情報、外界情報、搭乗者から得られる生体情報のうちの、少なくとも1つ以上の情報に基づいて設定されている
ことを特徴とする車両のブレーキシステム。 - 前記請求項7に記載の車両のブレーキシステムにおいて、
前記1つ以上の情報に基づいて設定された前記目標ピッチ角は、前記車両とは別のデータベースに保存されており、前記目標ピッチ角は前記データベースから読み出されて、前記制動力配分装置で利用される
ことを特徴とする車両のブレーキシステム。
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