JP2006123733A - Brake control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車のブレーキを制御するブレーキ制御装置に関する。 The present invention relates to a brake control device that controls a brake of an automobile.
走行環境に応じて制動力を補正する技術として、自動変速機の制御において、勾配を推定し、その推定結果に基づいて変速比を制御する技術が知られている。 As a technique for correcting a braking force according to a traveling environment, a technique for estimating a gradient in controlling an automatic transmission and controlling a gear ratio based on the estimation result is known.
しかしながら上記従来技術では、自動変速機の変速比を制御するのみであるため、エンジンブレーキによる制動力が変化するだけである。このため実現できる制動力の大きさや応答速度は制限されており、運転者は走行環境に応じてフットブレーキの操作を変更して車両を運転する必要があり、走行環境によらずほぼ一定のブレーキ操作感覚を実現することは出来ない。 However, in the above prior art, since only the gear ratio of the automatic transmission is controlled, the braking force by the engine brake only changes. For this reason, the magnitude of the braking force that can be achieved and the response speed are limited, and the driver needs to drive the vehicle by changing the operation of the foot brake according to the driving environment. An operation feeling cannot be realized.
上記課題を解決するために、本発明は、走行抵抗を推定し、推定された走行抵抗からブレーキ力を補正してブレーキを制御することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is characterized in that the running resistance is estimated, and the brake is controlled by correcting the braking force from the estimated running resistance.
また、本発明は、車両のブレーキ装置であって、車速と制動力または駆動力から走行抵抗を推定する走行抵抗推定部と、走行抵抗推定部で推定した走行抵抗推定値からブレーキ力の補正値を算出するブレーキ力補正値演算部と、ブレーキ力指令値演算部から出力されたブレーキ力指令値とブレーキ力補正演算部で算出したブレーキ力補正値に基づき、ブレーキ力指令値を補正してブレーキ力制御手段へ出力するブレーキ力指令値補正部とを備えたことを特徴とする。 The present invention also relates to a vehicle braking apparatus, a running resistance estimation unit that estimates a running resistance from vehicle speed and braking force or driving force, and a braking force correction value that is calculated from a running resistance estimation value estimated by the running resistance estimation unit. The brake force correction value calculation unit for calculating the brake force command value and the brake force command value output from the brake force command value calculation unit and the brake force correction value calculated by the brake force correction calculation unit And a brake force command value correcting unit for outputting to the force control means.
異なる様々な走行環境においても、ほぼ一定のブレーキ操作感覚(ブレーキフィーリング)で制動力を制御することができる。 Even in various different driving environments, the braking force can be controlled with a substantially constant brake operation feeling (brake feeling).
ブレーキ操作手段の操作量又は踏力を検出するブレーキ操作検出手段と、前記ブレーキ操作検出手段からのブレーキ操作量又は踏力に基づいて、ブレーキ力指令値を出力するブレーキ力指令値演算部と、電気的に駆動されることによりブレーキ力を発生するブレーキアクチュエータと、前記ブレーキ力指令値に従って、前記ブレーキアクチュエータのブレーキ力を制御するブレーキ力制御手段とを備えた車両のブレーキ制御装置において、車速と制動力または駆動力から走行抵抗を推定する走行抵抗推定部と、前記走行抵抗推定部で推定した走行抵抗推定値からブレーキ力の補正値を算出するブレーキ力補正値演算部と、前記ブレーキ力指令値演算部から出力されたブレーキ力指令値と前記ブレーキ力補正演算部で算出したブレーキ力補正値に基づき、ブレーキ力指令値を補正して前記ブレーキ力制御手段へ出力するブレーキ力指令値補正部とを備えた車両のブレーキ制御装置。 A brake operation detecting means for detecting an operation amount or a pedaling force of the brake operation means, a brake force command value calculating unit for outputting a brake force command value based on the brake operation amount or the pedaling force from the brake operation detecting means, In a vehicle brake control device, comprising: a brake actuator that generates a braking force when driven by a brake force; and a braking force control unit that controls the braking force of the brake actuator according to the braking force command value. Alternatively, a travel resistance estimation unit that estimates travel resistance from the driving force, a brake force correction value calculation unit that calculates a correction value of brake force from the travel resistance estimation value estimated by the travel resistance estimation unit, and the brake force command value calculation Brake force command value output from the control unit and the brake force correction value calculated by the brake force correction calculation unit Based brake control device for a vehicle with a brake force command value correcting unit that corrects the braking force command value output to the brake force control means.
図1は本実施例のブレーキ制御装置のシステム構成図である。 FIG. 1 is a system configuration diagram of the brake control device of this embodiment.
ブレーキ操作検出手段10は運転者のブレーキ操作量又は操作力を検出する手段であり、具体的にはブレーキペダルに設けたストロークセンサまたは踏力センサにより構成される。 The brake operation detection means 10 is a means for detecting the brake operation amount or the operation force of the driver, and specifically comprises a stroke sensor or a pedaling force sensor provided on the brake pedal.
11はブレーキ力指令値を算出するためのブレーキ指令値演算部であり、ブレーキ操作検出手段10から出力されたブレーキペダルの操作量または踏力から、所定の演算又はマップ参照によりブレーキ制御部17に指令するブレーキ力指令値Fbを演算する。
ブレーキ制御部17は、車両のブレーキアクチュエータを駆動し、ブレーキ指令値演算部11から指示されたブレーキ力指令値Fbに従って制動力を発生させる。ここで車両のブレーキアクチュエータとしては、ブレーキブースタをソレノイドにより動作させる制御ブースタ,電動ポンプで発生させた液圧を制御弁により各輪のブレーキシリンダに分配するEHBシステムにおける電動ポンプ及び制御弁、及び、各輪に設けた電動アクチュエータで摩擦部材を制動部材に押し付けて制動力を発生させるEMBシステムにおけるアクチュエータなどが考えられる。
The
このように本実施例は、運転者の操作入力を受け付ける部分と、制動力を発生する部分が機械的に接続しておらず、信号線を介して電気的に制御されるシステム、いわゆるブレーキ・バイ・ワイヤシステムの構成である。 As described above, in this embodiment, the part that receives the driver's operation input and the part that generates the braking force are not mechanically connected and are electrically controlled via a signal line, a so-called brake It is the structure of a by-wire system.
本実施例では、走行抵抗推定部12,ブレーキ力補正値演算部13,ブレーキ力指令値補正部14を備えており、ブレーキ指令値演算部11により導かれたブレーキ力指令値
Fbを補正する構成とする。
In this embodiment, a running
走行抵抗推定部12は車速,制動力,エンジントルク等から走行抵抗推定値Reを算出する。ここで走行抵抗とは、車輪の転がり抵抗,勾配抵抗,空気抵抗,加速度抵抗等の総和を差し、発生させたエンジントルク及び制動力と車速の変化等に基づいて推定することができる。
The running
ブレーキ力補正値演算部13では、予め仮想走行抵抗Rvを設定しておき、仮想走行抵抗Rvと走行抵抗推定部12から出力された走行抵抗推定値Reを比較し、ブレーキ力補正値ΔFbを次式から算出する。
In the brake force correction
ΔFb=(Re−Rv)×K …(数式1)
ここでKは比例係数であり、実現しようとするブレーキ制御内容に応じて定める。例えばK=1とすると、走行環境に影響なく仮想走行抵抗でのブレーキフィーリングを実現できる。また、例えばK=0とするとΔFb=0となるので、ブレーキ力指令値補正部14によるブレーキ力指令値Fbの補正を行わない場合と等価になり、通常のブレーキフィーリングとなる。さらに、0<K<1の間でKを任意に設定することにより、仮想走行抵抗でのブレーキフィーリングと通常ブレーキフィーリングの度合いを設定することができる。
ΔFb = (Re−Rv) × K (Formula 1)
Here, K is a proportional coefficient, and is determined according to the content of brake control to be realized. For example, when K = 1, it is possible to realize brake feeling with virtual running resistance without affecting the running environment. Further, for example, if K = 0, ΔFb = 0, which is equivalent to the case where the braking force command
また車両の走行抵抗の成分は、車速の2乗に比例する抵抗,車速に比例する抵抗,車速に関係なく固定値として存在する抵抗などが存在する。よって仮想走行抵抗Reの設定にあたり、車速vを入力して、次式のような車速vの関数を用いて仮想走行抵抗Reを求める構成とすることが出来る。当該実施例によれば路面状態、路面斜度等の車速は考慮しない走行環境でのブレーキフィーリングにすることができる。 The components of the vehicle running resistance include a resistance proportional to the square of the vehicle speed, a resistance proportional to the vehicle speed, and a resistance that exists as a fixed value regardless of the vehicle speed. Therefore, when setting the virtual running resistance Re, it is possible to input the vehicle speed v and obtain the virtual running resistance Re using a function of the vehicle speed v as in the following equation. According to this embodiment, it is possible to achieve a brake feeling in a traveling environment that does not take into consideration the vehicle speed such as the road surface condition and the road surface inclination.
Re=F(A×v2,B×v,C) 〔A,B,Cは定数〕 …(数式2)
次に、ブレーキ力指令値補正部14ではブレーキ指令値演算部11から出力されるブレーキ力指令値Fbとブレーキ力補正値演算部13から出力されるブレーキ力補正値ΔFbとを加算し、補正後ブレーキ力指令値Fb+ΔFbをブレーキ制御部17へ出力する。
Re = F (A × v 2 , B × v, C) [A, B, C are constants] (Equation 2)
Next, the brake force command
次に上記ブレーキ制御装置を用いてブレーキ制御するための方法について説明する。 Next, a method for brake control using the brake control device will be described.
まず、通常ブレーキ制御について説明する。ここで通常ブレーキ制御とは、ペダル操作量又は踏力から演算されたブレーキ力指令値Fbに従ってブレーキ力を発生させる制御をいう。通常ブレーキ制御を行うためには、ブレーキ力補正値演算部13でK=0とすれば、ブレーキ力補正値ΔFbは、ΔFb=0となるため、補正後のブレーキ力指令値Fb+ΔFbは、11から出力されるブレーキ力指令値Fbとなり、ペダル操作量又は踏力から演算されたブレーキ力指令値Fbに基づくブレーキフィーリングとなる。
First, normal brake control will be described. Here, the normal brake control refers to control for generating a braking force in accordance with a braking force command value Fb calculated from a pedal operation amount or a pedaling force. In order to perform normal brake control, if K = 0 in the braking force correction
次に、異なる様々な走行環境においても、予め定めた仮想走行抵抗Rvにおけるブレーキフィーリングを実現するブレーキ制御方法について説明する。 Next, a brake control method for realizing brake feeling at a predetermined virtual travel resistance Rv even in various different travel environments will be described.
まずブレーキ力補正値演算部13でK=1とすれば、ブレーキ力補正値ΔFbは、ΔFb=Re−Rvとなるため、ブレーキ力指令値補正部14で補正された後のブレーキ力指令値Fb+ΔFbは、Fb+Re−Rvとなる。この式から走行抵抗推定値Reをブレーキ力指令値Fbに加えることで走行抵抗がない時のブレーキフィーリングとなり、仮想走行抵抗Rvを引くことで仮想走行抵抗でのブレーキフィーリングを実現できることがわかる。
First, if K = 1 is set in the brake force correction
つまり運転者のペダル操作量または踏力に基づいて定められるブレーキ力指令値Fbに対して、推定した走行抵抗分の補正値Reを加えるので、運転者のペダル操作量又は踏力が同じであったとしても、推定走行抵抗値Reに応じてブレーキ制御部17に入力されるブレーキ力指令値は変化する。具体的な例を上げれば、上り坂ではFb+ΔFbは小さくなり、下り坂ではFb+ΔFbは大きくなる。このようにすれば、ブレーキペダルの操作量または踏力と車両に発生する制動力との関係に対して走行抵抗の変化の影響を低減することが出来るので、車両の走行環境が変化してもほぼ同じペダル操作感覚でブレーキ操作をすることが可能となる。
That is, since the correction value Re for the estimated running resistance is added to the braking force command value Fb determined based on the pedal operation amount or the pedaling force of the driver, it is assumed that the pedal operation amount or the pedaling force of the driver is the same. In addition, the brake force command value input to the
また、実際の走行抵抗の影響を小さくすることが出来るので、仮想走行抵抗Rvに基づく補正値をブレーキ力指令値Fbに加えることで、異なる様々な走行環境においても、予め定めた仮想走行抵抗Rvにおけるブレーキフィーリングを実現することができる。 Further, since the influence of the actual travel resistance can be reduced, by adding a correction value based on the virtual travel resistance Rv to the brake force command value Fb, the predetermined virtual travel resistance Rv can be determined in various different travel environments. Brake feeling can be realized.
図2は本実施例のブレーキ制御装置のシステム構成図である。 FIG. 2 is a system configuration diagram of the brake control device of this embodiment.
図2は図1のシステム構成に対し、運転者が仮想走行抵抗Rvを設定する仮想走行抵抗入力部15と、モード設定部16とを備える点が異なる。なお、ブレーキ操作検出手段
10,ブレーキ指令値演算部11,走行抵抗推定部12,ブレーキ力補正値演算部13,ブレーキ力指令値補正部14及びブレーキ制御部17は、図1に示す実施例と同様である。
2 differs from the system configuration of FIG. 1 in that the driver includes a virtual travel
仮想走行抵抗入力部15は、ブレーキ力補正値演算部13に予め設定しておく仮想走行抵抗Rvを運転者が設定できるようにするための手段である。以下、仮想走行抵抗入力部15による仮想走行抵抗の設定方法について説明する。
The virtual travel
まず、第一の方法としては、仮想走行抵抗ReもしくはRe=F(A×v2,B×v,C)の設定値を予め数種類用意しておき、その中から運転者が選択する方法で、入力装置としてはタッチパネル,スイッチ,ボタンなどで行う。 First, as a first method, several kinds of set values of virtual running resistance Re or Re = F (A × v 2 , B × v, C) are prepared in advance, and the driver selects them. The input device is a touch panel, switch, button or the like.
第二の方法としては、運転者が仮想走行抵抗Rvもしくは走行抵抗推定値Re=F (A×v2,B×v,C)を求める際に用いる定数A,B,Cを任意に入力する方法で、入力装置としては、テンキーもしくはタッチパネルなど数値を入力できる装置とする。なお、この際、当該ブレーキ制御装置の搭載された車両のブレーキ装置では実現できないような数値の組み合わせや、車両の走行安定性や人体に悪影響を及ぼすような数値の組み合わせが入力された場合は、音声等による警告を行う構成とし、数値の再入力を要求する構成とすることが望ましい。 As a second method, the driver arbitrarily inputs constants A, B, and C used when calculating the virtual running resistance Rv or the running resistance estimated value Re = F (A × v 2 , B × v, C). In the method, the input device is a device capable of inputting numerical values such as a numeric keypad or a touch panel. At this time, when a combination of numerical values that cannot be realized by a brake device of a vehicle equipped with the brake control device or a numerical combination that adversely affects the running stability of the vehicle or the human body is input, It is desirable to have a configuration that warns by voice or the like and that requires re-input of numerical values.
第三の方法としては、仮想走行抵抗を路面の状態,路面斜度などの抵抗要素ごとに分類し、各抵抗要素の分類ごとに選択項目を表示機等に表示して選択させ、選択されたパラメータで仮想走行抵抗を算出して設定する方法が考えられる。ここで、入力装置としてはタッチパネル,スイッチ,ボタンなどが考えられる。 As a third method, virtual running resistance is classified according to resistance elements such as road surface condition and road slope, and selection items are displayed on a display device or the like for each resistance element classification and selected. A method of calculating and setting the virtual running resistance using parameters can be considered. Here, a touch panel, a switch, a button, etc. can be considered as an input device.
さらに詳細な例を挙げると、例えば「路面の状態」という抵抗要素の分類であれば、
「一般の舗装路」,「砂利道」,「圧雪路」などの選択項目を表示し、これらの選択項目から選択する構成とする。同様に「路面斜度」などの他の分類についても、それぞれの分類における選択項目からの選択式にして、運転者がそれぞれ選択していき、選択されたパラメータに基づいて仮想走行抵抗を設定する。なお、選択された選択項目の組み合わせにより、走行抵抗変化の影響を、本実施例のブレーキ力指令値の補正を以ってしても十分に補うことが困難であると推定される場合は、所定のブレーキフィーリングを十分に再現できない状態であることを警告する構成とすれば、運転者に対し、慎重な運転を促すことが出来る。
To give a more detailed example, for example, if the resistance element classification is “road surface condition”,
Selection items such as “general paved road”, “gravel road”, and “snowy road” are displayed and selected from these selection items. Similarly, for other classifications such as “road slope”, the driver selects each of the classifications from the selection items in each classification, and sets the virtual running resistance based on the selected parameters. . In addition, when it is estimated that it is difficult to sufficiently compensate the influence of the running resistance change by correcting the braking force command value of the present embodiment by the combination of the selected selection items, If it is configured to warn that the predetermined brake feeling cannot be sufficiently reproduced, the driver can be encouraged to drive carefully.
モード設定部16は、運転者がブレーキフィーリングの補正を使用するか否かのモード選択をする手段である。ブレーキ力補正値演算部13では、仮想走行抵抗Rvと、走行抵抗推定部12で出力された走行抵抗推定値Reを比較し、ブレーキ力補正値ΔFbを次式から算出する。
The
ΔFb=(Re−Rv)×K
ここで、Kは比例係数であり、K=1とすると走行環境に影響なく仮想走行抵抗でのブレーキフィーリングを実現でき、K=0とすると通常ブレーキフィーリングとなる。また、0<K<1の間でKを任意に設定することにより、仮想走行抵抗でのブレーキフィーリングと通常ブレーキフィーリングの度合いを設定することができる。そこで、上記比例定数Kの設定値を運転者が入力することができる16のモード設定部を備えることで、運転者が自由にモード設定することが可能となる。
ΔFb = (Re−Rv) × K
Here, K is a proportionality coefficient. When K = 1, it is possible to realize a brake feeling with virtual running resistance without affecting the driving environment, and when K = 0, a normal brake feeling is obtained. Further, by arbitrarily setting K between 0 <K <1, it is possible to set the degree of brake feeling at the virtual running resistance and normal brake feeling. Therefore, the driver can freely set the mode by providing 16 mode setting units that allow the driver to input the set value of the proportional constant K.
次に運転者のモード設定部によるKの設定方法について説明する。 Next, a method for setting K by the driver's mode setting unit will be described.
第一の方法としては、通常ブレーキフィーリングか仮想走行抵抗でのブレーキフィーリングか(ブレーキ力指令値の補正を使用するか否か)のみを設定する方法で、K=0かK=1かを運転者が入力できればよいので、モード設定部としては、タッチパネル,スイッチ,ボタンなどどちらかを選択する方法で行う。 The first method is to set only normal brake feeling or brake feeling with virtual running resistance (whether or not to use correction of the brake force command value), and whether K = 0 or K = 1 Since the driver only needs to be able to input, the mode setting unit is selected by selecting one of a touch panel, a switch, a button, and the like.
第二の方法としては、仮想走行抵抗でのブレーキフィーリングと通常ブレーキフィーリングの度合いを設定する方法で、Kの設定値を予め数種類用意しておき、その中から運転者が選択する方法で、モード設定部としてはタッチパネル,スイッチ,ボタンなどで行う。 The second method is a method of setting the degree of brake feeling and virtual brake feeling at the virtual running resistance. In this method, several kinds of K set values are prepared in advance, and the driver selects from them. The mode setting unit is a touch panel, switch, button or the like.
第三の方法としては、仮想走行抵抗でのブレーキフィーリングと通常ブレーキフィーリングの度合いを設定する方法で、モード設定部としては、テンキーもしくはタッチパネルなど数値を入力できる装置とする。 A third method is a method of setting the degree of brake feeling and normal brake feeling with virtual running resistance, and the mode setting unit is a device such as a numeric keypad or a touch panel that can input numerical values.
図1,図2他、以上に示す実施例によれば、異なる様々な走行環境においても、ほぼ一定のブレーキ操作感覚(ブレーキフィーリング)で制動力を制御することができる。 According to the embodiments shown above, such as FIGS. 1 and 2, the braking force can be controlled with a substantially constant brake operation feeling (brake feeling) even in various different driving environments.
また、ほぼ一定のブレーキ操作感覚を実現にするにあたり、どのような走行環境におけるブレーキフィーリングにするかを運転者が好みで設定することが可能になる。 In addition, when realizing an almost constant brake operation feeling, it is possible for the driver to set in what kind of driving environment the brake feeling is desired.
10…ブレーキ操作検出手段、11…ブレーキ力指令値演算部、12…走行抵抗推定部、13…ブレーキ力補正値演算部、14…ブレーキ力指令値補正部、15…仮想走行抵抗入力部、16…モード設定部、17…ブレーキ制御部。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ブレーキ操作検出手段からのブレーキ操作量又は踏力に基づいて、ブレーキ力指令値を出力するブレーキ力指令値演算部と、
電気的に駆動されることによりブレーキ力を発生するブレーキアクチュエータと、
前記ブレーキ力指令値に従って、前記ブレーキアクチュエータのブレーキ力を制御するブレーキ力制御手段とを備えた車両のブレーキ制御装置において、
車速と制動力または駆動力から走行抵抗を推定する走行抵抗推定部と、
前記走行抵抗推定部で推定した走行抵抗推定値からブレーキ力の補正値を算出するブレーキ力補正値演算部と、
前記ブレーキ力指令値演算部から出力されたブレーキ力指令値と前記ブレーキ力補正演算部で算出したブレーキ力補正値に基づき、ブレーキ力指令値を補正して前記ブレーキ力制御手段へ出力するブレーキ力指令値補正部とを備えた車両のブレーキ制御装置。 Brake operation detecting means for detecting the operation amount or pedaling force of the brake operating means;
A brake force command value calculation unit that outputs a brake force command value based on the brake operation amount or the pedaling force from the brake operation detection means;
A brake actuator that generates a braking force by being electrically driven;
In a brake control device for a vehicle, comprising a brake force control means for controlling the brake force of the brake actuator according to the brake force command value,
A running resistance estimation unit that estimates running resistance from the vehicle speed and braking force or driving force;
A braking force correction value calculation unit that calculates a correction value of the braking force from the running resistance estimation value estimated by the running resistance estimation unit;
Based on the brake force command value output from the brake force command value calculation unit and the brake force correction value calculated by the brake force correction calculation unit, the brake force command value is corrected and output to the brake force control means A vehicle brake control device comprising a command value correction unit.
前記ブレーキ力補正値演算部は、予め定めた仮想走行抵抗値を備え、
該仮想走行抵抗値と前記走行抵抗推定部で推定した前記走行抵抗推定値との比較値からブレーキ力補正値を算出し、
該ブレーキ力補正値をブレーキ力指令値に加算して、前記ブレーキ制御手段に出力することを特徴とするブレーキ制御装置。 The brake control device according to claim 1, wherein the brake force correction value calculation unit includes a predetermined virtual running resistance value,
A brake force correction value is calculated from a comparison value between the virtual running resistance value and the running resistance estimated value estimated by the running resistance estimation unit,
A brake control device, wherein the brake force correction value is added to a brake force command value and output to the brake control means.
運転者が前記仮想走行抵抗値を設定することができる入力部を備えていることを特徴とするブレーキ制御装置。 The brake control device according to claim 2,
A brake control device comprising an input unit that allows a driver to set the virtual running resistance value.
前記ブレーキ力補正値を加算するか否かを運転者が設定するモード設定部を備えたことを特徴とする自動車のブレーキ制御装置。 In the brake control device according to any one of claims 1 to 3,
An automobile brake control device comprising a mode setting unit for a driver to set whether or not to add the brake force correction value.
前記モード設定部は、前記ブレーキ力補正の程度を運転者が設定することができるように構成されることを特徴とするブレーキ制御装置。
In claim 4,
The mode control unit is configured so that a driver can set a degree of the brake force correction.
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