JP3798598B2

JP3798598B2 - Braking torque control device

Info

Publication number: JP3798598B2
Application number: JP2000101619A
Authority: JP
Inventors: 賢菅井; 由行安井; 強吉田; 豊大沼; 亮田中; 護沢田
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Denso Corp; Toyota Motor Corp; Aisin Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp; Aisin Corp
Priority date: 2000-04-03
Filing date: 2000-04-03
Publication date: 2006-07-19
Anticipated expiration: 2020-04-03
Also published as: JP2001278031A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、制動トルク制御装置に係り、特に、車両のブレーキ制御に用いて好適な制御トルク制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の各車輪の制動力を制御するためには、車両の姿勢（ヨー運動）を適切に保ちながら各車輪の制動能力を最大限に発揮することが必要である。しかし、直進制動時と旋回制動時を考えると、減速性能と車両安定性は背反の関係にある。すなわち、後輪の制動力を増加させれば減速性能は向上するものの、反対に後輪のコーナリングフォースが低下するために車両安定性が犠牲になる。
【０００３】
この背反事項を両立するために、特開平５−２７８５８５号公報では車輪スリップに基づいて後輪制動液圧を制御する装置が開示され、特開昭６３−１３８５１公報では旋回状態に基づいて左右の制動力を調整する装置などが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの技術は、ブレーキの際にはタイヤのグリップ力を判定することなく車輪の制動力を制御しているので、制動性能を上げるにつれて車両安定性が悪くなってしまう問題があった。また、車両の走行状態によっては各車輪の制動力が異なるものの、上述した技術は各車輪に同等の制動トルクを与えてした。これにより、車両の走行状態によっては車両安定性が非常に悪くなってしまうこともあった。
【０００５】
本発明は、上述した問題点を解消するためになされたものであり、車両の走行状態によらず、ブレーキの際にも安定して車両を走行させることができる制動トルク制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、車両に設けられた各車輪の車輪速度をそれぞれ検出する車輪速度検出手段と、前記車輪速度検出手段で検出された各車輪速度に基づいて、車輪スリップ速度に対する制動力の勾配である路面μ勾配をそれぞれ推定する路面μ勾配推定手段と、前記車両に設けられた各車輪のうち、少なくとも１つの車輪を制動トルクが制御される車輪である制御対象の車輪とし、他の少なくとも１つを前記制御対象の車輪を制御する際の基準の車輪である基準車輪とした場合において、前記路面μ勾配推定手段で推定された制御対象の車輪の路面μ勾配から前記路面μ勾配推定手段で推定された基準車輪の路面μ勾配を減じた値である偏差が、制動トルク減少制御の閾値を表す第１の閾値より低いときに前記制御対象の車輪の制動トルクを減少し、制動トルク増加制御の閾値を表す第２の閾値より高いときに前記制御対象の車輪の制動トルクを増加する制御を行う制動トルク制御手段と、を備え、前記制動トルク制御手段は、制動操作があるときに、前記車両の前輪を基準車輪とし、前記車両の後輪を制御対象の車輪として、前記後輪の制動トルクを制御する。
【０００７】
請求項１記載の発明によれば、路面μ勾配推定手段は、車両の各車輪についての路面μ勾配を推定する。ここで、路面μ勾配は車輪のグリップ度を示す指標であることから、ブレーキの際の各車輪のグリップ度を推定することになる。制動トルク制御手段は、制御対象の車輪の路面μ勾配から基準車輪の路面μ勾配を減じた値である偏差が、制動トルク減少制御の閾値を表す第１の閾値より低いときに前記制御対象の車輪の制動トルクを減少し、制動トルク増加制御の閾値を表す第２の閾値より高いときに前記制御対象の車輪の制動トルクを増加する制御を行う。例えば、前記偏差が前記第２の閾値よりも高い場合は、制御対象の車輪のグリップ力に余裕があることが分かる。このとき、制御対象の車輪の制動トルクを増すことによって、車両の安定性を維持しながら減速性能を向上させる。一方、前記偏差が第１の閾値よりも低い場合は、制御対象の車輪のグリップ力に余裕がなく限界に近いことが分かる。このとき、制御対象の車輪の制動トルクを減らすことによって、車両の安定性を維持するようにしている。このとき、制動トルク制御手段は、制動操作があるときに、前記車両の前輪を基準車輪とし、前記車両の後輪を制御対象の車輪として、前記後輪の制動トルクを制御する。
【０００８】
請求項２記載の発明は、車両に設けられた各車輪の車輪速度をそれぞれ検出する車輪速度検出手段と、前記車輪速度検出手段で検出された各車輪速度に基づいて、車輪スリップ速度に対する制動力の勾配である路面μ勾配をそれぞれ推定する路面μ勾配推定手段と、前記車両に設けられた各車輪のうち、少なくとも１つの車輪を制動トルクが制御される車輪である制御対象の車輪とし、他の少なくとも１つを前記制御対象の車輪を制御する際の基準の車輪である基準車輪とした場合において、前記路面μ勾配推定手段で推定された制御対象の車輪の路面μ勾配から前記路面μ勾配推定手段で推定された基準車輪の路面μ勾配を減じた値である偏差が、制動トルク減少制御の閾値を表す第１の閾値より低いときに前記制御対象の車輪の制動トルクを減少し、制動トルク増加制御の閾値を表す第２の閾値より高いときに前記制御対象の車輪の制動トルクを増加する制御を行う制動トルク制御手段と、を備え、前記制動トルク制御手段は、前記車両が旋回しているときに、前記車両の旋回外輪を基準車輪とし、前記車両の旋回内輪を制御対象の車輪として、前記旋回内輪の制動トルクを制御する。
【０００９】
請求項３記載の発明は、車両に設けられた各車輪の車輪速度をそれぞれ検出する車輪速度検出手段と、前記車輪速度検出手段で検出された各車輪速度に基づいて、車輪スリップ速度に対する制動力の勾配である路面μ勾配をそれぞれ推定する路面μ勾配推定手段と、前記車両に設けられた各車輪のうち、少なくとも１つの車輪を制動トルクが制御される車輪である制御対象の車輪とし、他の少なくとも１つを前記制御対象の車輪を制御する際の基準の車輪である基準車輪とした場合において、前記路面μ勾配推定手段で推定された制御対象の車輪の路面μ勾配から前記路面μ勾配推定手段で推定された基準車輪の路面μ勾配を減じた値である偏差が、制動トルク減少制御の閾値を表す第１の閾値より低いときに前記制御対象の車輪の制動トルクを減少し、制動トルク増加制御の閾値を表す第２の閾値より高いときに前記制御対象の車輪の制動トルクを増加する制御を行う制動トルク制御手段と、を備え、前記制動トルク制御手段は、制動操作があり、かつ前記車両が旋回しているときに、前記車両の旋回外側の前輪を基準車輪とし、他の車輪を制御対象の車輪として、前記他の車輪の制動トルクを制御する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図１乃至図１９を参照しながら詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
本発明は、ＡＢＳ（Antilock Braking System）制御の可能な車両に用いることができ、例えば図１に示す構成の制動力制御装置１に適用することができる。
【００１５】
制動力制御装置１は、車両の各車輪の車輪速度を検出する車輪速センサ１１と、路面の路面μ勾配を推定する路面μ勾配推定回路１２と、基準車輪の路面μ勾配と制御対象の車輪の路面μ勾配との偏差を演算する偏差演算回路１３と、前記偏差の演算結果に基づいて制動力を制御する制動力制御回路１４と、制動力制御回路１４によってブレーキの液圧が制御される液圧回路１５とを備えている。
【００１６】
各回路は、図２に示すように、最初に初期化される（ステップＳＴ１）。そして、各センサに信号が入力されると（ステップＳＴ２）、車輪速センサ１１は車輪速度を演算する（ステップＳＴ３）。さらに、車輪減速度、推定車体速度、実スリップ率が演算される（ステップＳＴ４からステップＳＴ６）。なお、車両減速度は、車輪速センサ１１の出力信号に基づいて得ることができるが、前後Ｇセンサを有する場合にはその出力信号を利用して得ることもできる。
【００１７】
路面勾配推定回路１２は、車輪速センサ１１からの各車輪の車輪速度に基づいて、各車輪の路面μ勾配を推定し（ステップＳＴ７）、これらの路面μ勾配を偏差演算回路１３に供給する。なお、路面勾配推定回路１２の詳細な内容については後述する。
【００１８】
ステップＳＴ７の処理後、制動力制御回路１４は、ＡＢＳ制御中であるかを判定し（ステップＳＴ８）、ＡＢＳ制御中であったときはＡＢＳ制御が終了したかを判定する（ステップＳＴ９）。ＡＢＳ制御が終了したときはステップＳＴ２に戻り、ＡＢＳ制御が終了していないときはそのままＡＢＳ制御を行う（ステップＳＴ１０）。そして、ＡＢＳ制御が終了したらステップＳＴ２に戻る。
【００１９】
一方、制動力制御回路１４は、ステップＳＴ８でＡＢＳ制御中でないと判定したときは、ＡＢＳ制御を開始したかを判定する（ステップＳＴ１１）。制動力制御回路１４は、ＡＢＳの制御を開始したときはステップＳＴ１０に移行し、ＡＢＳ制御を開始していないときは制動力配分制御中であるかを判定する（ステップＳＴ１２）。
【００２０】
制動力制御回路１４は、ステップＳＴ１２で制動力配分中であると判定したときは、制動力配分制御が終了したかを判定する（ステップＳＴ１３）。そして、それが終了したときはステップＳＴ２に戻り、それが終了していないときはステップＳＴ１５に進む。一方、制動力制御回路１４は、ステップＳＴ１２で制動力配分制御中でないと判定したときは、制動力配分制御を開始したかを判定し（ステップＳＴ１４）、それを開始したときはステップＳＴ１５に進み、それを開始していないときはステップＳＴ２に戻る。
【００２１】
そして、制動力制御回路１４は、制動力配分制御を行い（ステップＳＴ１５）、それが終了すると再びステップＳＴ２に戻る。ここでは最初に、偏差演算回路１３が、制御対象の車輪の路面μ勾配Ｋから基準車輪の路面μ勾配Ｋ^*を減じて、路面μ勾配の偏差（Ｋ−Ｋ^*）を算出する。そして、制動力制御回路１４は、この偏差に基づいて車両の制動力の配分を行う。具体的には、制動力制御回路１４は、図３に示すステップＳＴ２１からステップＳＴ２５までの処理を行っている。
【００２２】
制動力制御回路１４は、偏差（Ｋ−Ｋ^*）がＣ１より小さいかを判定し（ステップＳＴ２１）、小さいときは減圧制御を行う（ステップＳＴ２２）。このとき、制動力制御回路１４は、偏差（Ｋ−Ｋ^*）がＣ１より小さくなるに従って、制御対象となる車輪の制動トルク減少量（ブレーキ液の減圧量）を大きくする。
【００２３】
制動力制御回路１４は、ステップＳＴ２１で偏差（Ｋ−Ｋ^*）がＣ１より小さくないと判定したときは、次に、それがＣ２より大きいかを判定し（ステップＳＴ２３）、それがＣ２より大きいときは増圧制御を行う（ステップＳＴ２４）。このとき、制動力制御回路１４は、偏差（Ｋ−Ｋ^*）がＣ２より大きくなるに従って、制御対象となる車輪の制動トルク増加量（ブレーキ液の増圧量）を大きくする。
【００２４】
制動力制御回路１４は、ステップＳＴ２３で偏差（Ｋ−Ｋ^*）がＣ２より大きくないと判定したときは、次に、保持制御を行う（ステップＳＴ２５）。このとき、制動力制御回路１４は、制御対象となる車輪の制動トルク（液圧）を現在の状態に保持する。このように、制動力制御回路１４は、ステップＳＴ２３からステップＳＴ２５のいずれか１つの制御モードに移行すると、そのモードに応じて液圧回路１５の制御対象となる車輪のブレーキ液の液圧を制御する。
（液圧回路１５）
ここで、液圧回路１５は、ＡＢＳ制御も可能になっており、図４に示す構成になっている。具体的には、液圧回路１５は、ブレーキペダル２１の踏力に応じた液圧のブレーキ液を排出するマスタシリンダ２２と、液圧の増加・減少・保持を行うソレノイドＳＯＬ１〜ＳＯＬ８と、ブレーキ液を一時的に溜めるリザーバ２３（２３Ｆ，２３Ｒ）と、リザーバ２３に溜められた油を汲み上げるポンプ２４（２４Ｆ，２４Ｒ）と、ポンプ２４の原動力となるモータ２５と、液圧に応じたブレーキ力で車輪を制御するホイルシリンダ２６（２６ＦＬ，２６ＦＲ，２６ＲＬ，２６ＲＲ）と、所定の方向への高圧ブレーキ液の流入を抑制するチェックバルブ２７〜３０とを備えている。
【００２５】
ソレノイドＳＯＬ１とソレノイドＳＯＬ２、ソレノイドＳＯＬ３とソレノイドＳＯＬ４、ソレノイドＳＯＬ５とソレノイドＳＯＬ６、ソレノイドＳＯＬ７とソレノイドＳＯＬ８は、それぞれ液圧通路を介して直列に接続されている。これらの直列に接続された１組のソレノイドＳＯＬは、それぞれ、一方側はマスタシリンダ２２に接続され、他方側はリザーバ２３に接続されている。
【００２６】
ソレノイドＳＯＬ１，ＳＯＬ３，ＳＯＬ５，ＳＯＬ７の各ポートの間には、それぞれ、ブレーキ液を供給するための液圧通路が設けられている。これらの液圧通路には、ホイルシリンダ２６側のポートからマスタシリンダ２２側のポートに高圧のブレーキ液が流入しないようにするためのチェックバルブ２７〜３０が設けられている。ホイルシリンダ２６ＦＬ，２６ＦＲ，２６ＲＬ，２６ＲＲは、直列に接続された２つのソレノイドＳＯＬの接続箇所Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｖに対して、それぞれ液圧通路を介して接続している。
【００２７】
また、リザーバ２３は、減圧制御モードのときに、ホイルシリンダ２６から戻されてくるブレーキ液を溜める。ポンプ２４は、ＡＢＳ制御が行われている時にモータ２５によって駆動され、リザーバ２３に溜められたブレーキ液を汲み上げ、チェックバルブを介してマスタシリンダ２２に供給する。
【００２８】
上述した制動力制御回路１４は、このような構成の液圧回路１５に対して、任意のソレノイドＳＯＬを通電して任意のホイルシリンダ２６の液圧を調整（増加・減少・保持）することによって、所望の車輪の制動トルクを制御することができる。
【００２９】
以上のように、制動力制御装置１は、基準車輪の路面μ勾配に基づいて制御対象の車輪の制動トルクを制御することによって、ブレーキ制御時においても常に各車輪のグリップ力を維持して、安定して車両を走行させることができる。すなわち、制動力制御装置１は、車輪のグリップ度の指標である路面μ勾配に基づいて制御対象の車輪の制動トルクを制御するので、常に各車輪のグリップ度を把握しながら、安定して車両を走行させることができる。
【００３０】
例えば、基準車輪の車輪スリップに対する制動力が、図５（Ａ）に示すような特性になっていたとする。このとき、路面μ勾配をＫ^*とする。ここで、制御対象の車輪の路面μ勾配がＫＡ（＜Ｋ^*）であるとすると、その車輪の車輪スリップに対する制動力は図５（Ｂ）に示すような特性になる。この特性によると、車輪のグリップ度はほぼ限界に達しているので、タイヤのグリップ度を回復させるために制動トルクを減じる必要がある。そこで、制動力制御回路１４は、液圧回路１５における制御対象の車輪の液圧を減じて、その車輪の制動力を減じることによって、その車輪のグリップ力を回復している。
【００３１】
一方、制御対象の車輪の路面μ勾配がＫＢ（＞Ｋ^*）であるとすると、その車輪の車輪スリップに対する制動力は図５（Ｃ）に示すような特性になる。この特性によると、車輪のグリップ度は限界までには余裕があるので、タイヤのグリップ度をさらに有効に利用するために制動トルクを増加させる必要がある。そこで、制動力制御回路１４は、液圧回路１５における制御対象の車輪の液圧を増し、その車輪の制動力を増加することによって、その車輪のグリップ力をさらに大きくしている。
（基準車輪の選択）
つぎに、基準車輪の選択について、減速しながら左に旋回している４輪車両を例に挙げて説明する。
【００３２】
例えば図６に示すように、旋回内側前輪を基準車輪に設定し旋回内側後輪を制御対象の車輪としてもよい。同様にして、旋回外側前輪を基準車輪に設定し旋回外側後輪を制御対象の車輪としてもよい。
【００３３】
また、図７に示すように、図６と同様にして基準車輪と制御車輪とを決定し、さらに２つの後輪のうち路面μ勾配の低い方又は制動トルクの低い方に合わせていわゆるセレクトロー制御を行ってもよい。このように、セレクトロー制御を行うことによって、車両安定性を更に向上させることができる。セレクトロー制御は、路面μが低い場合や旋回が大きい場合のように車両安定性が特に必要とされる場合にのみ選択されるようにしてもよい。
【００３４】
図８に示すように、２つの前輪の路面μ勾配の平均又は２つの前輪のいずれかの路面μ勾配を基準車輪の路面μ勾配とし、それぞれの後輪を制御するようにしてもよい。さらに、図９に示すように、図８と同様にして基準車輪と制御車輪とを決定し、さらに２つの後輪のうち路面μ勾配の低い方又は制動トルクの低い方に合わせていわゆるセレクトロー制御を行ってもよい。
【００３５】
図１０に示すように、旋回外側前輪を基準車輪に設定し旋回内側前輪を制御対象の車輪とし、旋回外側後輪を基準車輪に設定し旋回内側後輪を制御対象の車輪としてもよい。このとき、図１１に示すように、２つの旋回外側車輪の路面μ勾配の平均又はそれらの２つの車輪のいずれかの路面μ勾配を基準車輪の路面μ勾配とし、旋回内側の車輪を制御するようにしてもよい。
【００３６】
図１２に示すように、旋回内側前輪を基準車輪に設定し旋回外側前輪を制御対象の車輪とし、旋回内側後輪を基準車輪に設定し旋回外側後輪を制御対象の車輪としてもよい。このとき、図１３に示すように、２つの旋回内側車輪の路面μ勾配の平均又はそれらの２つの車輪のいずれかの路面μ勾配を基準車輪の路面μ勾配とし、旋回外側の車輪を制御するようにしてもよい。
【００３７】
図１４に示すように、旋回内側前輪を基準車輪とし、他の車輪を制御対象の車輪としてもよい。同様にして、図１５に示すように旋回外側前輪を基準車輪とし、他の車輪を制御対象の車輪としてもよい。図１４及び図１５においては、制御対象となる車輪に対してセレクトロー制御を行ってもよい。
【００３８】
また、図１６に示すように、旋回内側後輪を基準車輪とし、他の車輪を制御対象の車輪としてもよい。同様にして、図１７に示すように旋回外側後輪を基準車輪とし、他の車輪を制御対象の車輪としてもよい。
【００３９】
なお、本発明は、基準車輪の選択については上述したものに限定されず、基準車輪の路面μ勾配を用いて他の車輪を制御するものであれば、他の選択方法についても同様にして適用することができる。
【００４０】
また、本実施の形態では図２及び図３に示すフローチャートに従って制動力分配制御を行っていたが、以下の５つすべての条件を満たす時に制動力分配制御を行ってもよい。
１．運転手のブレーキ操作がある
２．ＡＢＳ制御中ではない
３．Ｋ−Ｋ^*＜Ｃ１又はＫ−Ｋ^*＞Ｃ２
４．車両減速度が所定値以上
５．車両旋回状態が所定値以上
ここで、運転手のブレーキ操作の有無については、ストップスイッチのオン／オフによって判定することができる。また、ブレーキペダルのストロークセンサ、踏力センサや液圧センサを有する場合には、これらのセンサからの信号を利用してもよい。車両旋回状態は、左右の車輪速度の差から求めることができ、さらに、操舵角センサ、ヨーレートセンサ、横Ｇセンサを有する場合にはこれらのセンサの出力信号を利用して求めることもできる。なお、Ｋ−Ｋ^*＞Ｃ２の条件を省略すれば、運転手の操作以上には制動トルクを増加させないようにすることができる。
（他の実施の形態）
上述した実施の形態では図４に示す液圧回路１５を例に挙げて説明したが、図１８に示す構成の液圧回路１５Ａを用いてもよい。なお、図１８については、図１５と同じ部位に対しては同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００４１】
液圧回路１５Ａは、ブレーキペダル２１の踏力に応じた液圧のブレーキ液を排出するマスタシリンダ２２と、液圧の増加・減少・保持を行うソレノイドＳＯＬ１〜ＳＯＬ１２と、ブレーキ液を一時的に溜めるリザーバ２３と、リザーバ２３に溜められた油を汲み上げるポンプ２４と、ポンプの原動力となるモータ２５と、液圧に応じたブレーキ力で車輪を制御するホイルシリンダ２６（２６ＦＬ，２６ＦＲ，２６ＲＬ，２６ＲＲ）と、所定の方向への高圧ブレーキ液の流入を抑制するチェックバルブ２７〜３０，４１〜４４とを備えている。なお、ソレノイドＳＯＬ１〜ＳＯＬ８と、各ホイルシリンダ２６と、チェックバルブ２７〜３０との関係は、図４と同様である。
【００４２】
ソレノイドＳＯＬ９の一方のポートは、マスタシリンダ２２に接続されている。その他方のポートは、ソレノイドＳＯＬ１，ＳＯＬ３のマスタシリンダ２２側のポートに接続されている。ソレノイドＳＯＬ１２の一方のポートは、マスタシリンダ２２に接続されている。その他方のポートは、ソレノイドＳＯＬ５，ＳＯＬ７のマスタシリンダ２２側のポートに接続されている。
【００４３】
ソレノイドＳＯＬ９，ＳＯＬ１２の各ポートの間には、それぞれ、ブレーキ液を供給するための液圧通路が２本平行して設けられている。これらの液圧通路には、高圧のブレーキ液が流入しないようにするためのチェックバルブ４１〜４４が設けられている。
【００４４】
ソレノイドＳＯＬ１０，ＳＯＬ１２の一方のポートは、マスタシリンダ２２に接続されている。その他方のポートは、チェックバルブを介してリザーバ２３Ｆ’，２３Ｒ’に接続されている。
【００４５】
ポンプ２４は、リザーバ２３Ｆ，２３Ｒに溜められたブレーキ液を、チェックバルブを介して汲み上げ、一旦リザーバ２３Ｆ’，２３Ｒ’に溜めて、そしてマスタシリンダ２２に供給する。
【００４６】
上述した制動力制御回路１４は、このような構成の液圧回路１５Ａに対しても、任意のソレノイドＳＯＬを通電して任意のホイルシリンダ２６の液圧を調整（増加・減少・保持）することによって、所望の車輪の制動トルクを制御することができる。
（路面勾配推定回路１２）
ここで、路面勾配推定回路１２の具体的な内容について詳細に説明する。本実施の形態に係る路面勾配推定回路１２は、路面外乱ΔＴd のみが加振入力として車輪共振系に入力されている場合にμ勾配を演算するものである。
【００４７】
路面勾配推定回路１２は、図１９に示すように、車輪速センサ１１で検出された各車輪の車輪速度ω1 から路面外乱ΔＴd を受けた車輪共振系の応答出力としての各車輪の車輪速振動Δω1 を検出する前処理フィルタ５１と、検出された車輪速振動Δω1 を満足するような各車輪の伝達関数を最小自乗法を用いて同定する伝達関数同定回路５２と、同定された伝達関数に基づいてタイヤと路面との間の摩擦係数μの勾配を各車輪毎に演算するμ勾配演算回路５３と、から構成される。
【００４８】
前処理フィルタ５１は、本車輪共振系の共振周波数と予想される周波数を中心として一定の帯域の周波数成分のみを通過させるバンドパスフィルタや、該共振周波数成分を含む高帯域の周波数成分のみを通過させるハイパスフィルタなどで構成することができる。このバンドパスフィルタ或いはハイパスフィルタの周波数特性を規定するパラメータを一定値に固定したものでる。
【００４９】
なお、この前処理フィルタ５１の出力は、直流成分を除去したものとする。すなわち、車輪速度ω1 の回りの車輪速振動Δω1 のみが抽出される。
【００５０】
いまここで、前処理フィルタ５１の伝達関数Ｆ（ｓ）を、
【００５１】
【数１】

【００５２】
とする。ただし、ｃi はフィルタ伝達関数の係数、ｓはラプラス演算子である。
【００５３】
次に、伝達関数同定回路５２が依拠する演算式を導出しておく。なお、本実施の形態では、前処理フィルタ５１の演算を、伝達関数同定回路５２の演算に含めて実施する。
【００５４】
まず、同定すべき伝達関数は、路面外乱ΔＴd を加振入力として、このとき前処理フィルタ５１により検出された車輪速振動Δω1 を応答出力とする２次のモデルとする。すなわち、
【００５５】
【数２】

【００５６】
の振動モデルを仮定する。ここに、ｖは車輪速信号を観測するときに含まれる観測雑音である。(2)式を変形すると、次式を得る。
【００５７】
【数３】

【００５８】
まず、(3)式に(1)式の前処理フィルタを掛けて得られた式を離散化する。このとき、Δω1 、ΔＴd 、ｖは、サンプリング周期Ｔs 毎にサンプリングされた離散化データΔω1 （ｋ）、ΔＴd （ｋ）、ｖ（ｋ）（ｋはサンプリング番号：ｋ=1,2,3,.... ）として表される。また、ラプラス演算子ｓは、所定の離散化手法を用いて離散化することができる。本実施の形態では、１例として、次の双一次変換により離散化するものとする。なお、ｄは１サンプル遅延演算子である。
【００５９】
【数４】

【００６０】
また、前処理フィルタの次数ｍは、２以上が望ましいので、本実施の形態では、演算時間も考慮してｍ＝２とし、これによって次式を得る。
【００６１】
【数５】

【００６２】
また、最小自乗法に基づいて、車輪速振動Δω1 の各データから伝達関数を同定するために、(4)式を、同定すべきパラメータに関して一次関数の形式となるように、次式のように変形する。なお、”T ”を行列の転置とする。
【００６３】
【数６】

【００６４】
上式において、θが同定すべき伝達関数のパラメータとなる。
【００６５】
伝達関数同定回路５２では、検出された車輪速振動Δω1 の離散化データを(9)式に順次当てはめた各データに対し、最小自乗法を適用することによって、未知パラメータθを推定し、これにより伝達関数を同定する。
【００６６】
具体的には、検出された車輪速振動Δω1 を離散化データΔω（ｋ）（ｋ＝1,2,3,...)に変換し、該データをＮ点サンプルし、次式の最小自乗法の演算式を用いて、伝達関数のパラメータθを推定する。
【００６７】
【数７】

【００６８】
ここに、記号”＾”の冠した量をその推定値と定義することにする。
【００６９】
また、上記最小自乗法は、次の漸化式によってパラメータθを求める逐次型最小自乗法として演算してもよい。
【００７０】
【数８】

【００７１】
ここに、ρは、いわゆる忘却係数で、通常は０．９５〜０．９９の値に設定する。このとき、初期値は、
【００７２】
【数９】

【００７３】
とすればよい。
【００７４】
また、上記最小自乗法の推定誤差を低減する方法として、種々の修正最小自乗法を用いてもよい。本実施の形態では、補助変数を導入した最小自乗法である補助変数法を用いた例を説明する。該方法によれば、(9)式の関係が得られた段階でｍ（ｋ）を補助変数として、次式を用いて伝達関数のパラメータを推定する。
【００７５】
【数１０】

【００７６】
また、逐次演算は、以下のようになる。
【００７７】
【数１１】

【００７８】
補助変数法の原理は、以下の通りである。(15)式に(9)式を代入すると、
【００７９】
【数１２】

【００８０】
となるので、(19)式の右辺第２項が零となるように補助変数を選べばθの推定値は、θの真値に一致する。そこで、本実施の形態では、補助変数として、ζ（ｋ）＝［−ξy1（ｋ）−ξy2（ｋ）］T を式誤差ｒ（ｋ）と相関を持たないほどに遅らせたものを利用する。すなわち、
【００８１】
【数１３】

【００８２】
とする。ただし、Ｌは遅延時間である。
【００８３】
上記のようにして伝達関数を同定した後、μ勾配演算回路５３において、路面μ勾配Ｄ0 に関係する物理量を、
【００８４】
【数１４】

【００８５】
と演算する。このように(21)式により路面μ勾配Ｄ0 に関係する物理量を演算できると、例えば、該物理量が小さいとき、タイヤと路面との間の摩擦特性が飽和状態であると容易に判定できる。
【００８６】
以上説明した路面勾配推定回路１２は前処理フィルタ５１では、バンドパスフィルタ或いはハイパスフィルタの周波数特性を規定するパラメータを一定値に固定したものであるが、このパラメータを伝達関数同定回路５２で同定されたパラメータに適応させて変化させるようにしてもよい。即ち、伝達関数同定回路５２で同定されたパラメータに応じて前処理フィルタ５１の特性を変化させる適応回路を更に設けてもよい（特開平11-78843号公報の第１の実施の形態の第２の態様（図９等参照））。
【００８７】
また、路面勾配推定回路１２は、励振トルクΔＴ1 が加振入力として車輪共振系に入力されている場合に車輪共振系の伝達関数を同定して、路面μ勾配を演算するようにしてもよい（特開平11-78843号公報の第３の実施の形態の第１の態様（図１３等参照））。
【００８８】
更に、路面勾配推定回路１２は、励振トルクΔＴ1 が加振入力として車輪共振系に入力されている場合において、検出された加振入力と応答出力とから車輪共振系の伝達関数を同定するようにしてもよい（特開平11-78843号公報の第４の実施の形態の第１の態様（図１６等参照））。
【００８９】
加えて、路面勾配推定回路１２は、応答出力の内、周期的な信号である応答出力のみを選別し、選別された応答出力に基づいて車輪共振系の伝達関数を同定し、μ勾配を演算するようにしてもよい（特開平11-78843号公報の第５の実施の形態（図１８等参照））。
【００９０】
以上説明した例では、タイヤと路面との間の摩擦特性を含む車輪共振系への加振入力に対する応答出力を検出し、加振入力から応答出力までの車輪共振系の伝達特性を、少なくともタイヤと路面との間のすべり易さに関する物理量を車輪状態の未知要素として含む振動モデルで表し、該振動モデルに基づいて、少なくとも上記検出された応答出力を略満足させるような未知要素を推定するものである。
【００９１】
本発明はこれに限定されるものではなく、車輪速度信号からバネ下共振特性を表す物理モデルのパラメータを同定し、同定したパラメータから路面と車輪との間の滑り易さに関する物理量を推定する物理量として、路面μ勾配を演算してもよい（特願平10-281660号の実施の形態の欄等参照）。
【００９２】
ところで、以上説明した例では、路面と車輪との間の滑り易さに関する物理量として、路面μ勾配を演算しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、スリップ速度に対する制動トルクの勾配（制動トルク勾配）、スリップ速度に対する駆動トルクの勾配（駆動トルク勾配）、及び微小振動等を求めるようにしてもよい。
【００９３】
即ち、所定のサンプル時間毎に検出された車輪速度の時系列データに基づいて、制動トルク勾配や駆動トルク勾配を演算してもよい（特開平10-114263号公報（図１等参照））。
【００９４】
また、所定のサンプル時間毎に検出された車輪減速度の時系列データ、及び所定のサンプル時間毎に検出されたブレーキトルク又は該ブレーキトルクに関連した物理量の時系列データに基づいて、制動トルク勾配を演算してもよい（特開平10-114263号公報（図２、図３等参照））。
【００９５】
更に、車体と車輪と路面とから構成される振動系の共振周波数でブレーキ力を微小励振し、ブレーキ力を微小励振した場合のブレーキ力の微小振幅に対する車輪速度の共振周波数成分の微小振幅の比である微小ゲインを演算してもよい（特開平10-114263号公報（図４等参照））。
【００９６】
【発明の効果】
本発明に係る制動力制御装置は、制御対象の車輪の路面μ勾配から基準車輪の路面μ勾配を減じた値である偏差が、制動トルク減少制御の閾値を表す第１の閾値より低いときに前記制御対象の車輪の制動トルクを減少し、制動トルク増加制御の閾値を表す第２の閾値より高いときに前記制御対象の車輪の制動トルクを増加する制御を行うことによって、制御対象となる車輪のグリップ力に応じてその車輪の制御トルクの増減を独立して行うので、ブレーキ中であっても安定して車両を走行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る制動力制御装置の概略的な構成を示すブロック図である。
【図２】制動力制御装置の動作内容を説明するフローチャートである。
【図３】制動力制御装置の制動力配分についての動作内容を説明するフローチャートである。
【図４】制動力制御装置に備えられた液圧回路の具体的な構成を示す回路図である。
【図５】基準車輪及び制御対象の車輪について、車輪スリップに対する制動力の特性を示す図である。
【図６】４輪車両における基準車輪と制御対象の車輪を説明する図である。
【図７】４輪車両における基準車輪と制御対象の車輪を説明する図である。
【図８】４輪車両における基準車輪と制御対象の車輪を説明する図である。
【図９】４輪車両における基準車輪と制御対象の車輪を説明する図である。
【図１０】４輪車両における基準車輪と制御対象の車輪を説明する図である。
【図１１】４輪車両における基準車輪と制御対象の車輪を説明する図である。
【図１２】４輪車両における基準車輪と制御対象の車輪を説明する図である。
【図１３】４輪車両における基準車輪と制御対象の車輪を説明する図である。
【図１４】４輪車両における基準車輪と制御対象の車輪を説明する図である。
【図１５】４輪車両における基準車輪と制御対象の車輪を説明する図である。
【図１６】４輪車両における基準車輪と制御対象の車輪を説明する図である。
【図１７】４輪車両における基準車輪と制御対象の車輪を説明する図である。
【図１８】液圧回路の他の例を示す回路図である。
【図１９】制動力制御装置に備えられた路面勾配推定回路の具体的な構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１車輪速センサ
１２路面勾配推定回路
１３偏差演算回路
１４制動力制御回路
１５液圧回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a braking torque control device, and more particularly to a control torque control device suitable for use in vehicle brake control.
[0002]
[Prior art]
In order to control the braking force of each wheel of the vehicle, it is necessary to maximize the braking ability of each wheel while maintaining the vehicle posture (yaw motion) appropriately. However, when considering straight braking and turning braking, deceleration performance and vehicle stability are in a trade-off relationship. That is, if the braking force of the rear wheels is increased, the speed reduction performance is improved, but on the contrary, the cornering force of the rear wheels is lowered, so that the vehicle stability is sacrificed.
[0003]
In order to satisfy this contradiction, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-278585 discloses a device for controlling the rear wheel brake hydraulic pressure based on wheel slip, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-13851 discloses a left and right control based on the turning state. An apparatus for adjusting the braking force is disclosed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, since these techniques control the braking force of the wheels without determining the tire grip force during braking, there is a problem that the vehicle stability deteriorates as the braking performance increases. Moreover, although the braking force of each wheel changes with the driving | running | working state of a vehicle, the technique mentioned above gave equal braking torque to each wheel. Thereby, depending on the running state of the vehicle, the vehicle stability may be extremely deteriorated.
[0005]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a braking torque control device capable of stably driving a vehicle even during braking regardless of the traveling state of the vehicle. With the goal.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is a wheel speed detecting means for detecting a wheel speed of each wheel provided in the vehicle, and a braking force against the wheel slip speed based on each wheel speed detected by the wheel speed detecting means. A road surface μ gradient estimating means for estimating a road surface μ gradient, which is a gradient of the vehicle, and at least one of the wheels provided in the vehicle is a wheel to be controlled, which is a wheel whose braking torque is controlled. In the case where at least one of the reference wheel is a reference wheel that is a reference wheel for controlling the control target wheel, the road surface μ gradient is calculated from the road surface μ gradient of the control target wheel estimated by the road surface μ gradient estimation means. When the deviation, which is a value obtained by subtracting the road surface μ gradient of the reference wheel estimated by the estimation means, is lower than a first threshold value that represents a threshold value for braking torque reduction control, the braking torque of the wheel to be controlled is Little, a braking torque control means for controlling to increase the wheel braking torque of the controlled object is higher than the second threshold value representing the threshold value of the braking torque increasing control,The braking torque control means controls the braking torque of the rear wheel using the front wheel of the vehicle as a reference wheel and the rear wheel of the vehicle as a control target wheel when a braking operation is performed.
[0007]
According to the first aspect of the present invention, the road surface μ gradient estimation means estimates the road surface μ gradient for each wheel of the vehicle. Here, since the road surface μ gradient is an index indicating the grip degree of the wheel, the grip degree of each wheel at the time of braking is estimated. The braking torque control means is configured such that when the deviation, which is a value obtained by subtracting the road surface μ gradient of the reference wheel from the road surface μ gradient of the wheel to be controlled, is lower than a first threshold value representing a threshold value of the braking torque reduction control, When the braking torque of the wheel is decreased and is higher than a second threshold value representing the threshold value of the braking torque increase control, the braking torque of the wheel to be controlled is increased. For example, when the deviation is higher than the second threshold, it can be seen that there is a margin in the grip force of the wheel to be controlled. At this time, by increasing the braking torque of the wheel to be controlled, the deceleration performance is improved while maintaining the stability of the vehicle. On the other hand, when the deviation is lower than the first threshold, it can be seen that the grip force of the wheel to be controlled has no margin and is close to the limit. At this time, the stability of the vehicle is maintained by reducing the braking torque of the wheel to be controlled.At this time, when a braking operation is performed, the braking torque control means controls the braking torque of the rear wheel using the front wheel of the vehicle as a reference wheel and the rear wheel of the vehicle as a wheel to be controlled.
[0008]
The invention according to claim 2 is a wheel speed detecting means for detecting a wheel speed of each wheel provided in the vehicle, and a braking force against the wheel slip speed based on each wheel speed detected by the wheel speed detecting means. Road surface μ gradient estimating means for estimating the road surface μ gradient which is the gradient of the vehicle, and at least one of the wheels provided in the vehicle is a wheel to be controlled, which is a wheel whose braking torque is controlled. In the case where at least one of the reference wheel is a reference wheel that is a reference wheel for controlling the wheel to be controlled, the road surface μ gradient is calculated from the road surface μ gradient of the wheel to be controlled estimated by the road surface μ gradient estimation means. When the deviation, which is a value obtained by subtracting the road surface μ gradient of the reference wheel estimated by the estimation means, is lower than a first threshold value that represents a threshold value for braking torque reduction control, the braking torque of the wheel to be controlled is determined. Braking torque control means for performing control to increase the braking torque of the wheel to be controlled when slightly higher than a second threshold value representing a threshold value of braking torque increase control, and the braking torque control means includes the vehicle When the vehicle is turning, the braking torque of the turning inner wheel is controlled using the turning outer wheel of the vehicle as a reference wheel and the turning inner wheel of the vehicle as a wheel to be controlled.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a wheel speed detecting means for detecting a wheel speed of each wheel provided in the vehicle, and a braking force against the wheel slip speed based on each wheel speed detected by the wheel speed detecting means. A road surface μ gradient estimating means for estimating a road surface μ gradient, which is a gradient of the vehicle, and at least one of the wheels provided in the vehicle is a wheel to be controlled, which is a wheel whose braking torque is controlled. In the case where at least one of the reference wheel is a reference wheel that is a reference wheel for controlling the control target wheel, the road surface μ gradient is calculated from the road surface μ gradient of the control target wheel estimated by the road surface μ gradient estimation means. When the deviation, which is a value obtained by subtracting the road surface μ gradient of the reference wheel estimated by the estimation means, is lower than a first threshold value that represents a threshold value for braking torque reduction control, the braking torque of the wheel to be controlled is determined. Braking torque control means for performing control to increase the braking torque of the wheel to be controlled when slightly higher than a second threshold value representing a threshold value for braking torque increase control, and the braking torque control means comprises a braking operation. And when the vehicle is turning, the front wheels outside the turning of the vehicle are used as reference wheels, and the other wheels are used as control target wheels to control the braking torque of the other wheels.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
(First embodiment)
The present invention can be used for a vehicle capable of ABS (Antilock Braking System) control, and can be applied to, for example, the braking force control apparatus 1 having the configuration shown in FIG.
[0015]
The braking force control device 1 includes a wheel speed sensor 11 that detects a wheel speed of each wheel of a vehicle, a road surface μ gradient estimation circuit 12 that estimates a road surface μ gradient, a road surface μ gradient of a reference wheel, and a wheel to be controlled. The deviation calculating circuit 13 for calculating the deviation from the road surface μ gradient, the braking force control circuit 14 for controlling the braking force based on the calculation result of the deviation, and the braking force control circuit 14 control the hydraulic pressure of the brake. And a hydraulic circuit 15.
[0016]
As shown in FIG. 2, each circuit is first initialized (step ST1). When a signal is input to each sensor (step ST2), the wheel speed sensor 11 calculates the wheel speed (step ST3). Further, wheel deceleration, estimated vehicle speed, and actual slip ratio are calculated (step ST4 to step ST6). In addition, although vehicle deceleration can be obtained based on the output signal of the wheel speed sensor 11, when it has a front-back G sensor, it can also be obtained using the output signal.
[0017]
The road surface gradient estimation circuit 12 estimates the road surface μ gradient of each wheel based on the wheel speed of each wheel from the wheel speed sensor 11 (step ST7), and supplies these road surface μ gradients to the deviation calculation circuit 13. The detailed contents of the road surface gradient estimation circuit 12 will be described later.
[0018]
After the process of step ST7, the braking force control circuit 14 determines whether the ABS control is being performed (step ST8), and if the ABS control is being performed, determines whether the ABS control has been completed (step ST9). When the ABS control is finished, the process returns to step ST2, and when the ABS control is not finished, the ABS control is performed as it is (step ST10). When the ABS control is completed, the process returns to step ST2.
[0019]
On the other hand, when it is determined in step ST8 that the ABS control is not being performed, the braking force control circuit 14 determines whether the ABS control has been started (step ST11). The braking force control circuit 14 proceeds to step ST10 when the ABS control is started, and determines whether the braking force distribution control is being performed when the ABS control is not started (step ST12).
[0020]
When it is determined in step ST12 that the braking force is being distributed in step ST12, the braking force control circuit 14 determines whether the braking force distribution control has been completed (step ST13). And when it is complete | finished, it returns to step ST2, and when it is not complete | finished, it progresses to step ST15. On the other hand, if the braking force control circuit 14 determines in step ST12 that the braking force distribution control is not being performed, the braking force control circuit 14 determines whether the braking force distribution control has started (step ST14), and if started, proceeds to step ST15. If it is not started, the process returns to step ST2.
[0021]
And the braking force control circuit 14 performs braking force distribution control (step ST15), and when that is completed, it returns to step ST2. Here, first, the deviation calculation circuit 13 performs a road surface μ gradient K of the reference wheel from the road surface μ gradient K of the wheel to be controlled.^*To reduce the road surface μ slope deviation (KK^*) Is calculated. Then, the braking force control circuit 14 distributes the braking force of the vehicle based on this deviation. Specifically, the braking force control circuit 14 performs processing from step ST21 to step ST25 shown in FIG.
[0022]
The braking force control circuit 14 calculates the deviation (KK^*) Is smaller than C1 (step ST21), and if it is smaller, pressure reduction control is performed (step ST22). At this time, the braking force control circuit 14 determines the deviation (KK).^*) Is smaller than C1, the braking torque reduction amount (the brake fluid pressure reduction amount) of the wheel to be controlled is increased.
[0023]
The braking force control circuit 14 determines the deviation (KK) in step ST21.^*) Is not smaller than C1, it is next determined whether it is larger than C2 (step ST23), and when it is larger than C2, pressure increase control is performed (step ST24). At this time, the braking force control circuit 14 determines the deviation (KK).^*) Becomes larger than C2, the braking torque increase amount (the brake fluid pressure increase amount) of the wheel to be controlled is increased.
[0024]
The braking force control circuit 14 determines the deviation (KK) in step ST23.^*) Is not larger than C2, next, holding control is performed (step ST25). At this time, the braking force control circuit 14 maintains the braking torque (hydraulic pressure) of the wheel to be controlled in the current state. As described above, when the braking force control circuit 14 shifts to any one of the control modes from step ST23 to step ST25, it controls the hydraulic pressure of the brake fluid of the wheel to be controlled by the hydraulic circuit 15 according to the mode. To do.
(Hydraulic circuit 15)
Here, the hydraulic circuit 15 is also capable of ABS control, and has the configuration shown in FIG. Specifically, the hydraulic circuit 15 includes a master cylinder 22 that discharges brake fluid having a hydraulic pressure corresponding to the depression force of the brake pedal 21, solenoids SOL1 to SOL8 that increase / decrease / hold hydraulic pressure, and brake fluid. The reservoir 23 (23F, 23R) that temporarily accumulates the oil, the pump 24 (24F, 24R) that pumps up the oil accumulated in the reservoir 23, the motor 25 that is the driving force of the pump 24, and the braking force according to the hydraulic pressure A wheel cylinder 26 (26FL, 26FR, 26RL, 26RR) for controlling the wheels and check valves 27 to 30 for suppressing inflow of high-pressure brake fluid in a predetermined direction are provided.
[0025]
The solenoid SOL1 and solenoid SOL2, the solenoid SOL3 and solenoid SOL4, the solenoid SOL5 and solenoid SOL6, and the solenoid SOL7 and solenoid SOL8 are connected in series via a hydraulic pressure path. Each of the series of solenoids SOL connected in series has one side connected to the master cylinder 22 and the other side connected to the reservoir 23.
[0026]
Between the respective ports of the solenoids SOL1, SOL3, SOL5, SOL7, there are provided hydraulic pressure passages for supplying brake fluid. These hydraulic pressure passages are provided with check valves 27 to 30 for preventing high-pressure brake fluid from flowing from the wheel cylinder 26 side port to the master cylinder 22 side port. The wheel cylinders 26FL, 26FR, 26RL, and 26RR are respectively connected to the connection locations X, Y, Z, and V of the two solenoids SOL that are connected in series via hydraulic passages.
[0027]
In addition, the reservoir 23 stores the brake fluid returned from the wheel cylinder 26 in the decompression control mode. The pump 24 is driven by the motor 25 when ABS control is being performed, pumps up the brake fluid stored in the reservoir 23, and supplies it to the master cylinder 22 via the check valve.
[0028]
The above-described braking force control circuit 14 adjusts (increases / decreases / holds) the hydraulic pressure of an arbitrary wheel cylinder 26 by energizing an arbitrary solenoid SOL to the hydraulic circuit 15 having such a configuration. The braking torque of the desired wheel can be controlled.
[0029]
As described above, the braking force control device 1 always maintains the gripping force of each wheel even during brake control by controlling the braking torque of the wheel to be controlled based on the road surface μ gradient of the reference wheel. The vehicle can be driven stably. That is, since the braking force control device 1 controls the braking torque of the wheel to be controlled based on the road surface μ gradient that is an index of the grip degree of the wheel, the braking force control device 1 is always capable of stably grasping the grip degree of each wheel. Can be run.
[0030]
For example, it is assumed that the braking force against the wheel slip of the reference wheel has a characteristic as shown in FIG. At this time, the road surface μ gradient is K^*And Here, the road surface μ gradient of the wheel to be controlled is KA (<K^*), The braking force of the wheel against the wheel slip has a characteristic as shown in FIG. According to this characteristic, since the grip degree of the wheel has almost reached the limit, it is necessary to reduce the braking torque in order to restore the grip degree of the tire. Therefore, the braking force control circuit 14 recovers the grip force of the wheel by reducing the hydraulic pressure of the wheel to be controlled in the hydraulic circuit 15 and reducing the braking force of the wheel.
[0031]
On the other hand, the road surface μ gradient of the wheel to be controlled is KB (> K^*), The braking force of the wheel against the wheel slip has a characteristic as shown in FIG. According to this characteristic, the wheel grip has a margin to the limit, and it is necessary to increase the braking torque in order to use the tire grip more effectively. Therefore, the braking force control circuit 14 further increases the grip force of the wheel by increasing the hydraulic pressure of the wheel to be controlled in the hydraulic circuit 15 and increasing the braking force of the wheel.
(Selection of reference wheel)
Next, selection of the reference wheel will be described by taking a four-wheel vehicle turning left as an example while decelerating.
[0032]
For example, as shown in FIG. 6, the turning inner front wheel may be set as a reference wheel, and the turning inner rear wheel may be a control target wheel. Similarly, the turning outer front wheel may be set as a reference wheel, and the turning outer rear wheel may be a control target wheel.
[0033]
Further, as shown in FIG. 7, the reference wheel and the control wheel are determined in the same manner as in FIG. 6, and so-called select low is selected in accordance with the lower road surface μ gradient or the lower braking torque of the two rear wheels. Control may be performed. As described above, the vehicle stability can be further improved by performing the select low control. The select low control may be selected only when vehicle stability is particularly required, such as when the road surface μ is low or the turn is large.
[0034]
As shown in FIG. 8, the average of the road surface μ gradient of the two front wheels or the road surface μ gradient of one of the two front wheels may be used as the road surface μ gradient of the reference wheel, and each rear wheel may be controlled. Further, as shown in FIG. 9, the reference wheel and the control wheel are determined in the same manner as in FIG. 8, and so-called select low is selected in accordance with the lower road surface μ gradient or the lower braking torque of the two rear wheels. Control may be performed.
[0035]
As shown in FIG. 10, the turning outer front wheel may be set as a reference wheel, the turning inner front wheel may be a control target wheel, the turning outer rear wheel may be set as a reference wheel, and the turning inner rear wheel may be set as a control target wheel. At this time, as shown in FIG. 11, the average of the road surface μ gradient of the two turning outer wheels or the road surface μ gradient of either of the two wheels is set as the road surface μ gradient of the reference wheel, and the wheels inside the turning are controlled. You may do it.
[0036]
As shown in FIG. 12, the turning inner front wheel may be set as a reference wheel, the turning outer front wheel may be set as a control target wheel, the turning inner rear wheel may be set as a reference wheel, and the turning outer rear wheel may be set as a control target wheel. At this time, as shown in FIG. 13, the average of the road surface μ gradient of the two turning inner wheels or the road surface μ gradient of one of the two wheels is set as the road surface μ gradient of the reference wheel, and the wheels outside the turning are controlled. You may do it.
[0037]
As shown in FIG. 14, the turning inner front wheel may be a reference wheel, and the other wheels may be controlled wheels. Similarly, as shown in FIG. 15, the turning outer front wheel may be a reference wheel and the other wheels may be controlled wheels. In FIGS. 14 and 15, select low control may be performed on the wheel to be controlled.
[0038]
Moreover, as shown in FIG. 16, it is good also considering a turning inner rear wheel as a reference | standard wheel, and making another wheel a wheel of control object. Similarly, as shown in FIG. 17, the rear turning outer wheel may be a reference wheel, and the other wheels may be controlled wheels.
[0039]
The present invention is not limited to the selection of the reference wheel as described above, and can be similarly applied to other selection methods as long as other wheels are controlled using the road surface μ gradient of the reference wheel. can do.
[0040]
Further, in the present embodiment, the braking force distribution control is performed according to the flowcharts shown in FIGS. 2 and 3, but the braking force distribution control may be performed when all the following five conditions are satisfied.
1. There is a driver's brake operation
2. Not under ABS control
3. KK^*<C1 or KK^*> C2
4). Vehicle deceleration is over a predetermined value
5). The vehicle turning state is more than a predetermined value
Here, the presence or absence of the driver's brake operation can be determined by turning on / off the stop switch. Further, when a brake pedal stroke sensor, a pedaling force sensor, or a hydraulic pressure sensor is provided, signals from these sensors may be used. The turning state of the vehicle can be obtained from the difference between the left and right wheel speeds. Further, when a steering angle sensor, a yaw rate sensor, and a lateral G sensor are provided, the vehicle turning state can also be obtained by using output signals of these sensors. KK^*If the condition of> C2 is omitted, the braking torque can be prevented from increasing beyond the driver's operation.
(Other embodiments)
In the embodiment described above, the hydraulic circuit 15 shown in FIG. 4 has been described as an example. However, the hydraulic circuit 15A having the configuration shown in FIG. 18 may be used. In FIG. 18, the same parts as those in FIG.
[0041]
The hydraulic circuit 15A temporarily discharges brake fluid having a hydraulic pressure corresponding to the depression force of the brake pedal 21, solenoids SOL1 to SOL12 that increase / decrease / hold hydraulic pressure, and temporarily accumulate brake fluid. A reservoir 23, a pump 24 that pumps up oil stored in the reservoir 23, a motor 25 that serves as a driving force for the pump, and a wheel cylinder 26 (26FL, 26FR, 26RL, 26RR) that controls the wheels with a braking force corresponding to the hydraulic pressure And check valves 27 to 30 and 41 to 44 for suppressing inflow of high-pressure brake fluid in a predetermined direction. The relation among the solenoids SOL1 to SOL8, each wheel cylinder 26, and the check valves 27 to 30 is the same as that in FIG.
[0042]
One port of the solenoid SOL 9 is connected to the master cylinder 22. The other port is connected to a port on the master cylinder 22 side of the solenoids SOL1 and SOL3. One port of the solenoid SOL12 is connected to the master cylinder 22. The other port is connected to a port on the master cylinder 22 side of the solenoids SOL5 and SOL7.
[0043]
Between each port of the solenoids SOL9 and SOL12, two hydraulic pressure passages for supplying brake fluid are provided in parallel. These hydraulic pressure passages are provided with check valves 41 to 44 for preventing high-pressure brake fluid from flowing in.
[0044]
One port of the solenoids SOL 10 and SOL 12 is connected to the master cylinder 22. The other port is connected to reservoirs 23F 'and 23R' via a check valve.
[0045]
The pump 24 pumps up the brake fluid stored in the

reservoirs

23F and 23R through the check valve, temporarily stores the brake fluid in the reservoirs 23F 'and 23R', and supplies it to the master cylinder 22.
[0046]
The above-described braking force control circuit 14 adjusts (increases / decreases / holds) the hydraulic pressure of an arbitrary wheel cylinder 26 by energizing an arbitrary solenoid SOL to the hydraulic circuit 15A having such a configuration. Thus, the braking torque of the desired wheel can be controlled.
(Road slope estimation circuit 12)
Here, specific contents of the road surface gradient estimation circuit 12 will be described in detail. The road surface gradient estimation circuit 12 according to the present embodiment calculates the μ gradient when only the road surface disturbance ΔTd is input to the wheel resonance system as an excitation input.
[0047]
As shown in FIG. 19, the road surface gradient estimation circuit 12 is a wheel speed vibration .DELTA..omega.1 of each wheel as a response output of a wheel resonance system that receives a road surface disturbance .DELTA.Td from the wheel speed .omega.1 of each wheel detected by the wheel speed sensor 11. Based on the identified transfer function, a pre-processing filter 51 that detects the wheel speed, a transfer function identification circuit 52 that identifies a transfer function of each wheel that satisfies the detected wheel speed vibration Δω 1 using the least square method, and And a μ gradient calculation circuit 53 for calculating the gradient of the friction coefficient μ between the tire and the road surface for each wheel.
[0048]
The pre-processing filter 51 passes a band-pass filter that passes only a frequency component in a certain band around the resonance frequency expected to be the resonance frequency of the wheel resonance system or a high-frequency component including the resonance frequency component. The high-pass filter can be configured. A parameter that defines the frequency characteristics of the band-pass filter or the high-pass filter is fixed to a constant value.
[0049]
Note that the output of the preprocessing filter 51 is obtained by removing the DC component. That is, only the wheel speed vibration Δω1 around the wheel speed ω1 is extracted.
[0050]
Now, the transfer function F (s) of the preprocessing filter 51 is
[0051]
[Expression 1]

[0052]
And Here, ci is a coefficient of the filter transfer function, and s is a Laplace operator.
[0053]
Next, an arithmetic expression on which the transfer function identification circuit 52 depends is derived. In the present embodiment, the calculation of the preprocessing filter 51 is included in the calculation of the transfer function identification circuit 52.
[0054]
First, the transfer function to be identified is a quadratic model in which road surface disturbance ΔTd is used as an excitation input, and wheel speed vibration Δω1 detected by the preprocessing filter 51 at this time is used as a response output. That is,
[0055]
[Expression 2]

[0056]
The vibration model is assumed. Here, v is an observation noise included when the wheel speed signal is observed. When the equation (2) is transformed, the following equation is obtained.
[0057]
[Equation 3]

[0058]
First, the equation obtained by applying the preprocessing filter of equation (1) to equation (3) is discretized. At this time, Δω1, ΔTd, and v are discretized data Δω1 (k), ΔTd (k), and v (k) (k is a sampling number: k = 1, 2, 3,. ...). The Laplace operator s can be discretized using a predetermined discretization method. In this embodiment, as an example, the discretization is performed by the following bilinear transformation. Note that d is a one-sample delay operator.
[0059]
[Expression 4]

[0060]
Further, since the order m of the preprocessing filter is desirably 2 or more, in the present embodiment, m = 2 is set in consideration of the calculation time, thereby obtaining the following equation.
[0061]
[Equation 5]

[0062]
In addition, in order to identify the transfer function from each data of the wheel speed vibration Δω1 based on the least squares method, the equation (4) is expressed as Deform. “T” is the transpose of the matrix.
[0063]
[Formula 6]

[0064]
In the above equation, θ is a parameter of the transfer function to be identified.
[0065]
In the transfer function identification circuit 52, the unknown parameter θ is estimated by applying the least square method to each data obtained by sequentially applying the discretized data of the detected wheel speed vibration Δω1 to the equation (9). Identify the transfer function.
[0066]
Specifically, the detected wheel speed vibration Δω1 is converted into discretized data Δω (k) (k = 1, 2, 3,...), The data is sampled at N points, and the minimum The parameter θ of the transfer function is estimated using a multiplication formula.
[0067]
[Expression 7]

[0068]
Here, the amount with the symbol “^” is defined as the estimated value.
[0069]
The least square method may be calculated as a sequential least square method for obtaining the parameter θ by the following recurrence formula.
[0070]
[Equation 8]

[0071]
Here, ρ is a so-called forgetting factor, and is usually set to a value of 0.95 to 0.99. At this time, the initial value is
[0072]
[Equation 9]

[0073]
And it is sufficient.
[0074]
Various modified least square methods may be used as a method for reducing the estimation error of the least square method. In the present embodiment, an example using an auxiliary variable method that is a least square method with an auxiliary variable introduced will be described. According to this method, the parameter of the transfer function is estimated using the following equation using m (k) as an auxiliary variable when the relationship of equation (9) is obtained.
[0075]
[Expression 10]

[0076]
The sequential calculation is as follows.
[0077]
[Expression 11]

[0078]
The principle of the auxiliary variable method is as follows. Substituting (9) into (15),
[0079]
[Expression 12]

[0080]
Therefore, if an auxiliary variable is selected so that the second term on the right side of equation (19) is zero, the estimated value of θ matches the true value of θ. Therefore, in the present embodiment, as an auxiliary variable, a variable obtained by delaying ζ (k) = [− ξy1 (k) −ξy2 (k)] T so as not to correlate with the equation error r (k) is used. . That is,
[0081]
[Formula 13]

[0082]
And However, L is a delay time.
[0083]
After the transfer function is identified as described above, the physical quantity related to the road surface μ gradient D0 is determined in the μ gradient arithmetic circuit 53 by
[0084]
[Expression 14]

[0085]
And calculate. Thus, if the physical quantity related to the road surface μ gradient D0 can be calculated by the equation (21), for example, when the physical quantity is small, it can be easily determined that the friction characteristic between the tire and the road surface is saturated.
[0086]
The road surface gradient estimation circuit 12 described above is such that, in the preprocessing filter 51, a parameter that defines the frequency characteristics of the bandpass filter or the highpass filter is fixed to a constant value. This parameter is identified by the transfer function identification circuit 52. It may be changed in accordance with the parameters. That is, an adaptive circuit that changes the characteristics of the preprocessing filter 51 in accordance with the parameters identified by the transfer function identification circuit 52 may be further provided (second example of the first embodiment of Japanese Patent Laid-Open No. 11-78843). (See FIG. 9 etc.)).
[0087]
Further, the road surface gradient estimation circuit 12 may calculate the road surface μ gradient by identifying the transfer function of the wheel resonance system when the excitation torque ΔT1 is input to the wheel resonance system as an excitation input ( First aspect of the third embodiment of Japanese Patent Laid-Open No. 11-78843 (see FIG. 13 and the like).
[0088]
Further, when the excitation torque ΔT1 is input to the wheel resonance system as an excitation input, the road surface gradient estimation circuit 12 identifies the transfer function of the wheel resonance system from the detected excitation input and response output. (The first aspect of the fourth embodiment of JP-A-11-78843 (see FIG. 16 and the like)).
[0089]
In addition, the road surface gradient estimation circuit 12 selects only the response output that is a periodic signal among the response outputs, identifies the transfer function of the wheel resonance system based on the selected response output, and calculates the μ gradient. It is also possible to do this (the fifth embodiment of JP-A-11-78843 (see FIG. 18)).
[0090]
In the example described above, the response output to the vibration input to the wheel resonance system including the friction characteristic between the tire and the road surface is detected, and the transfer characteristic of the wheel resonance system from the vibration input to the response output is at least the tire. A vibration model that includes physical quantities related to the ease of slipping between the road surface and the road surface as unknown elements of the wheel state, and based on the vibration model, estimate unknown elements that substantially satisfy at least the detected response output. It is.
[0091]
The present invention is not limited to this. Physical parameters that identify unsprung resonance characteristics from wheel speed signals are identified, and physical quantities relating to slipperiness between the road surface and the wheels are estimated from the identified parameters. Alternatively, the road surface μ gradient may be calculated (see the column of the embodiment of Japanese Patent Application No. 10-281660, etc.).
[0092]
By the way, in the example explained above, the road surface μ gradient is calculated as a physical quantity related to the slipperiness between the road surface and the wheel. A gradient (braking torque gradient), a gradient of driving torque with respect to slip speed (driving torque gradient), minute vibrations, and the like may be obtained.
[0093]
That is, the braking torque gradient and the driving torque gradient may be calculated based on the time-series data of the wheel speed detected every predetermined sample time (Japanese Patent Laid-Open No. 10-114263 (see FIG. 1 and the like)).
[0094]
Further, based on the time series data of the wheel deceleration detected every predetermined sample time and the time series data of the brake torque detected every predetermined sample time or the physical quantity related to the brake torque, the braking torque gradient May be calculated (see Japanese Patent Laid-Open No. 10-114263 (see FIGS. 2 and 3)).
[0095]
Furthermore, the ratio of the minute amplitude of the resonance frequency component of the wheel speed to the minute amplitude of the braking force when the braking force is minutely excited at the resonance frequency of the vibration system composed of the vehicle body, the wheel, and the road surface. A small gain may be calculated (Japanese Patent Laid-Open No. 10-114263 (see FIG. 4)).
[0096]
【The invention's effect】
The braking force control apparatus according to the present invention isWhen the deviation, which is a value obtained by subtracting the road surface μ gradient of the reference wheel from the road surface μ gradient of the wheel to be controlled, is lower than the first threshold value representing the threshold value of the braking torque reduction control, the braking torque of the wheel to be controlled is decreased. Then, control is performed to increase the braking torque of the wheel to be controlled when it is higher than a second threshold value representing the threshold value of braking torque increase control.Thus, since the control torque of the wheel is independently increased or decreased according to the grip force of the wheel to be controlled, the vehicle can be stably driven even during braking.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a braking force control apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation content of the braking force control apparatus.
FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation content of braking force distribution of the braking force control device.
FIG. 4 is a circuit diagram showing a specific configuration of a hydraulic circuit provided in the braking force control device.
FIG. 5 is a diagram showing a characteristic of braking force against wheel slip for a reference wheel and a wheel to be controlled.
FIG. 6 is a diagram illustrating a reference wheel and a wheel to be controlled in a four-wheel vehicle.
FIG. 7 is a diagram for explaining reference wheels and wheels to be controlled in a four-wheel vehicle.
FIG. 8 is a diagram for explaining reference wheels and wheels to be controlled in a four-wheel vehicle.
FIG. 9 is a diagram illustrating a reference wheel and a wheel to be controlled in a four-wheel vehicle.
FIG. 10 is a diagram illustrating a reference wheel and a wheel to be controlled in a four-wheel vehicle.
FIG. 11 is a diagram illustrating a reference wheel and a wheel to be controlled in a four-wheel vehicle.
FIG. 12 is a diagram illustrating reference wheels and control target wheels in a four-wheel vehicle.
FIG. 13 is a diagram illustrating a reference wheel and a wheel to be controlled in a four-wheel vehicle.
FIG. 14 is a diagram illustrating a reference wheel and a wheel to be controlled in a four-wheel vehicle.
FIG. 15 is a diagram illustrating a reference wheel and a wheel to be controlled in a four-wheel vehicle.
FIG. 16 is a diagram illustrating a reference wheel and a wheel to be controlled in a four-wheel vehicle.
FIG. 17 is a diagram for explaining reference wheels and wheels to be controlled in a four-wheel vehicle.
FIG. 18 is a circuit diagram showing another example of a hydraulic circuit.
FIG. 19 is a block diagram showing a specific configuration of a road surface gradient estimation circuit provided in the braking force control device.
[Explanation of symbols]
11 Wheel speed sensor
12 Road surface slope estimation circuit
13 Deviation calculation circuit
14 Braking force control circuit
15 Hydraulic circuit

Claims

車両に設けられた各車輪の車輪速度をそれぞれ検出する車輪速度検出手段と、
前記車輪速度検出手段で検出された各車輪速度に基づいて、車輪スリップ速度に対する制動力の勾配である路面μ勾配をそれぞれ推定する路面μ勾配推定手段と、
前記車両に設けられた各車輪のうち、少なくとも１つの車輪を制動トルクが制御される車輪である制御対象の車輪とし、他の少なくとも１つを前記制御対象の車輪を制御する際の基準の車輪である基準車輪とした場合において、前記路面μ勾配推定手段で推定された制御対象の車輪の路面μ勾配から前記路面μ勾配推定手段で推定された基準車輪の路面μ勾配を減じた値である偏差が、制動トルク減少制御の閾値を表す第１の閾値より低いときに前記制御対象の車輪の制動トルクを減少し、制動トルク増加制御の閾値を表す第２の閾値より高いときに前記制御対象の車輪の制動トルクを増加する制御を行う制動トルク制御手段と、を備え、
前記制動トルク制御手段は、制動操作があるときに、前記車両の前輪を基準車輪とし、前記車両の後輪を制御対象の車輪として、前記後輪の制動トルクを制御する
制動トルク制御装置。Wheel speed detecting means for detecting the wheel speed of each wheel provided in the vehicle,
Road surface μ gradient estimation means for estimating a road surface μ gradient, which is a gradient of braking force with respect to wheel slip speed, based on each wheel speed detected by the wheel speed detection means;
Of each wheel provided in the vehicle, at least one wheel is a wheel to be controlled that is a wheel whose braking torque is controlled, and at least one other wheel is a reference wheel for controlling the wheel to be controlled Is the value obtained by subtracting the road surface μ gradient of the reference wheel estimated by the road surface μ gradient estimating means from the road surface μ gradient of the wheel to be controlled estimated by the road surface μ gradient estimating means. When the deviation is lower than the first threshold value representing the threshold value of the braking torque reduction control, the braking torque of the wheel to be controlled is reduced, and when the deviation is higher than the second threshold value representing the threshold value of the braking torque increase control, the control object Braking torque control means for performing control to increase the braking torque of the wheel ,
The braking torque control device is configured to control the braking torque of the rear wheel by using the front wheel of the vehicle as a reference wheel and the rear wheel of the vehicle as a control target wheel when the braking operation is performed .

車両に設けられた各車輪の車輪速度をそれぞれ検出する車輪速度検出手段と、
前記車輪速度検出手段で検出された各車輪速度に基づいて、車輪スリップ速度に対する制動力の勾配である路面μ勾配をそれぞれ推定する路面μ勾配推定手段と、
前記車両に設けられた各車輪のうち、少なくとも１つの車輪を制動トルクが制御される車輪である制御対象の車輪とし、他の少なくとも１つを前記制御対象の車輪を制御する際の基準の車輪である基準車輪とした場合において、前記路面μ勾配推定手段で推定された制御対象の車輪の路面μ勾配から前記路面μ勾配推定手段で推定された基準車輪の路面μ勾配を減じた値である偏差が、制動トルク減少制御の閾値を表す第１の閾値より低いときに前記制御対象の車輪の制動トルクを減少し、制動トルク増加制御の閾値を表す第２の閾値より高いときに前記制御対象の車輪の制動トルクを増加する制御を行う制動トルク制御手段と、を備え、
前記制動トルク制御手段は、前記車両が旋回しているときに、前記車両の旋回外輪を基準車輪とし、前記車両の旋回内輪を制御対象の車輪として、前記旋回内輪の制動トルクを制御する
制動トルク制御装置。Wheel speed detecting means for detecting the wheel speed of each wheel provided in the vehicle,
Road surface μ gradient estimation means for estimating a road surface μ gradient, which is a gradient of braking force with respect to wheel slip speed, based on each wheel speed detected by the wheel speed detection means;
Of each wheel provided in the vehicle, at least one wheel is a wheel to be controlled that is a wheel whose braking torque is controlled, and at least one other wheel is a reference wheel for controlling the wheel to be controlled Is the value obtained by subtracting the road surface μ gradient of the reference wheel estimated by the road surface μ gradient estimating means from the road surface μ gradient of the wheel to be controlled estimated by the road surface μ gradient estimating means. When the deviation is lower than the first threshold value representing the threshold value of the braking torque reduction control, the braking torque of the wheel to be controlled is reduced, and when the deviation is higher than the second threshold value representing the threshold value of the braking torque increase control, the control object Braking torque control means for performing control to increase the braking torque of the wheel ,
When the vehicle is turning, the braking torque control means controls the braking torque of the turning inner wheel using the turning outer wheel of the vehicle as a reference wheel and the turning inner wheel of the vehicle as a wheel to be controlled. Control device.

車両に設けられた各車輪の車輪速度をそれぞれ検出する車輪速度検出手段と、
前記車輪速度検出手段で検出された各車輪速度に基づいて、車輪スリップ速度に対する制動力の勾配である路面μ勾配をそれぞれ推定する路面μ勾配推定手段と、
前記車両に設けられた各車輪のうち、少なくとも１つの車輪を制動トルクが制御される車輪である制御対象の車輪とし、他の少なくとも１つを前記制御対象の車輪を制御する際の基準の車輪である基準車輪とした場合において、前記路面μ勾配推定手段で推定された制御対象の車輪の路面μ勾配から前記路面μ勾配推定手段で推定された基準車輪の路面μ勾配を減じた値である偏差が、制動トルク減少制御の閾値を表す第１の閾値より低いときに前記制御対象の車輪の制動トルクを減少し、制動トルク増加制御の閾値を表す第２の閾値より高いときに前記制御対象の車輪の制動トルクを増加する制御を行う制動トルク制御手段と、を備え、
前記制動トルク制御手段は、制動操作があり、かつ前記車両が旋回しているときに、前記車両の旋回外側の前輪を基準車輪とし、他の車輪を制御対象の車輪として、前記他の車輪の制動トルクを制御する
制動トルク制御装置。Wheel speed detection means for detecting the wheel speed of each wheel provided in the vehicle,
Road surface μ gradient estimating means for estimating a road surface μ gradient, which is a gradient of braking force with respect to wheel slip speed, based on each wheel speed detected by the wheel speed detecting means;
Among the wheels provided in the vehicle, at least one wheel is a wheel to be controlled that is a wheel whose braking torque is controlled, and at least one other wheel is a reference wheel for controlling the wheel to be controlled Is the value obtained by subtracting the road surface μ gradient of the reference wheel estimated by the road surface μ gradient estimating means from the road surface μ gradient of the wheel to be controlled estimated by the road surface μ gradient estimating means. When the deviation is lower than the first threshold value representing the threshold value of the braking torque reduction control, the braking torque of the wheel to be controlled is reduced, and when the deviation is higher than the second threshold value representing the threshold value of the braking torque increase control, the control object Braking torque control means for performing control to increase the braking torque of the wheel ,
When the braking operation is performed and the vehicle is turning, the braking torque control means uses the front wheel outside the turning of the vehicle as a reference wheel, sets the other wheels as control wheels, and sets the other wheels. A braking torque control device for controlling the braking torque.