本発明に係る制駆動力制御装置の実施例1を図1から図13に基づいて説明する。
最初に、本実施例1における制駆動力制御装置の構成について図1を用いて説明する。この図1には、本実施例1の制駆動力制御装置が適用される車輌を示している。
本実施例1の車輌には、各々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRに夫々独立して機械的な制動トルクを発生させる機械制動トルク発生装置が設けられている。この機械制動トルク発生装置は、電子制御装置(ECU)等により構成された機械制動トルク制御手段によってその動作が制御され、所望の機械制動トルクを発生させる。例えば、本実施例1の機械制動トルク発生装置としては、油圧の力により夫々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRに機械的な制動トルクを付与して制動力を発生させる所謂油圧ブレーキを例示する。これが為、以下においては、この機械制動トルク発生装置を「油圧制動トルク発生装置」といい、この油圧制動トルク発生装置により発生させられた機械的な制動トルク及び制動力を夫々「油圧制動トルク」及び「油圧制動力」といい、その機械制動トルク制御手段を「油圧制動トルク制御手段」という。
具体的に、ここで例示する油圧制動トルク発生装置は、夫々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRに配設したキャリパーやブレーキパッド、ディスクロータ等からなる油圧制動手段21FL,21FR,21RL,21RRと、これら各油圧制動手段21FL,21FR,21RL,21RRのキャリパーに対して各々に油圧(即ち、ブレーキオイル)を供給する油圧配管22FL,22FR,22RL,22RRと、これら各油圧配管22FL,22FR,22RL,22RRの油圧を夫々に調節する油圧調節手段(以下、「ブレーキアクチュエータ」という。)23と、このブレーキアクチュエータ23を制御する油圧制動トルク制御手段24と、運転者が車輌の制動力発生時に操作するブレーキペダル25と、運転者によるブレーキペダル25の踏み込み操作に応じて駆動されるブレーキマスタシリンダ26と、を備えている。
更に、図示しないが、この油圧制動トルク発生装置には、ブレーキペダル25の踏み込みによって生じる圧力を増圧し、ブレーキマスタシリンダ26に入力するブースタ等も設けられている。
ここで、そのブレーキアクチュエータ23は、オイルリザーバ,オイルポンプ,夫々の油圧配管22FL,22FR,22RL,22RRの油圧を各々に増減する為の増減圧制御弁の如き種々の弁装置等を含み、所謂ABS制御を行い得るよう構成されている。その増減圧制御弁は、通常時にはブレーキマスタシリンダ26により制御されて各油圧制動手段21FL,21FR,21RL,21RRにおけるキャリパーの油圧を夫々調節する。一方、この増減圧制御弁は、必要に応じて油圧制動トルク制御手段24によってもデューティ比制御され、各油圧制動手段21FL,21FR,21RL,21RRにおけるキャリパーに掛かる油圧の調節を夫々に行う。
また、本実施例1の車輌には、各々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRにモータ31FL,31FR,31RL,31RRが配備されている。この夫々のモータ31FL,31FR,31RL,31RRは、図1に示すモータ制御手段32によって制御され、各々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRに対して夫々にモータトルクTmを付与する。
ここで、そのモータトルクTmには、車輪10FL,10FR,10RL,10RRに駆動力(以下、「モータ駆動力」という。)を発生させるモータ力行トルクと、車輪10FL,10FR,10RL,10RRに回生制動力(以下、「モータ回生制動力」という。)を発生させるモータ回生トルクと、が存在している。
これが為、モータ制御手段32の制御により各モータ31FL,31FR,31RL,31RRがモータ力行トルクを発生させたときには、夫々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRにモータ駆動力が掛かり、車輌を前進又は後退させる。例えば、この車輌が電気自動車である場合には、その各モータ31FL,31FR,31RL,31RRのモータ力行トルクが車輌の動力源として利用される。また、この車輌が内燃機関等の原動機も具備している場合には、その各モータ31FL,31FR,31RL,31RRのモータ力行トルクが原動機の動力補助又は原動機との動力の切り替えに伴う動力源として利用される。この車輌においては、そのモータ力行トルクを発生させる為に、夫々のモータ31FL,31FR,31RL,31RRに対して図1に示すバッテリ33から給電される。
一方、モータ制御手段32の制御により各モータ31FL,31FR,31RL,31RRがモータ回生トルクを発生させたときには、夫々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRにモータ回生制動力が掛かり、車輌を制動させる。その際、この車輌においては、そのモータ回生制動力により得られた電力がバッテリ33に蓄電される。
ここでのモータトルクTmは、そのモータ力行トルクを負の値とする一方、そのモータ回生トルクを正の値とする。
ところで、本実施例1の車輌には上述したが如く油圧制動トルク発生装置も具備されている。これが為、各車輪10FL,10FR,10RL,10RRに発生する夫々の全制動トルクTaは、その油圧制動トルク発生装置による各車輪10FL,10FR,10RL,10RRの油圧制動トルクToと各々のモータ31FL,31FR,31RL,31RRによる各車輪10FL,10FR,10RL,10RRのモータトルクTmとを夫々に合算したものとなる。例えば、夫々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRに油圧制動トルクToを付与し、その各車輪10FL,10FR,10RL,10RRのモータ31FL,31FR,31RL,31RRにモータ回生トルクを発生させた場合、各車輪10FL,10FR,10RL,10RRの夫々の全制動トルクTaは、油圧制動トルクToのみで発生させたときよりも大きくなる。
ここで、車輌の制動時に各モータ31FL,31FR,31RL,31RRに対してモータ力行トルクを発生させた場合を考察してみる。かかるモータ力行トルクは、モータ回生トルクとは逆方向の回転力を車輪10FL,10FR,10RL,10RRに与えるものであり、車輌の制動力を増加させるモータ回生トルクとは逆に上述したが如く車輌の駆動力を発生させる。これが為、各車輪10FL,10FR,10RL,10RRに油圧制動トルクToが付与されているときに夫々のモータ31FL,31FR,31RL,31RRに対してモータ力行トルクを発生させると、夫々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRにはその油圧制動トルクToに抗するモータ力行トルクが掛かり、油圧制動トルクToのみで発生させたときよりも各車輪10FL,10FR,10RL,10RRの夫々の全制動トルクTaが小さくなる。
即ち、本実施例1の車輌においては、油圧制動トルク発生装置からの各車輪10FL,10FR,10RL,10RRへの油圧制動トルクToと各モータ31FL,31FR,31RL,31RRのモータ回生トルク又はモータ力行トルクとを合算したもの夫々が各車輪10FL,10FR,10RL,10RRにおける全制動トルクTaとなる。これが為、この車輌においては、これらのトルク値を増減制御することによって夫々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRに付与する各々の全制動トルクTaを調節し、その各車輪10FL,10FR,10RL,10RRに発生させる各々の全制動力を調節することができる。例えば、各車輪10FL,10FR,10RL,10RRに対して一定の油圧制動トルクToが付与されていると仮定し、その際に各モータ31FL,31FR,31RL,31RRからモータトルクTmを発生させると、そのモータトルク(モータ回生トルク又はモータ力行トルク)Tmに応じて夫々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRの全制動トルクTaを増減させることができる。
このように、本実施例1の車輌においては、油圧制動トルク発生装置とモータ31FL,31FR,31RL,31RRとによって、車輌に対して制動力を発生させる制動力発生装置(以下、「車輌制動力発生装置」という。)が構成されている。これが為、本実施例1の車輌におけるABS制御は、その油圧制動トルク発生装置の油圧制動トルクToとモータ31FL,31FR,31RL,31RRのモータトルクTmとを増減制御することによって実行される。尚、そのモータ31FL,31FR,31RL,31RRは、力行側で使用された場合に、車輌に対して駆動力を発生させる駆動力発生装置(以下、「車輌駆動力発生装置」という。)として機能する。
ここで、かかるABS制御は、車輌の電子制御装置(ECU)が当該技術分野で周知の制御手法によって実行する。
例えば、この電子制御装置は、運転者がブレーキ操作を行って車輌制動力発生装置を作動させた際に夫々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRのロック傾向の検出を行い、その何れかの車輪10FL,10FR,10RL,10RRでロック傾向が検出された時に、その該当する車輪10FL,10FR,10RL,10RRのロック傾向を解除させ得る全制動トルク(以下、「要求全制動トルク」という。)Tareqを求める。そして、この電子制御装置は、その該当する車輪10FL,10FR,10RL,10RRの全制動トルクTaが要求全制動トルクTareqとなるように車輌制動力発生装置に対する制御を実行する。この車輌においては、かかるトルク演算とトルク制御が繰り返し実行されることによって、ABS制御対象たる車輪10FL,10FR,10RL,10RRの全制動トルクTaが減少してロック傾向が解除方向へと向かう。
一方、この電子制御装置は、その該当する車輪10FL,10FR,10RL,10RRのロック解除傾向の検出も行い、ロック解除傾向が検出された時に、その車輪10FL,10FR,10RL,10RRの全制動トルクTaを増加させる要求全制動トルクTareqを求め、その全制動トルクTaが要求全制動トルクTareqとなるように車輌制動力発生装置に対する制御を実行する。ここでは、かかるトルク演算とトルク制御が繰り返し実行されることによって、ABS制御対象たる車輪10FL,10FR,10RL,10RRの全制動トルクTaが増加して当該車輪10FL,10FR,10RL,10RRの全制動力が強くなる。
この電子制御装置は、再びロック傾向を検出した時には当該ロック傾向を解除させるよう全制動トルクTaを調節して減少させ、その後、ロック解除傾向を検出した時には全制動トルクTaを増加させる。電子制御装置は、ABS制御中にこれらを繰り替えし実行する。
ところで、上述したが如く、本実施例1にあっては、車輌制動力発生装置が油圧制動トルク発生装置とモータ31FL,31FR,31RL,31RRとによって構成されており、その油圧制動トルク発生装置のブレーキアクチュエータ23とモータ31FL,31FR,31RL,31RRとが夫々に油圧制動トルク制御手段24とモータ制御手段32とにより制御される。これが為、本実施例1にあっては、その油圧制動トルク制御手段24とモータ制御手段32が上述した電子制御装置における全制動トルクTa(=To+Tm)の調節制御機能の一旦を担っている。即ち、油圧制動トルク制御手段24は、要求全制動トルクTareqを発生させる際に求めた油圧制動トルク(以下、「要求油圧制動トルク」という。)Toreqとなるよう制御対象の車輪10FL,10FR,10RL,10RRの油圧制動トルクToを制御する。一方、モータ制御手段32は、要求全制動トルクTareqを発生させる際に求めたモータトルク(以下、「要求モータトルク」という。)Tmreqとなるよう制御対象のモータ31FL,31FR,31RL,31RRのモータトルクTmを制御する。
更に、上述した電子制御装置には、車輪10FL,10FR,10RL,10RRのロック傾向やロック解除傾向の検出処理、要求全制動トルクTareqの演算処理などの如く各々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRに対する処理機能もある。また、上記の油圧制動トルク制御手段24とモータ制御手段32により全制動トルクTaを調節する際には、油圧制動トルク制御手段24の制御パラメータたる要求油圧制動トルクToreqとモータ制御手段32の制御パラメータたる要求モータトルクTmreqとを設定する必要があり、これら要求油圧制動トルクToreq及び要求モータトルクTmreqは上述した電子制御装置が設定した要求全制動トルクTareqに基づいて下記の式1から算出される。
このようなことから、本実施例1にあっては、かかる処理機能を有する電子制御装置(以下、「ブレーキ・モータ統合ECU」)41を設け、このブレーキ・モータ統合ECU41と上述した油圧制動トルク制御手段24とモータ制御手段32とによって、車輌制動力発生装置及び車輌駆動力発生装置に対しての制駆動力制御装置を構成している。
具体的に、この本実施例1のブレーキ・モータ統合ECU41には、各車輪10FL,10FR,10RL,10RRのロック傾向を検出するロック傾向検出手段41aと、各車輪10FL,10FR,10RL,10RRのロック解除傾向を検出するロック解除傾向検出手段41bと、が設けられている。
本実施例1のロック傾向検出手段41aとロック解除傾向検出手段41bは、制動時の各車輪10FL,10FR,10RL,10RRのスリップ率Sに基づいて、その車輪10FL,10FR,10RL,10RRがロック傾向か否か、ロック解除傾向か否かを夫々に検出するよう構成する。つまり、本実施例1においては、例えば、車輪10FL,10FR,10RL,10RRのスリップ率Sが所定値(「0」又は「0」に近い値)よりも大きい場合にその車輪10FL,10FR,10RL,10RRがスリップ状態にあると判断できるので、ロック傾向検出手段41aにはその車輪10FL,10FR,10RL,10RRがロック傾向であると検出させる。一方、車輪10FL,10FR,10RL,10RRのスリップ率Sが所定値以下の場合には、その車輪10FL,10FR,10RL,10RRがスリップしていない又はグリップし始めていると判断できるので、ロック解除傾向検出手段41bにその車輪10FL,10FR,10RL,10RRがロック解除傾向であると検出させる。
そのスリップ率Sは、ブレーキ・モータ統合ECU41に設けたスリップ率演算手段41cに演算させる。このスリップ率演算手段41cは、この技術分野において周知の演算手法によって夫々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRのスリップ率Sを算出又は推定するよう構成されている。例えば、本実施例1のスリップ率演算手段41cは、車輪10FL,10FR,10RL,10RRの回転速度と車体速度とに基づいて夫々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRのスリップ率Sを求める。従って、本実施例1においては、各車輪10FL,10FR,10RL,10RRの回転速度の検出を行う車輪回転速度検出手段(又はその車輪回転速度を推定する車輪回転速度推定手段)と、車体速度の検出を行う車体速度検出手段(又は車体速度を推定する車体速度推定手段)と、が必要になる。
ここで、ABS制動を行う一般的な車輌においては、各車輪10FL,10FR,10RL,10RRに設けた車輪回転速度検出手段の夫々の検出信号により車輪速度(車輪の回転速度に車輪の周長を掛けた値)の把握を行う一方で、その夫々の検出信号に基づいて車体速度を推定し、その夫々の車輪速度と車体速度との比率を求めることによって各車輪10FL,10FR,10RL,10RRのスリップ率Sが算出されている。つまり、このABS制動を行う車輌においては、一般的に車輪回転速度検出手段と車体速度推定手段とが用意されており、本実施例1においてもこれに従う。従って、本実施例1においては、その車輪回転速度検出手段として図1に示す各車輪10FL,10FR,10RL,10RR毎の車輪速度センサ51FL,51FR,51RL,51RRを車輌に配備すると共に、ブレーキ・モータ統合ECU41に図1に示す車体速度推定手段41dを設ける。この車体速度推定手段41dは、その技術分野における周知の方法によって車体速度の推定を行うものであって、ここでは各車輪10FL,10FR,10RL,10RRの中で最も大きな車輪速度となっている車輪の車輪速度からABS制御時の車体速度を推定するよう構成されている。例えば、その車体速度の推定方法としては、前述した特許文献3に記載のものが考えられる。
尚、車輪速度と車体速度が同じであれば、その車輪のスリップ率Sは、0%となる。一方、車輪においては、その車輪速度が車体速度よりも低ければ減速スリップが発生しており、車輪速度が車体速度よりも高ければ加速スリップが発生している。
更に、本実施例1のブレーキ・モータ統合ECU41には、制御対象の車輪10FL,10FR,10RL,10RRの要求全制動トルクTareqを算出して設定する要求全制動トルク設定手段41eと、その車輪10FL,10FR,10RL,10RRの要求油圧制動トルクToreqを算出して設定する要求油圧制動トルク設定手段41fと、その車輪10FL,10FR,10RL,10RRの要求モータトルクTmreqを算出して設定する要求モータトルク設定手段41gと、が設けられている。
その要求全制動トルク設定手段41eは、大別すると、通常制動時(ABS非制御時)とABS制御時とに分けて夫々に要求全制動トルクTareqの設定を行うものであり、夫々の技術分野において周知の演算手法により要求全制動トルクTareqを算出するよう構成されている。例えば、この要求全制動トルク設定手段41eには、通常制動時であれば、運転者によるブレーキペダル25の踏み込み量やブレーキ踏力、車体速度推定手段41dによって推定された推定車体速度の情報などに基づいて、夫々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRに発生させる要求全制動トルクTareqを算出させる。また、この要求全制動トルク設定手段41eには、ABS制御時において、ロック傾向検出時を最大値にし、その後、ロック解除傾向が検出されるまで要求全制動トルクTareqを減少させる一方、ロック解除傾向検出時を最小値にし、その後、ロック傾向が検出されるまで要求全制動トルクTareqを増加させる。このABS制御時においても、この要求全制動トルク設定手段41eには、車体速度推定手段41dによって推定された推定車体速度の情報などを用いて要求全制動トルクTareqの算出を行わせる。
この要求全制動トルク設定手段41eは、そのような運転者の制動要求のみならず、例えば自動ブレーキを備えた車輌おいては車輌自身の判断による制動要求、車輌の挙動安定制御等を行う際の制動要求などに基づいて要求全制動トルクTareqを算出させるように構成してもよい。
続いて、本実施例1の要求油圧制動トルク設定手段41fについて説明する。
この要求油圧制動トルク設定手段41fについても、大別すると、通常制動時(ABS非制御時)とABS制御時とに分けて夫々に要求油圧制動トルクToreqの設定を行うものであり、夫々の技術分野において周知の演算手法により要求油圧制動トルクToreqを算出するよう構成されている。例えば、この要求油圧制動トルク設定手段41fは、ABS制御時において、要求全制動トルクTareqに基づいて要求油圧制動トルクToreqの算出を行うよう構成することができる。
具体的に、本実施例1の要求油圧制動トルク設定手段41fは、ABS制御時において、ロック傾向にある車輪10FL,10FR,10RL,10RRのロック傾向検出時の要求全制動トルク(以下、「最大全制動トルク」という。)Tamaxと当該車輪10FL,10FR,10RL,10RRのロック解除傾向が検出された際の要求全制動トルク(以下、「最小全制動トルク」という。)Taminとの間に要求油圧制動トルクToreqが設定されるよう構成する。ここで、本実施例1の要求油圧制動トルク設定手段41fには、先ず始めに要求油圧制動トルクの暫定値(以下、「暫定要求油圧制動トルク」という。)Toproを算出させ、その後に最終的な要求油圧制動トルクToreqを設定させるようにする。従って、本実施例1にあっては、例えば下記の式2を用いて、ABS制御時の暫定要求油圧制動トルクToproが最大全制動トルクTamaxと最小全制動トルクTaminの中間値となるように演算処理を行わせる。本実施例1においては、この暫定要求油圧制動トルクToproを新たな最小全制動トルクTaminが算出される度に求めさせる。
その最大全制動トルクTamaxと最小全制動トルクTaminとしては、夫々にロック傾向検出時の暫定要求油圧制動トルクToproとロック解除傾向検出時の暫定要求油圧制動トルクToproを適用してもよく、夫々にロック傾向検出時の実際の全制動トルクTaとロック解除傾向検出時の実際の全制動トルクTaを適用してもよい。前者を適用する場合には、要求全制動トルク設定手段41eによる算出値を使用して最大全制動トルクTamaxと最小全制動トルクTaminを求める。一方、後者を適用する場合には、実際の全制動トルクTaを求めることができるようにブレーキ・モータ統合ECU41を構築する必要がある。従って、後者を適用する場合には、実際の全制動トルクTaの算出を行う実全制動トルク演算手段41hをブレーキ・モータ統合ECU41に設けておく。
例えば、その実全制動トルク演算手段41hは、各車輪速度センサ51FL,51FR,51RL,51RRからの検出信号(車輪の回転速度)に基づき夫々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRにおいて実際に発生している全制動トルクTaの算出を各々行うように構成する。この実全制動トルク演算手段41hにより求められた全制動トルクTaは、ロック傾向検出時のものであれば最大全制動トルクTamaxとなり、ロック解除傾向検出時のものであれば最小全制動トルクTaminとなる。
ここで、上記式2を用いた暫定要求油圧制動トルクToproの演算処理は、最新の最大全制動トルクTamaxと最小全制動トルクTaminが算出される度に(即ち、ロック解除傾向が検出されて新たな最小全制動トルクTaminが算出される度に)実行させる。つまり、本実施例1の要求油圧制動トルク設定手段41fには、新たな最小全制動トルクTaminが算出されるまで油圧制動トルク制御手段24の制御要求値たる要求油圧制動トルクToreqを上記の中間値に保持させ、その新たな最小全制動トルクTaminが算出されたときに式2を用いて新たな中間値へと要求油圧制動トルクToreqの更新を行わせる。これが為、この要求油圧制動トルク設定手段41fについては、ABS制御時において新たな最小全制動トルクTaminが算出されるまで先に設定した要求油圧制動トルク(以下、「要求油圧制動トルク既算値」という。)Toreqを暫定要求油圧制動トルクToproとして設定するよう構成しておく。従って、その要求油圧制動トルク既算値Toreqは、主記憶装置等に記憶しておくことが好ましい。
続いて、本実施例1の要求モータトルク設定手段41gについて説明する。
この要求モータトルク設定手段41gについても、大別すると、通常制動時(ABS非制御時)とABS制御時とに分けて夫々に要求モータトルクTmreqの設定を行うものであり、夫々の技術分野において周知の演算手法により要求モータトルクTmreqを算出するよう構成されている。
ここで、本実施例1の要求モータトルク設定手段41gには、上述した要求油圧制動トルク設定手段41fと同様に、先ず始めに要求モータトルクの暫定値(以下、「暫定要求モータトルク」という。)Tmproを算出させ、その後に最終的な要求モータトルクTmreqを設定させるようにする。従って、本実施例1の要求モータトルク設定手段41gは、ABS制御時において、例えば上記の如く求めた要求全制動トルクTareqと暫定要求油圧制動トルクToproとを下記の式3(上述した式1の変形式)に代入し、これにより暫定要求モータトルクTmproの算出を行うよう構成する。尚、この式3では、式1の「Toreq」を「Topro」に、「Tmreq」を「Tmpro」に置き換えている。
このように、上述した要求油圧制動トルク設定手段41fと要求モータトルク設定手段41gは、ABS制御時に要求全制動トルクTareqの変化に従って演算結果を導き出すものであり、その要求全制動トルクTareqの変化に応じた暫定要求油圧制動トルクTopro及び暫定要求モータトルクTmproの変化態様,換言すれば、要求全制動トルクTareqの変化に応じた要求油圧制動トルクToreq及び要求モータトルクTmreqの変化態様を求める手段であるといえる。
更に、夫々のモータ31FL,31FR,31RL,31RRにはモータトルクTmの出力限界値(以下、「モータトルク出力限界値」という。)Tmlimがあり、このモータトルク出力限界値Tmlim以上のモータトルクTmを出力させることはできない。従って、要求油圧制動トルク設定手段41fと要求モータトルク設定手段41gは、そのモータトルク出力限界値Tmlimと暫定要求モータトルクTmproとの比較結果に応じてABS制御中の要求油圧制動トルクToreqと要求モータトルクTmreqの設定を夫々に行うよう構成する。
具体的に、本実施例1の要求モータトルク設定手段41gには、先ず、ABS制御対象の車輪10FL,10FR,10RL,10RRにおけるモータ31FL,31FR,31RL,31RRのモータトルク出力限界値Tmlimを算出させる。このモータトルク出力限界値Tmlimは、モータ回転数や車輪速度に一意に対応するものであり、図2に示す如く回生側と力行側との双方で個別の値が存在している。これが為、以下においては、その回生側のモータトルク出力限界値Tmlimを「モータ回生トルク出力限界値Tm1lim」といい、その力行側のモータトルク出力限界値Tmlimを「モータ力行トルク出力限界値Tm2lim」という。ここでは、そのモータ回生トルク出力限界値Tm1limを正の値とし、そのモータ力行トルク出力限界値Tm2limを負の値とする。
本実施例1の要求油圧制動トルク設定手段41fと要求モータトルク設定手段41gは、暫定要求モータトルクTmproがモータ回生トルク出力限界値Tm1limよりも低い又はモータ力行トルク出力限界値Tm2limよりも高ければ、算出された暫定要求油圧制動トルクToproと暫定要求モータトルクTmproを夫々に最終的な要求油圧制動トルクToreqと要求モータトルクTmreqとして設定させるよう構成する。
一方、その要求モータトルク設定手段41gは、暫定要求モータトルクTmproがモータ回生トルク出力限界値Tm1lim以上又はモータ力行トルク出力限界値Tm2lim以下であれば、そのモータ回生トルク出力限界値Tm1lim又はモータ力行トルク出力限界値Tm2limを最終的な要求モータトルクTmreqとして設定させるよう構成する。これが為、要求油圧制動トルク設定手段41fには、そのようにして設定した要求モータトルクTmreqに基づいて求めたものを最終的な要求油圧制動トルクToreqとして設定させる。従って、この要求油圧制動トルク設定手段41fは、かかる場合に、その設定された要求モータトルクTmreq(=Tm1lim又はTm2lim)と要求全制動トルクTareqを下記の式4(上述した式1の変形式)に代入して要求油圧制動トルクToreqの算出を行うよう構成されている。
以下に、上述したが如く構成した本実施例1の制駆動力制御装置の動作について図3及び図4のフローチャート及び図5のタイムチャートに基づき説明する。この図3及び図4のフローチャートと図5のタイムチャートは、各車輪10FL,10FR,10RL,10RRの内の何れか1輪に対しての制御動作を示したものであり、これと同様の制御動作が全ての車輪10FL,10FR,10RL,10RRに対して別個独立に実行される。例えば、ここでは、左側前輪10FLについて代表して例示する。
尚、ABS制御を開始するまでは、図5に示す如く、例えば、運転者によるブレーキペダル25の踏み込み量や踏力、車体速度推定手段41dにより推定された車体速度などに基づいて夫々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRに発生させる要求全制動トルクTareqが各々算出される。そして、その各車輪10FL,10FR,10RL,10RRの夫々の全制動トルクTaに対する運転者のブレーキ踏力に応じた要求油圧制動トルクToreqの不足分が補填されるように、夫々のモータ31FL,31FR,31RL,31RRの要求モータトルクTmreqが設定される。
また、本実施例1の制駆動力制御装置は、ABS制御開始直後からロック解除傾向が検出されるまで(即ち、後述する最小全制動トルクTaminが算出されるまで)の間において周知のABS制御を実行させる。例えば、その間においては、図5に示す如く、各車輪10FL,10FR,10RL,10RRの夫々の全制動トルクTaを減少させるよう要求全制動トルクTareqが設定される。そして、その各車輪10FL,10FR,10RL,10RRへの要求油圧制動トルクToreqをABS制御開始時点における値に固定し、要求全制動トルクTareqに応じて減少させた夫々のモータ31FL,31FR,31RL,31RRの要求モータトルクTmreqを設定する。
先ず、本実施例1のブレーキ・モータ統合ECU41は、左側前輪10FLがABS制御を実行中であるか否かを判断し(ステップST10)、ABS制御中でなければ、この判断を繰り返す。
一方、ABS制御中であれば、このブレーキ・モータ統合ECU41は、その要求全制動トルク設定手段41eにより、先に車体速度推定手段41dによって推定された推定車体速度の情報などを用いて左側前輪10FLの要求全制動トルクTareqを算出し(ステップST15)、ロック傾向検出手段41aの検出結果に基づいて左側前輪10FLがロック傾向にあるか否かを判定する(ステップST20)。その判定の際、このブレーキ・モータ統合ECU41においては、左側前輪10FLの車輪速度センサ51FLから検出された車輪速度と先に車体速度推定手段41dによって推定された推定車体速度とに基づいてスリップ率演算手段41cが左側前輪10FLのスリップ率Sを求め、このスリップ率Sを参考にして左側前輪10FLがロック傾向にあるか否かをロック傾向検出手段41aが判定する。
そして、このブレーキ・モータ統合ECU41は、そのステップST20にて肯定判定が為された場合、その実全制動トルク演算手段41hにより、このロック傾向検出時における上記ステップST15で求めた左側前輪10FLの要求全制動トルクTareq(最大全制動トルクTamax)を算出する(ステップST25)。本実施例1にあっては、その求めた最大全制動トルクTamaxをブレーキ・モータ統合ECU41の主記憶装置等に記憶させておく。この記憶された最大全制動トルクTamaxは、新たな最大全制動トルクTamaxが算出されるまで保持され、新たな最大全制動トルクTamaxが算出された後にこれと置き換えられる。
このブレーキ・モータ統合ECU41は、しかる後、又はそのステップST20にて否定判定が為された場合に、ロック解除傾向検出手段41bの検出結果に基づいて左側前輪10FLがロック解除傾向にあるか否かを判定する(ステップST30)。この判定の際にも、このブレーキ・モータ統合ECU41においては、スリップ率演算手段41cが上記の如くして左側前輪10FLのスリップ率Sを求め、このスリップ率Sを参考にして左側前輪10FLがロック解除傾向にあるか否かをロック解除傾向検出手段41bが判定する。
そして、このブレーキ・モータ統合ECU41は、そのステップST30にて肯定判定が為された場合、その実全制動トルク演算手段41hにより、このロック解除傾向検出時における上記ステップST15で求めた左側前輪10FLの要求全制動トルクTareq(最小全制動トルクTamin)を算出する(ステップST35)。本実施例1にあっては、その最小全制動トルクTaminを最大全制動トルクTamaxと同様にブレーキ・モータ統合ECU41の主記憶装置等に記憶させておく。この記憶された最小全制動トルクTaminは、新たな最小全制動トルクTaminが算出されるまで保持され、新たな最小全制動トルクTaminが算出された後にこれと置き換えられる。
このブレーキ・モータ統合ECU41は、しかる後、又はそのステップST30にて否定判定が為された場合に、左側前輪10FLのモータ31FLのモータトルク出力限界値Tmlimを算出する(ステップST40)。ここでは、モータ回生トルク出力限界値Tm1limとモータ力行トルク出力限界値Tm2limの双方が求められる。
続いて、このブレーキ・モータ統合ECU41は、主記憶装置等に左側前輪10FLの最小全制動トルクTaminに関する最新の情報の有無(換言すれば、先のステップST35にて最小全制動トルクTaminの情報が置き換えられたか否か)を判断する(ステップST45)。
そして、このブレーキ・モータ統合ECU41は、最新の最小全制動トルクTaminが存在していれば、その要求油圧制動トルク設定手段41fにより、上記ステップST25,ST35で夫々に求めた左側前輪10FLの最大全制動トルクTamaxと最小全制動トルクTaminを前述した式2に代入し、左側前輪10FLの暫定要求油圧制動トルクToproを算出する(ステップST50)。
一方、次のロック解除傾向が検出されるまで(即ち、新たな最小全制動トルクTaminが算出されるまで)は、上記ステップST45にて否定判定が為される。ここで、少なくとも一度本演算処理を最後まで行って要求油圧制動トルクToreqと要求モータトルクTmreqを設定した場合には、その要求油圧制動トルクToreqが要求油圧制動トルク既算値Toreqとして主記憶装置等に記憶させている。これが為、次に上記ステップST45にて肯定判定されるまでの間においては、要求油圧制動トルク設定手段41fが既に設定されている左側前輪10FLの要求油圧制動トルク既算値Toreqを左側前輪10FLの暫定要求油圧制動トルクToproとして設定する(ステップST55)。
そのステップST50又はステップST55を経た後、このブレーキ・モータ統合ECU41の要求モータトルク設定手段41gは、そのステップST50又はステップST55で求めた左側前輪10FLの暫定要求油圧制動トルクToproと上記ステップST15で求めた左側前輪10FLの要求全制動トルクTareqとを前述した式3に代入し、左側前輪10FLにおけるモータ31FLの暫定要求モータトルクTmproを算出する(ステップST60)。
続いて、このブレーキ・モータ統合ECU41は、左側前輪10FLの要求油圧制動トルクToreqと要求モータトルクTmreqの設定を行う(ステップST65)。以下に、本実施例1における要求油圧制動トルクToreqと要求モータトルクTmreqの設定動作について図4のフローチャートを用いて詳述する。
先ず、本実施例1のブレーキ・モータ統合ECU41は、上記ステップST60で求めた暫定要求モータトルクTmproが上記ステップST40で求めたモータ回生トルク出力限界値Tm1lim以上であるか否か判定する(ステップST110)。
ここで、そのステップST110にて否定判定が為された場合、次に、このブレーキ・モータ統合ECU41は、その暫定要求モータトルクTmproがステップST40で求めたモータ力行トルク出力限界値Tm2lim以下であるか否か判定する(ステップST115)。
そして、このステップST115にて否定判定が為された場合、このブレーキ・モータ統合ECU41の要求油圧制動トルク設定手段41fは、上記ステップST50又は上記ステップST55で設定した暫定要求油圧制動トルクToproを左側前輪10FLの要求油圧制動トルクToreqとして設定する(ステップST120)。更に、このブレーキ・モータ統合ECU41の要求モータトルク設定手段41gは、上記ステップST60で求めた暫定要求モータトルクTmproを左側前輪10FLの要求モータトルクTmreqとして設定する(ステップST125)。これにより、左側前輪10FLにおいては、要求油圧制動トルクToreqが最大全制動トルクTamaxと最小全制動トルクTaminの中間値に設定される。
一方、上記ステップST110にて肯定判定が為された場合、要求モータトルク設定手段41gは、モータ回生トルク出力限界値Tm1limを左側前輪10FLの要求モータトルクTmreqとして設定する(ステップST130)。また、上記ステップST115にて肯定判定が為された場合、その要求モータトルク設定手段41gは、モータ力行トルク出力限界値Tm2limを左側前輪10FLの要求モータトルクTmreqとして設定する(ステップST135)。
そして、要求油圧制動トルク設定手段41fは、そのステップST130又はステップST135で設定した要求モータトルクTmreqと上記ステップST15で求めた要求全制動トルクTareqを上述した式4に代入して要求油圧制動トルクToreqの算出を行う(ステップST140)。
このようにして左側前輪10FLの要求油圧制動トルクToreqと要求モータトルクTmreqの設定が行われた後、本実施例1のブレーキ・モータ統合ECU41は、後述する油圧ブレーキ異常判定フラグ「ON」が立てられているのか否かを判定する(ステップST70)。ここでは、その油圧ブレーキ異常判定フラグ「ON」が立てられていない(即ち、後述するような油圧制動トルク発生装置の制動性能が低下していない)ものとする。
従って、このブレーキ・モータ統合ECU41は、油圧制動トルク制御手段24とモータ制御手段32に対して、上記ステップST65で設定した要求油圧制動トルクToreqと要求モータトルクTmreqを夫々左側前輪10FLに発生させるよう指示する(ステップST75)。具体的に、このブレーキ・モータ統合ECU41は、下記の式5に基づいて左側前輪10FLの油圧制動手段21FLが要求油圧制動トルクToreqを発生させる為に必要な油圧Poを求めると共に、下記の式6に基づいて左側前輪10FLのモータ31FLが要求モータトルクTmreqを発生させる為に必要な電圧Vmを求め、その夫々を油圧制動トルク制御手段24とモータ制御手段32に対して指示する。その式5の「C1new-n{n=FL(FR,RL,RR)}」は、要求油圧制動トルクToreqを発生させるに要する油圧制動手段21FL,21FR,21RL,21RRの油圧Poを求める為の変換係数(以下、「油圧変換係数」という。)であり、油圧制動トルク発生装置固有の値として予め設定しておくことができる。また、その式6の「C2new-n{n=FL(FR,RL,RR)}」は、要求モータトルクTmreqを発生させるに要するモータ31FL,31FR,31RL,31RRへの電圧Vmを求める為の変換係数(以下、「電流変換係数」という。)であり、モータ31FL,31FR,31RL,31RR固有の値として予め設定しておくことができる。
これにより、その油圧制動トルク制御手段24は、ブレーキアクチュエータ23に対して左側前輪10FLにおける油圧制動手段21FLの油圧を調節させ、この油圧制動手段21FLからの油圧制動トルクToが要求油圧制動トルクToreqとなるように制御する。また、そのモータ制御手段32は、左側前輪10FLにおけるモータ31FLからのモータトルクTmが要求モータトルクTmreqとなるように制御する。
このブレーキ・モータ統合ECU41は、上述した演算処理と判定処理をABS制御実行中に繰り返す。そして、このブレーキ・モータ統合ECU41は、要求モータトルクTmreqがモータ回生トルク出力限界値Tm1limとモータ力行トルク出力限界値Tm2limとの間にある限り、新たな最大全制動トルクTamaxと最小全制動トルクTaminとの中間値に要求油圧制動トルクToreqを設定する。更に、このブレーキ・モータ統合ECU41は、新たな最大全制動トルクTamaxと最小全制動トルクTaminが求められるまでは要求油圧制動トルクToreqを先の算出値(先の最大全制動トルクTamaxと最小全制動トルクTaminとの中間値)のまま保持する。つまり、この制駆動力制御装置においては、新たな最大全制動トルクTamaxと最小全制動トルクTaminが求められるまでは、要求モータトルクTmreqがモータ回生トルク出力限界値Tm1limとモータ力行トルク出力限界値Tm2limとの間にある限り、図5に示す如く油圧制動トルクToを一定の値(先の最大全制動トルクTamaxと最小全制動トルクTaminとの中間値)に保ちながらモータトルクTmを増減させることによって全制動トルクTaを発生させる。そして、この制駆動力制御装置においては、新たな最大全制動トルクTamaxと最小全制動トルクTaminが得られたときに油圧制動トルクToを新たな値(新たな最大全制動トルクTamaxと最小全制動トルクTaminとの中間値)へと更新させる。
ここで、油圧制動トルクToの増減制御は、モータ31FL,31FR,31RL,31RRのモータトルクTmを増減制御する場合に比べて、そのトルク値の出力精度や応答性に劣る。これが為、要求油圧制動トルクToreqの更新を頻繁に実行することは好ましくない。
そこで、本実施例1の要求油圧制動トルク設定手段41fは、可能な限り要求油圧制動トルクToreqの更新処理を実行させないように構成する。具体的に、ここでは、その要求油圧制動トルクToreqの更新処理の要否を判断する閾値(以下、「要求油圧制動トルク更新判断閾値」という。)を設定し、これと後述する暫定要求モータトルクTmproとを比較させるよう要求油圧制動トルク設定手段41fを構成する。
その要求油圧制動トルク更新判断閾値としては、各モータ31FL,31FR,31RL,31RRの後述するモータトルク出力限界値Tmlim(モータ回生トルク出力限界値Tm1lim、モータ力行トルク出力限界値Tm2lim)に対して夫々に所定の余裕代(モータ余裕トルク)を持たせたモータトルクTmの値を用いる。この要求油圧制動トルク更新判断閾値Tmbは、モータトルク出力限界値Tmlimに対する所定の割合により求められた値として定めてもよく、モータトルク出力限界値Tmlimから所定の余裕代を減算した値として定めてもよい。
例えば、ここでは、図7に示す如く、モータ回生トルク出力限界値Tm1limから力行側へと所定の余裕代を持たせた値を回生側の要求油圧制動トルク更新判断閾値(以下、「回生側要求油圧制動トルク更新判断閾値」という。)Tm1bとして設定し、モータ力行トルク出力限界値Tm2limから回生側へと所定の余裕代を持たせた値を力行側の要求油圧制動トルク更新判断閾値(以下、「力行側要求油圧制動トルク更新判断閾値」という。)Tm2bとして設定する。ここでは、その回生側要求油圧制動トルク更新判断閾値Tm1bを正の値とし、力行側要求油圧制動トルク更新判断閾値Tm2bを負の値とし、夫々の絶対値が同一となるようにしている。
ここでは、暫定要求モータトルクTmproが回生側要求油圧制動トルク更新判断閾値Tm1bと力行側要求油圧制動トルク更新判断閾値Tm2bとの間にある限り、要求油圧制動トルクToreqを更新させずに先に式2から求めた中間値に保ち続けさせる。
一方、その暫定要求モータトルクTmproが回生側要求油圧制動トルク更新判断閾値Tm1b以上になった場合、又は力行側要求油圧制動トルク更新判断閾値Tm2b以下になった場合には、要求油圧制動トルクToreqを更新させる。これが為、この場合の要求油圧制動トルク設定手段41fは、そのような状況になった後、新たな最小全制動トルクTaminが算出された際に、主記憶装置等に記憶されている要求油圧制動トルク既算値Toreqを削除するよう構成しておく。
この場合の制駆動力制御装置は、上述した図3のフローチャートのステップST65における要求油圧制動トルクToreqと要求モータトルクTmreqの設定動作を以下の図6のフローチャートに示す如く変更したものである。
先ず、この場合のブレーキ・モータ統合ECU41は、その要求油圧制動トルク設定手段41fにより、左側前輪10FLのモータ31FLについての要求油圧制動トルク更新判断閾値Tmbを算出する(ステップST210)。ここでは、その要求油圧制動トルク更新判断閾値Tmbとして回生側要求油圧制動トルク更新判断閾値Tm1bと力行側要求油圧制動トルク更新判断閾値Tm2bとが求められる。
そして、その要求油圧制動トルク設定手段41fは、上記ステップST60で求めた暫定要求モータトルクTmproが上記ステップST210で求めた回生側要求油圧制動トルク更新判断閾値Tm1b以上であるか否か判定する(ステップST215)。
このステップST215にて否定判定が為された場合、次に、要求油圧制動トルク設定手段41fは、その暫定要求モータトルクTmproが上記ステップST210で求めた力行側要求油圧制動トルク更新判断閾値Tm2b以下であるか否か判定する(ステップST220)。
そして、このステップST220にて否定判定が為された場合、この要求油圧制動トルク設定手段41fは、主記憶装置等に左側前輪10FLの要求油圧制動トルク既算値Toreqが記憶されているか否か判定する(ステップST225)。
ここで、その要求油圧制動トルク既算値Toreqが存在していなければ、この要求油圧制動トルク設定手段41fは、上記ステップST50で求めた暫定要求油圧制動トルクToproを左側前輪10FLの要求油圧制動トルクToreqとして設定し(ステップST230)、更に、要求モータトルク設定手段41gは、上記ステップST60で求めた暫定要求モータトルクTmproを左側前輪10FLの要求モータトルクTmreqとして設定する(ステップST235)。これにより、図7に示す如く、左側前輪10FLの要求油圧制動トルクToreqが最大全制動トルクTamaxと最小全制動トルクTaminの中間値に設定される。ここでは、主記憶装置等に未だ要求油圧制動トルクToreqの情報(要求油圧制動トルク既算値Toreq)が存在していなければ、その新たに設定された要求油圧制動トルクToreqを要求油圧制動トルク既算値Toreqとして主記憶装置等に記憶させ、既に要求油圧制動トルクToreqの情報が存在していれば、その新たな要求油圧制動トルクToreqへと要求油圧制動トルク既算値Toreqを置き換える。
尚、その主記憶装置等に記憶された要求油圧制動トルク既算値Toreqは、上記ステップST215にて暫定要求モータトルクTmproが回生側要求油圧制動トルク更新判断閾値Tm1b以上になった場合、又は上記ステップST220にて力行側要求油圧制動トルク更新判断閾値Tm2b以下になった場合で、その後、新たな最小全制動トルクTaminが算出された際に要求油圧制動トルク設定手段41fに削除させるものとする。
一方、上記ステップST225にて要求油圧制動トルク既算値Toreqが存在していれば、要求油圧制動トルク設定手段41fは、その要求油圧制動トルク既算値Toreqを左側前輪10FLの要求油圧制動トルクToreqとして設定する(ステップST240)。そして、要求モータトルク設定手段41gは、その要求油圧制動トルクToreqとステップST15で求めた左側前輪10FLの要求全制動トルクTareqを下記の式7に代入して要求モータトルクTmreqの設定を行う(ステップST245)。これにより、図7に示す如く、新たな最小全制動トルクTaminが求められたとしても、要求油圧制動トルクToreqが前回から更新されない。
更に、上記ステップST215にて肯定判定が為された場合、要求油圧制動トルク設定手段41fは、暫定要求モータトルクTmproがモータ回生トルク出力限界値Tm1lim以上であるか否か判定する(ステップST250)。また、上記ステップST220にて肯定判定が為された場合、その要求油圧制動トルク設定手段41fは、その暫定要求モータトルクTmproがモータ力行トルク出力限界値Tm2lim以下であるか否か判定する(ステップST255)。
そして、この要求油圧制動トルク設定手段41fは、そのステップST250又はステップST255にて否定判定が為された場合に上記ステップST225へと進み、要求油圧制動トルク既算値Toreqの有無に応じて要求油圧制動トルクToreqを設定する。これにより、かかる場合には、モータトルクTmがモータ回生トルク出力限界値Tm1lim又はモータ力行トルク出力限界値Tm2limに達するまで、回生側要求油圧制動トルク更新判断閾値Tm1b又は力行側要求油圧制動トルク更新判断閾値Tm2bを超えて要求モータトルクTmreqが設定される。そして、かかる場合には、次に最小全制動トルクTaminが算出された際に、新たな最大全制動トルクTamaxと最小全制動トルクTaminの中間値に要求油圧制動トルクToreqが更新される。
ここで、上記ステップST250又はステップST255にて肯定判定が為された場合には、モータトルクTmを増減制御させるのみで要求全制動トルクTareqに対応しきれない。例えば、車輌が走行している路面の摩擦係数(路面μ)が変化すると、モータトルクTmがモータトルク出力限界値Tmlimに達してしまい、そのモータトルクTmを増減させるのみでは路面の摩擦係数の変化に伴い急変する要求全制動トルクTareqを発生させることができなくなってしまう。
そこで、かかる場合には、要求全制動トルクTareqの不足分又は余剰分について油圧制動トルクToを変化させることで対応させる。
具体的に、上記ステップST250にて肯定判定が為された場合、要求モータトルク設定手段41gは、モータ回生トルク出力限界値Tm1limを左側前輪10FLの要求モータトルクTmreqとして設定する(ステップST260)。また、上記ステップST255にて肯定判定が為された場合、その要求モータトルク設定手段41gは、モータ力行トルク出力限界値Tm2limを左側前輪10FLの要求モータトルクTmreqとして設定する(ステップST265)。
そして、要求油圧制動トルク設定手段41fは、そのステップST260又はステップST265で設定した左側前輪10FLの要求モータトルクTmreqとステップST15で求めた左側前輪10FLの要求全制動トルクTareqとを上述した式4に代入して要求油圧制動トルクToreqを算出する(ステップST270)。
このようにして左側前輪10FLの要求油圧制動トルクToreqと要求モータトルクTmreqの設定が行われた後、この場合のブレーキ・モータ統合ECU41は、上記と同様にステップST70へと進んで後述する油圧ブレーキ異常判定フラグ「ON」が立てられているのか否かの判定を行う。ここでも、その油圧ブレーキ異常判定フラグ「ON」が立てられていないものとする。
従って、ここでのブレーキ・モータ統合ECU41についても、上記ステップST75に進み、油圧制動トルク制御手段24とモータ制御手段32に対して上記ステップST65で設定した要求油圧制動トルクToreqと要求モータトルクTmreqを夫々左側前輪10FLに発生させるよう指示する。
この場合にも、ブレーキ・モータ統合ECU41は、上述した演算処理と判定処理をABS制御実行中に繰り返す。そして、このブレーキ・モータ統合ECU41は、要求モータトルクTmreqが回生側要求油圧制動トルク更新判断閾値Tm1bと力行側要求油圧制動トルク更新判断閾値Tm2bとの間にある限り、最大全制動トルクTamaxと最小全制動トルクTaminの中間値に要求油圧制動トルクToreqを設定し、新たな最大全制動トルクTamaxと最小全制動トルクTaminが求められたとしても要求油圧制動トルクToreqを更新させない。つまり、要求油圧制動トルクToreq(油圧制動トルクTo)は、上述したような所定の条件を満たさない限り図7に示す如く一定の値に保持される。
ところで、上述した油圧制動トルク発生装置は、定期的に部品交換などの必要な整備を行っていたとしても、必ずしも新品時又は交換直後の制動性能を長期に渡って常に維持し続けることができない。例えば、油圧制動トルクToは、ブレーキパッドなどの摩擦材の摩耗や油圧配管(通常はゴム材料により成形されている)などの構成部品の劣化が進むにつれて低下していく。つまり、この油圧制動トルク発生装置は、その構成部品が使用開始直後から消耗し始め、また、使用や経年変化などに伴い劣化するので、各車輪10FL,10FR,10RL,10RRに対して所期の(即ち、新品時又は交換直後に発生している)油圧制動トルクToを働かせることができない。更に、この油圧制動トルク発生装置においては、ブレーキパッドやブレーキロータの過熱によって油圧制動トルクToの急激な低下(所謂フェード現象)が起こり、また、ブレーキオイルの過熱や劣化によっても油圧制動トルクToの急激な低下(所謂ベーパーロック現象)が起こってしまう。
従って、このような理由による油圧制動トルクToの低下が起きているときには、図8に示す如く、要求油圧制動トルク設定手段41fにより設定された要求油圧制動トルクToreqに対して実際の油圧制動トルクToが低くなってしまい、その際にモータ31FL,31FR,31RL,31RRが力行状態で駆動されると、実際の油圧制動トルクToの絶対値がモータ力行トルクTmの絶対値よりも小さくなり、制動制御中の車輪10FL,10FR,10RL,10RRに駆動トルクが働いて加速スリップを発生させてしまう可能性がある。そして、これにより、車輌の減速度を著しく低下させてしまう虞がある。
そこで、本実施例1においては、そのような経年変化や異常を起因とした油圧制動トルク発生装置の制動性能の低下が起こっているか否かについて判定を行う制動装置異常判定手段41iをブレーキ・モータ統合ECU41に設ける。
尚、ここでは、各車輪10FL,10FR,10RL,10RRのモータ31FL,31FR,31RL,31RRに何らの不具合も生じていないものとしている。
ここで、車輌の制動力については、厳密に言えば、乗員や荷物の増減、路面勾配θRの変化などの影響を受ける。つまり、例えば、乗員や荷物の増加によって慣性が大きくなるので、車輌総重量(ここでは、車輌や油脂類のみならず、乗員や荷物なども含むものとする。)Mの増加に伴って制動距離が増える。また、路面勾配θRが大きくなるほどに重力の影響を受けて車輌の加速度が増加するので、路面勾配θRが大きくなるにつれて制動距離が増える。このようなことから、制動距離が増えたからといって直ぐに油圧制動トルク発生装置の制動性能が低下したと結論づけることは難しい。これが為、本実施例1の制動装置異常判定手段41iには、車輌総重量Mと路面勾配θRを考慮に入れて油圧制動トルク発生装置の制動性能の低下の有無の判定(油圧ブレーキ異常判定)を実行させる。
本実施例1においては、車輌総重量Mの推定を行う車輌総重量推定手段41jをブレーキ・モータ統合ECU41に設ける。油圧制動トルク発生装置の制動性能が低下している場合には、要求油圧制動トルクToreqに対する実際の油圧制動トルクToが低くなるので、その要求油圧制動トルクToreqに応じた車体減速度よりも実際の車体減速度が低くなる。これが為、車輌の減速中には正確な車輌総重量Mを求めることが出来ない可能性があるので、この車輌総重量推定手段41jには、車輌が加速しているときに車輌総重量Mの推定を行わせる。具体的に、ここでは、モータ31FL,31FR,31RL,31RRが力行状態で駆動しているときに車輌総重量(以下、「モータ加速時推定車輌総重量」という。)Mmを推定させる。
例えば、本実施例1の車輌総重量推定手段41jには、図9のフローチャートに示す如く、車輌が直進加速状態か否かを判断させ、直進加速状態のときにのみモータ加速時推定車輌総重量Mmの推定を行わせる。
ここでは、先ず、車体速度Vが所定値Aを超えているのか否かについて判断する(ステップST310)。その車体速度Vは、車体速度推定手段41dによって推定されたものであってもよく、また、車輌に搭載されているのであれば車速センサ(図示略)によって検出されたものであってもよい。また、その所定値Aは、車輌の加速状態を判断する為の1つの条件値であり、少なくとも「0km/h」よりも大きな値であればよい。尚、このステップST310にて否定判定が為された場合には、現状ではモータ加速時推定車輌総重量Mmを推定できないものと判断し、モータ加速時推定車輌総重量演算完了フラグ「OFF」を立てさせる(ステップST340)。
車輌総重量推定手段41jは、そのステップST310にて肯定判定された場合、次に、車輌が減速状態にあるのか否かをブレーキOFFか否かの情報に基づいて判断する(ステップST315)。例えば、かかる判断は、ブレーキペダル25の踏み込みによる位置(又は移動量)を検出可能なペダル位置検出センサ52の出力信号を利用して行う。このペダル位置検出センサ52は、例えば、運転者がブレーキペダル25を操作することによりブレーキON信号と共にペダル位置信号を出力し、ブレーキペダル25が操作されなければブレーキOFF信号を出力する。従って、この車輌総重量推定手段41jには、ブレーキON信号が検知されているとき(このステップST315にて否定判定されたとき)に車輌が減速状態にあると判断させ、本推定演算処理を一旦終了させる。尚、このステップST315にて肯定判定されたとしても定常走行している可能性を捨てることができないので、未だ車輌が加速中であるとは判断させない。
車輌総重量推定手段41jは、そのステップST315にて肯定判定された場合、次に、車輌が直進状態にあるのか旋回状態にあるのかを判断する(ステップST320)。ここでは、ステアリングホイール(図示略)の操舵角θSTが所定の範囲内にあるか否か(つまり、その操舵角θSTの絶対値が所定値Bよりも小さいか否か)を判断することによって、車輌が直進状態か旋回状態かの判断を行う。その操舵角θSTについて、例えば、ステアリングシャフト(図示略)上に設けた操舵角センサ53の検出信号から知ることができる。また、その所定値Bは、車輌の直進状態を判断する為の条件値であり、例えば、ステアリングホイールの遊び(操舵輪を転舵させない操舵角θSTの範囲)の上限値などを利用する。従って、この車輌総重量推定手段41jには、その操舵角θSTの絶対値が所定値B以上のときに車輌が旋回状態にあると判断させ、本推定演算処理を一旦終了させる。尚、このステップST320の判断は、操舵輪の転舵角に基づいて行わせてもよく、例えば、その転舵角が「0度」であれば直進状態と判断させ、その転舵角が「0度」よりも大きければ旋回状態と判断させる。
車輌総重量推定手段41jは、そのステップST320にて肯定判定された場合、次に、車輌が加速状態にあるのか否かを判断する(ステップST325)。ここでは、アクセルペダル(図示略)のアクセル開度θACが所定値Cよりも大きいか否かを判断することによって、車輌が加速状態か否かの判断を行う。そのアクセル開度θACについては、アクセルペダルに配備したアクセル開度センサ54の出力信号から知ることができる。このアクセル開度センサ54は、例えば、運転者がアクセルペダルを操作することによりアクセルON信号と共にペダル位置信号を出力し、アクセルペダルが操作されなければアクセルOFF信号を出力する。また、その所定値Cは、車輌の加速状態を判断する為の条件値であり、例えば、アクセルペダルの遊び(図示しないスロットルバルブを開弁させることのないアクセル開度θACの範囲)の上限値を設定する。従って、この車輌総重量推定手段41jには、そのアクセル開度θACが所定値C以下のときに車輌が定常走行状態にあると判断させ、本推定演算処理を一旦終了させる。尚、このステップST325の判断は、そのアクセル開度θACの変化を検知することによって行ってもよく、例えば、そのアクセル開度θACが増量方向への変化であれば車輌が加速状態にあると判断させ、そのアクセル開度θACが減量方向への変化であれば車輌が定常走行状態にあると判断させる。また、かかる判断は、スロットルバルブの開弁角度やこの開弁角度の変化に基づいて、アクセル開度θACのときと同様に行わせてもよい。
本実施例1の車輌総重量推定手段41jは、そのステップST325にて肯定判定された際に車輌が直進加速状態であると判断し、下記の式8を用いてモータ加速時推定車輌総重量Mmの演算を行って(ステップST330)、モータ加速時推定車輌総重量演算完了フラグ「ON」を立てる(ステップST335)。
ここで、この式8の「Tmreq-FL」,「Tmreq-FR」,「Tmreq-RL」及び「Tmreq-RR」は、要求モータトルク設定手段41gがアクセル開度θACやスロットルバルブの開弁角度(換言すれば、車輌への要求加速度)に基づいて算出した夫々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRに対しての要求モータトルク(ここでは、モータ力行トルク)である。また、この式8の「r」は、各車輪10FL,10FR,10RL,10RRのタイヤ半径を指す。ここでは、車輪10FL,10FR,10RL,10RRを同じサイズで統一するので1つの値「r」のみとしているが、異なるサイズの車輪10FL,10FR,10RL,10RRが車輌に装着されている場合には個別のタイヤ半径の情報を持たせておく。また、この式8の「Gcreal」は、実際の車体前後加速度(ここでは、車体加速度)を指す。従って、本実施例1の車輌には、車輌の前後加速度を検出可能な車体前後加速度センサ55を配備しておく。
ここで示したモータ加速時推定車輌総重量Mmの推定演算処理は、少なくともイグニッションON信号を検知した後に1度は実行させるようにする。ここでは、その推定精度を向上させる為に、上記の推定演算処理を複数回行い、夫々の平均値を最終的なモータ加速時推定車輌総重量Mmとして設定する。また、車輌がある程度長い時間停車している場合には、乗員の乗り降りや荷物の出し入れが行われている可能性がある。これが為、かかる場合を考慮し、停車時間が所定時間を超えたときには、車輌総重量推定手段41jが再びモータ加速時推定車輌総重量Mmの推定演算処理を実行させるように構成しておく。更に、ここで算出されたモータ加速時推定車輌総重量Mmの情報は、少なくともトルク補正係数Kn(n=FL,FR,RL,RR)の算出を終えるまでブレーキ・モータ統合ECU41の主記憶装置等に記憶させておく。
本実施例1の制動装置異常判定手段41iには、その車輌総重量推定手段41jによって推定されたモータ加速時推定車輌総重量Mmの情報を用い、更に走行中の路面勾配θRの大きさを考慮して、上述した経年変化や異常による油圧制動トルク発生装置の制動性能の低下が起こっているか否か判定させる。
具体的に、この制動装置異常判定手段41iには、車輌の目標制動力と実際の車輌の制動力との差が所定値を超えたときに機械制動トルク発生装置又はモータに異常ありと判定させる。例えば、本実施例1の制動装置異常判定手段41iには、図10のフローチャートに示す如く、車輌が直進減速状態か否かを判断させ、直進減速状態のときにのみ油圧ブレーキ異常判定を実行させる。
ここでは、先ず、モータ加速時推定車輌総重量演算完了フラグ「ON」が立っているか否かを判断する(ステップST410)。つまり、上述した車輌総重量推定手段41jによってモータ加速時推定車輌総重量Mmが求められているか否かについての判断を最初に行う。尚、このステップST410にて否定判定が為された場合には、現状では正確に油圧ブレーキ異常判定を行うことができないと判断し、油圧ブレーキ異常判定フラグ「OFF」を立てさせる(ステップST445)。
制動装置異常判定手段41iは、そのステップST410にて肯定判定された場合、車輌が加速状態にあるのか否かをアクセルOFFか否かの情報に基づいて判断する(ステップST415)。例えば、かかる判断は、上述したアクセル開度センサ54からの出力信号を利用して行う。つまり、運転者がアクセルペダルを操作すれば、アクセル開度センサ54からのアクセルON信号によって車輌が加速状態にあることが判る。従って、この制動装置異常判定手段41iには、アクセルOFF信号が検知されなければ車輌が加速状態にあると判断させ、本判定処理を一旦終了させる。
制動装置異常判定手段41iは、そのステップST415にて肯定判定された場合、次に、上述したモータ加速時推定車輌総重量Mmの推定演算処理時のステップST320と同様にして、車輌が直進状態にあるのか旋回状態にあるのかを判断する(ステップST420)。これが為、このステップST420にて否定判定(操舵角θSTの絶対値が所定値B以上であると判定)された場合には、車輌が旋回状態にあると判断して本判定処理を一旦終了する。
一方、この制動装置異常判定手段41iは、そのステップST420にて肯定判定された場合、次に、車輌が所定の減速状態にあるのか否かを判断する(ステップST425)。ここでは、例えば図3のステップST15で要求全制動トルク設定手段41eにより算出された要求全制動トルクTareqが所定値Dを超えているか否かを判断することによって、車輌が減速状態にあるのか否かの判断を行う。その所定値Dは、車輌の減速状態を判断する為の条件値である。ここで、ある程度大きな要求全制動トルクTareqが油圧制動トルク発生装置に求められていなければ、実際に油圧制動トルク発生装置の制動性能が低下しているのか、それとも誤差の範囲内であるのかを識別し難いので、この所定値Dは、かかる点を考慮に入れて設定することが好ましい。従って、この制動装置異常判定手段41iには、油圧ブレーキ異常判定を行うに必要な減速度(目標車体減速度Gcb-t)が車輌に要求されていなければ、このステップST425にて否定判定させて、本判定処理を一旦終了させる。
本実施例1の制動装置異常判定手段41iは、そのステップST425にて肯定判定された際に車輌が直進減速状態であると判断し、下記の式9を用いて目標車体減速度Gcb-tの算出を行う(ステップST430)。
ここで、この式9の「Tbreq-FL」,「Tbreq-FR」,「Tbreq-RL」及び「Tbreq-RR」は、上述した図3のステップST65にて設定された夫々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRに対しての要求油圧制動トルクである。また、この式9の「Tmreq-FL」,「Tmreq-FR」,「Tmreq-RL」及び「Tmreq-RR」は、そのステップST65にて設定された夫々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRに対しての要求モータトルク(ここでは、モータ回生トルク)である。また、この式9の「g」は、重力加速度である。本実施例1においては、この式9の「g・sinθR」によって走行中の路面勾配θRを考慮に入れた油圧ブレーキ異常判定が行われる。尚、その「g・sinθR」は、下記の式10のように、車体前後加速度センサ55により検出された実際の車体前後加速度Gcrealと、車体速度推定手段41dが推定した車体速度に基づき算出された(つまり、車輪速度に基づいて算出された)車体前後加速度Gcspeedと、の差によって求めることができる。
本実施例1の制動装置異常判定手段41iは、目標車体減速度Gcb-tを求めた後、この目標車体減速度Gcb-tと上記の車体速度に基づいた車体前後加速度Gcspeedとの差の絶対値が所定値Eよりも大きくなっているか否かを判断する(ステップST435)。つまり、その差が所定以上乖離していれば油圧制動トルク発生装置に上述した経年変化や異常による制動性能の低下が起こっていると判断できるので、制動装置異常判定手段41iには、このステップST435の判断を行わせる。その所定値Eについては、例えば、油圧制動トルク発生装置の制動性能を低下させた状態と正常状態とに分けて制動実験や制動シミュレーションを行い、その結果から正常状態と異常状態の境界を求めて設定する。
従って、この制動装置異常判定手段41iには、このステップST435にて否定判定されたときに本判定処理を一旦終了させる。一方、この制動装置異常判定手段41iは、このステップST435にて肯定判定されたときに油圧制動トルク発生装置に上述した経年変化や異常による制動性能の低下が起きていると判断し、油圧ブレーキ異常判定フラグ「ON」を立てる(ステップST440)。
このステップST440にて油圧ブレーキ異常判定フラグ「ON」が立てられたときには、各車輪10FL,10FR,10RL,10RRの内の少なくとも1本において制動性能の低下が起こっている。これが為、その制動性能の低下が起きている車輪10FL,10FR,10RL,10RRにおいては、実際の油圧制動トルクToが要求油圧制動トルクToreqよりも小さくなるので、実際の全制動トルクTaが要求全制動トルクTareqよりも低くなってしまう。そして、この場合には、各車輪10FL,10FR,10RL,10RRの内の少なくとも一輪と残りの車輪の夫々の全制動トルクTaを車輌の目標制動力と実際の車輌の制動力とが一致するように設定し、その各全制動トルクTa間の相対関係に基づいて要求油圧制動トルクToreq又は要求モータトルクTmreqの補正を行わせる。例えば、後述するパターン制動を行い、その結果に基づいて、その小さくなった分の制動トルク(Toreq−To)を制動性能の低下が起きている車輪10FL,10FR,10RL,10RRの油圧制動手段21FL,21FR,21RL,21RR又はモータ31FL,31FR,31RL,31RRに補填させればよい。
そこで、本実施例1においては、その油圧制動手段21FL,21FR,21RL,21RR又はモータ31FL,31FR,31RL,31RRに対しての制動トルクの補正値を求めるトルク補正値演算手段41kをブレーキ・モータ統合ECU41に設ける。ここでは、要求油圧制動トルクToreq又は要求モータトルクTmreqを制動性能の低下に応じて補正する為のトルク補正係数Kn(n=FL,FR,RL,RR)をトルク補正値として求めさせる。
ここで、本実施例1の制動装置異常判定手段41iは、上記のようにして油圧制動トルク発生装置の制動性能の低下の有無を判断することはできるが、その制動性能の低下がどの車輪10FL,10FR,10RL,10RRにおいて起きているのかについては把握することができない。つまり、上記ステップST440にて油圧ブレーキ異常判定フラグ「ON」が立てられたときには、各車輪10FL,10FR,10RL,10RRの内の少なくとも1本において制動性能の低下が起こっているのだが、どの車輪10FL,10FR,10RL,10RRの制動性能が低下しているのかを特定できない。これが為、トルク補正値演算手段41kには、全ての車輪10FL,10FR,10RL,10RRについてのトルク補正係数Kn(n=FL,FR,RL,RR)を算出させるようにする。例えば、そのトルク補正係数Knが要求油圧制動トルクToreq又は要求モータトルクTmreqに対しての加減値であれば、そのトルク補正係数Knは、制動性能の低下が起きている車輪10FL,10FR,10RL,10RRにおいて「0」以外の数値となり、制動性能の低下が起きていない車輪10FL,10FR,10RL,10RRにおいて「0」となる。また、そのトルク補正係数Knが要求油圧制動トルクToreq又は要求モータトルクTmreqに対しての乗算値又は除算値であれば、そのトルク補正係数Knは、制動性能の低下が起きている車輪10FL,10FR,10RL,10RRにおいて「1」以外の数値となり、制動性能の低下が起きていない車輪10FL,10FR,10RL,10RRにおいて「1」となる。
本実施例1においては、全ての車輪10FL,10FR,10RL,10RRのトルク補正係数Kn(n=FL,FR,RL,RR)を算出させる為に、所定の様々な条件下における制動状態(ここでは、第1から第4のパターン制動)を実際に作り出す。そして、本実施例1のトルク補正値演算手段41kには、その各制動状態においての要求値や検出値を下記の式11から式22の関係式に当てはめて、夫々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRのトルク補正係数Kn(n=FL,FR,RL,RR)を求めさせる。従って、本実施例1のブレーキ・モータ統合ECU41には、その様々な条件下における制動状態を実際に作り出すパターン制動実行手段41lを設ける。
本実施例1のパターン制動実行手段41lには、全ての車輪10FL,10FR,10RL,10RRを油圧制動トルクToのみで制動させるパターン制動と、車輪10FL,10FR,10RL,10RR毎に油圧制動トルクToとモータトルクTmの出力配分を変化させたパターン制動と、を実行させる。また、このパターン制動実行手段41lには、パターン制動を行う際に、前輪10FL,10FRと後輪10RL,10RRの総制動力の配分比(以下、「前後制動力配分比」という。)kpが一定になるようにさせ、更に、左側前輪10FLと右側前輪10FRの総制動力及び左側後輪10RLと右側後輪10RRの総制動力が各々一定になるようにさせる。以下に、その第1から第4のパターン制動と夫々のパターン制動における関係式とについて説明する。以下においては、トルク補正係数Kn(n=FL,FR,RL,RR)が要求油圧制動トルクToreqを補正するものとして例示する。
先ず、第1パターン制動とは、上記の全ての車輪10FL,10FR,10RL,10RRを油圧制動トルクToのみで制動させる制動パターンのことである。ここでは、油圧制動トルク発生装置の制動性能の低下に対応させた最適なトルク補正係数Kn(n=FL,FR,RL,RR)で補正して第1パターン制動を実行することによって、この第1パターン制動実行時に運転者や車輌から要求された目標車体減速度Gcb-tが実際に車輌に発生するように下記の式11から式13の関係式を成立させる。その式11は、上記の最適なトルク補正係数Kn(n=FL,FR,RL,RR)で補正して第1パターン制動を実行させた際の目標車体減速度Gcb-t(左項)と、その際に車体前後加速度センサ55により検出された実際の車体前後加速度Gc1realと、を一致させる関係式である。この式11においても、モータ加速時推定車輌総重量Mmと走行中の路面勾配θRを考慮に入れている。また、その式12は、上述した前後制動力配分比kpを一定にし、且つ、左側前輪10FLと右側前輪10FRの総制動力及び左側後輪10RLと右側後輪10RRの総制動力を各々一定にしていることを表した関係式である。
本実施例1のパターン制動実行手段41lには、この第1パターン制動実行時における夫々の車輪10FR,10RL,10RRへの要求油圧制動トルクTb1req-FL,Tb1req-FR,Tb1req-RL,Tb1req-RRと、この第1パターン制動実行中に車体前後加速度センサ55により検出された実際の車体前後加速度Gc1realと、を少なくともトルク補正係数Kn(n=FL,FR,RL,RR)の算出を終えるまでブレーキ・モータ統合ECU41の主記憶装置等に記憶させておく。
続いて、第2パターン制動とは、左側前輪10FLのみを油圧制動トルクToとモータトルクTmとで制動させ、残りの車輪10FR,10RL,10RRを油圧制動トルクToのみで制動させる制動パターンのことである。ここでも、油圧制動トルク発生装置の制動性能の低下に対応させた最適なトルク補正係数Kn(n=FL,FR,RL,RR)で補正して第2パターン制動を実行することによって、この第2パターン制動実行時に運転者や車輌から要求された目標車体減速度Gcb-tが実際に車輌に発生するように下記の式14から式16の関係式を成立させる。その式14は、上記の最適なトルク補正係数Kn(n=FL,FR,RL,RR)で補正して第2パターン制動を実行させた際の目標車体減速度Gcb-t(左項)と、その際に車体前後加速度センサ55により検出された実際の車体前後加速度Gc2realと、を一致させる関係式である。この式14においても、モータ加速時推定車輌総重量Mmと走行中の路面勾配θRを考慮に入れている。また、その式15は、上述した前後制動力配分比kpを一定にし、且つ、左側前輪10FLと右側前輪10FRの総制動力及び左側後輪10RLと右側後輪10RRの総制動力を各々一定にしていることを表した関係式である。
本実施例1のパターン制動実行手段41lには、この第2パターン制動実行時における夫々の車輪10FR,10RL,10RRへの要求油圧制動トルクTb2req-FL,Tb2req-FR,Tb2req-RL,Tb2req-RRと、この第2パターン制動実行時における左側前輪10FLのモータ31FLへの要求モータトルクTm2req-FLと、この第2パターン制動実行中に車体前後加速度センサ55により検出された実際の車体前後加速度Gc2realと、を少なくともトルク補正係数Kn(n=FL,FR,RL,RR)の算出を終えるまでブレーキ・モータ統合ECU41の主記憶装置等に記憶させておく。
続いて、第3パターン制動とは、右側前輪10FRのみを油圧制動トルクToとモータトルクTmとで制動させ、残りの車輪10FL,10RL,10RRを油圧制動トルクToのみで制動させる制動パターンのことである。ここでも、油圧制動トルク発生装置の制動性能の低下に対応させた最適なトルク補正係数Kn(n=FL,FR,RL,RR)で補正して第3パターン制動を実行することによって、この第3パターン制動実行時に運転者や車輌から要求された目標車体減速度Gcb-tが実際に車輌に発生するように下記の式17から式19の関係式を成立させる。その式17は、上記の最適なトルク補正係数Kn(n=FL,FR,RL,RR)で補正して第3パターン制動を実行させた際の目標車体減速度Gcb-t(左項)と、その際に車体前後加速度センサ55により検出された実際の車体前後加速度Gc3realと、を一致させる関係式である。この式17においても、モータ加速時推定車輌総重量Mmと走行中の路面勾配θRを考慮に入れている。また、その式18は、上述した前後制動力配分比kpを一定にし、且つ、左側前輪10FLと右側前輪10FRの総制動力及び左側後輪10RLと右側後輪10RRの総制動力を各々一定にしていることを表した関係式である。
本実施例1のパターン制動実行手段41lには、この第3パターン制動実行時における夫々の車輪10FR,10RL,10RRへの要求油圧制動トルクTb3req-FL,Tb3req-FR,Tb3req-RL,Tb3req-RRと、この第3パターン制動実行時における右側前輪10FRのモータ31FRへの要求モータトルクTm3req-FRと、この第3パターン制動実行中に車体前後加速度センサ55により検出された実際の車体前後加速度Gc3realと、を少なくともトルク補正係数Kn(n=FL,FR,RL,RR)の算出を終えるまでブレーキ・モータ統合ECU41の主記憶装置等に記憶させておく。
続いて、第4パターン制動とは、左側後輪10RLのみを油圧制動トルクToとモータトルクTmとで制動させ、残りの車輪10FL,10FR,10RRを油圧制動トルクToのみで制動させる制動パターンのことである。ここでも、油圧制動トルク発生装置の制動性能の低下に対応させた最適なトルク補正係数Kn(n=FL,FR,RL,RR)で補正して第4パターン制動を実行することによって、この第4パターン制動実行時に運転者や車輌から要求された目標車体減速度Gcb-tが実際に車輌に発生するように下記の式20から式22の関係式を成立させる。その式21は、上記の最適なトルク補正係数Kn(n=FL,FR,RL,RR)で補正して第4パターン制動を実行させた際の目標車体減速度Gcb-t(左項)と、その際に車体前後加速度センサ55により検出された実際の車体前後加速度Gc4realと、を一致させる関係式である。この式21においても、モータ加速時推定車輌総重量Mmと走行中の路面勾配θRを考慮に入れている。また、その式22は、上述した前後制動力配分比kpを一定にし、且つ、左側前輪10FLと右側前輪10FRの総制動力及び左側後輪10RLと右側後輪10RRの総制動力を各々一定にしていることを表した関係式である。
本実施例1のパターン制動実行手段41lには、この第4パターン制動実行時における夫々の車輪10FR,10RL,10RRへの要求油圧制動トルクTb4req-FL,Tb4req-FR,Tb4req-RL,Tb4req-RRと、この第4パターン制動実行時における左側後輪10RLのモータ31RLへの要求モータトルクTm4req-RLと、この第4パターン制動実行中に車体前後加速度センサ55により検出された実際の車体前後加速度Gc4realと、を少なくともトルク補正係数Kn(n=FL,FR,RL,RR)の算出を終えるまでブレーキ・モータ統合ECU41の主記憶装置等に記憶させておく。
尚、その第2,第3又は第4のパターン制動の内の何れか1つに替えて、右側後輪10RRのみを油圧制動トルクToとモータトルクTmとで制動させ、残りの車輪10FL,10FR,10RLを油圧制動トルクToのみで制動させるパターン制動を実行してもよい。
本実施例1のトルク補正値演算手段41kは、その第1から第4のパターン制動の実行時に主記憶装置等へと記憶させられた上記の各種情報などと、上述した式11から式22により求めた下記の式23から式26と、を用いてトルク補正係数Kn(n=FL,FR,RL,RR)の算出を行う。
ここで、本実施例1のパターン制動実行手段41lには、図11のフローチャートに示す如く、車輌が直進減速状態か否かを判断させ、直進減速状態のときにのみ第1から第4のパターン制動を実行させる。そして、本実施例1においては、その第1から第4のパターン制動を全て実行し終えた後でトルク補正値演算手段41kにトルク補正係数Kn(n=FL,FR,RL,RR)を算出させる。
ここでは、先ず、パターン制動実行手段41lにより油圧ブレーキ異常判定フラグ「ON」が立っているか否かを判断する(ステップST510)。つまり、パターン制動実行手段41lによるパターン制動やトルク補正値演算手段41kによる演算処理は油圧制動トルク発生装置の制動性能が低下していると判断されたときにのみ実行すればよいので、ここでは、最初にこの判断を行う。従って、パターン制動実行手段41lは、このステップST510にて否定判定が為された場合、本処理を一旦終了する。
一方、パターン制動実行手段41lは、そのステップST510にて肯定判定された場合、次に、車輌が減速状態にあるのか否かをブレーキONか否かの情報に基づいて判断する(ステップST515)。例えば、かかる判断は、上述したペダル位置検出センサ52の出力信号を利用して行う。パターン制動については、車輌が減速状態にないときに行うと無用な減速により運転者が違和感を覚える。従って、このステップST515にて否定判定されて車輌が減速状態にないことが判ったときには、本処理を一旦終了させる。
パターン制動実行手段41lは、そのステップST515にて肯定判定された場合、次に、上述したモータ加速時推定車輌総重量Mmの推定演算処理時のステップST320と同様にして、車輌が直進状態にあるのか旋回状態にあるのかを判断する(ステップST520)。これが為、このステップST520にて否定判定(操舵角θSTの絶対値が所定値B以上であると判定)された場合には、車輌が旋回状態にあると判断して本処理を一旦終了する。
一方、このパターン制動実行手段41lは、そのステップST520にて肯定判定された場合、次に、上述した油圧ブレーキ異常判定時のステップST425と同様にして、車輌が所定の減速状態にあるのか否かを判断する(ステップST525)。これが為、このステップST525にて否定判定(要求全制動トルクTareqが所定値D以下であると判定)された場合には、パターン制動を行うに必要な減速度(目標車体減速度Gcb-t)が車輌に要求されていないと判断して本処理を一旦終了する。
本実施例1のパターン制動実行手段41lは、そのステップST425にて肯定判定された際に車輌が直進減速状態であると判断し、未だ実行されていないパターン制動で制動動作を行わせる。
ここでは、最初に上述した第1パターン制動が実行済であるのか否かについて判断し(ステップST530)、これが実行されていなければ第1パターン制動で車輌を制動させる(ステップST535)。パターン制動実行手段41lは、第1パターン制動での制動動作を終えた際、この第1パターン制動実行時における夫々の車輪10FR,10RL,10RRへの要求油圧制動トルクTb1req-FL,Tb1req-FR,Tb1req-RL,Tb1req-RR及び車体前後加速度センサ55により検出された実際の車体前後加速度Gc1realをブレーキ・モータ統合ECU41の主記憶装置等に記憶させておく。そして、上記ステップST510〜ST525にて再び車輌が直進減速状態にあるか否かの判断を行う。
一方、パターン制動実行手段41lは、第1パターン制動を実施済であれば(即ち、車輌が直進減速状態にあると判断された後、上記ステップST530にて肯定判定された場合)、次に、上述した第2パターン制動が実行済であるのか否かについて判断し(ステップST540)、これが実行されていなければ第2パターン制動で車輌を制動させる(ステップST545)。このパターン制動実行手段41lは、第2パターン制動での制動動作を終えた際、この第2パターン制動実行時における夫々の車輪10FR,10RL,10RRへの要求油圧制動トルクTb2req-FL,Tb2req-FR,Tb2req-RL,Tb2req-RR、左側前輪10FLのモータ31FLへの要求モータトルクTm2req-FL及び車体前後加速度センサ55により検出された実際の車体前後加速度Gc2realをブレーキ・モータ統合ECU41の主記憶装置等に記憶させておく。そして、上記ステップST510〜ST525にて再び車輌が直進減速状態にあるか否かの判断を行う。
また、パターン制動実行手段41lは、第2パターン制動まで実施済であれば(即ち、車輌が直進減速状態にあると判断された後、上記ステップST530,ST540にて肯定判定された場合)、次に、上述した第3パターン制動が実行済であるのか否かについて判断し(ステップST550)、これが実行されていなければ第3パターン制動で車輌を制動させる(ステップST555)。このパターン制動実行手段41lは、第3パターン制動での制動動作を終えた際、この第3パターン制動実行時における夫々の車輪10FR,10RL,10RRへの要求油圧制動トルクTb3req-FL,Tb3req-FR,Tb3req-RL,Tb3req-RR、右側前輪10FRのモータ31FRへの要求モータトルクTm3req-FR及び車体前後加速度センサ55により検出された実際の車体前後加速度Gc3realをブレーキ・モータ統合ECU41の主記憶装置等に記憶させておく。そして、上記ステップST510〜ST525にて再び車輌が直進減速状態にあるか否かの判断を行う。
続いて、パターン制動実行手段41lは、第3パターン制動まで実施済であれば(即ち、車輌が直進減速状態にあると判断された後、上記ステップST530,ST540,ST550にて肯定判定された場合)、次に、上述した第4パターン制動が実行済であるのか否かについて判断し(ステップST560)、これが実行されていなければ第4パターン制動で車輌を制動させる(ステップST565)。このパターン制動実行手段41lは、第4パターン制動での制動動作を終えた際、この第4パターン制動実行時における夫々の車輪10FR,10RL,10RRへの要求油圧制動トルクTb4req-FL,Tb4req-FR,Tb4req-RL,Tb4req-RR、左側後輪10RLのモータ31RLへの要求モータトルクTm4req-RL及び車体前後加速度センサ55により検出された実際の車体前後加速度Gc4realをブレーキ・モータ統合ECU41の主記憶装置等に記憶させておく。
本実施例1のトルク補正値演算手段41kは、上記の如くして第1から第4のパターン制動を終えた後、上記ステップST535,ST545,ST555,ST565にて各々主記憶装置等に記憶された各種情報と、タイヤ半径rと、モータ加速時推定車輌総重量Mmと、前後制動力配分比kpと、を適宜上記式23〜式26に代入し、夫々にトルク補正係数Kn(n=FL,FR,RL,RR)を算出する(ステップST570)。
このように、本実施例1においては、車輌が直進減速状態になければパターン制動を実行させないので、油圧ブレーキ異常判定フラグ「ON」が立てられたからといって直ぐにトルク補正係数Kn(n=FL,FR,RL,RR)の演算が行われるわけではない。従って、ABS制御中に油圧ブレーキ異常判定フラグ「ON」が立っている場合(即ち、図3のステップST70にて肯定判定された場合)であっても、その時までにトルク補正係数Kn(n=FL,FR,RL,RR)が算出されていなければ、運転者や車輌の要求に応じた適切な制動力を車輌に働かせることができない。
そこで、本実施例1のブレーキ・モータ統合ECU41には、図3のステップST70にて肯定判定された場合に、図12のフローチャートに示す如く、トルク補正係数Kn(n=FL,FR,RL,RR)が算出済か否かを判定させる(ステップST610)。この図12の説明においても左側前輪10FLの場合を代表して例示する。ここで否定判定されて未だトルク補正係数Kn(n=FL,FR,RL,RR)が算出されていないことが判った場合、このブレーキ・モータ統合ECU41には、そのトルク補正係数Kn(n=FL,FR,RL,RR)が算出されるまで以下のようにして加速スリップの発生を抑えることの可能な要求油圧制動トルクToreqと要求モータトルクTmreqを設定させる。
ここで、その加速スリップの発生する可能性の有無については、制動要求時における車輪10FL,10FR,10RL,10RRのモータ31FL,31FR,31RL,31RRの駆動状態(回生状態であるのか力行状態であるのか)と、その車輪10FL,10FR,10RL,10RRの制動時におけるスリップ率Sと、に基づいて判断することができる。つまり、図8に示す如く、制動要求時に車輪10FL,10FR,10RL,10RRのモータ31FL,31FR,31RL,31RRが力行状態で駆動しており、且つ、その力行状態で駆動している車輪10FL,10FR,10RL,10RRが減速スリップ状態から加速スリップ状態へと移り変わるときには、その車輪10FL,10FR,10RL,10RRが余剰分のモータ力行トルクTmによって加速スリップを発生させてしまう可能性があると判断できるので、本実施例1のブレーキ・モータ統合ECU41にかかる判断を実行させる。
モータ31FL,31FR,31RL,31RRが力行状態であるか否かについては、要求モータトルク設定手段41gの算出した暫定要求モータトルクTmproがモータ力行トルクであるのか否かによって判断することができる。また、ABS制御中に車輪10FL,10FR,10RL,10RRが減速スリップ状態から加速スリップ状態へと移り変わるときとは、換言すれば、ABS制御中に車輪10FL,10FR,10RL,10RRの減速スリップが収束しつつあるときに車輪速度が車体速度を超えてしまうときのことであり、そのときのスリップ率を閾値(所定値S0)にしてABS制御中のスリップ率Sと比較することで判断できる。つまり、ABS制御中における減速時のスリップ率Sが所定値S0以下のときには、車輪10FL,10FR,10RL,10RRが減速スリップ状態から加速スリップ状態に移行するときであるとの判断が可能になる。ここでは、その所定値S0として車輪速度と車体速度が一致したときのスリップ率(0%)を設定する。
一方、上記の如き加速スリップの発生を抑える為には、その発生の可能性がある車輪10FL,10FR,10RL,10RRのモータ31FL,31FR,31RL,31RRのモータトルク(モータ力行トルク)Tmを回生制動力の増加方向へと増加させることが有効である。これが為、そのような加速スリップの発生する可能性がある場合には、加速スリップ抑制対象のモータ31FL,31FR,31RL,31RRの要求モータトルクTmreqをこの時点(図13に示す如く加速スリップ抑制制御実行時)でのモータ力行トルクよりも回生制動力の増加方向に増加させ、この増加された要求モータトルクTmreqを基準にして上記の式4から要求油圧制動トルクToreqを求めさせるようにする。本実施例1の要求油圧制動トルク設定手段41fと要求モータトルク設定手段41gは、かかる場合にそのような要求油圧制動トルクToreqと要求モータトルクTmreqとが各々算出されるように構成する。
例えば、その加速スリップ抑制対象のモータ31FL,31FR,31RL,31RRの要求モータトルクTmreqは、「0」又は回生側に設定する。ここでは、上記式3で求めた暫定要求モータトルク(モータ力行トルク)Tmproを回生制動力の増加方向に増加させ、この増加された暫定要求モータトルクTmproを要求モータトルクTmreqとして設定させる。
従って、上記ステップST610にて否定判定された場合、ブレーキ・モータ統合ECU41は、左側前輪10FLの現時点での制動時のスリップ率Sをスリップ率演算手段41cに求めさせ、そのスリップ率Sが前述した所定値S0以下であるのか否かについて判定する(ステップST615)。ここで肯定判定されて左側前輪10FLが減速スリップ状態から加速スリップ状態へと移り変わる可能性ありと判断された場合、このブレーキ・モータ統合ECU41は、上記図3のステップST65にて設定された要求モータトルクTmreqがモータ力行トルクであるのか否かについて判定する(ステップST620)。
続いて、そのステップST620にて肯定判定されて左側前輪10FLのモータ31FLが力行状態にあることが判ったときには、この左側前輪10FLに対して加速スリップ抑制制御を行う。従って、このときの要求モータトルク設定手段41gは、その要求モータトルク(モータ力行トルク)Tmreqを「0」又はモータ回生トルクとなるように増加させた補正要求モータトルクTmreq-cを求め(ステップST625)、これを要求モータトルクTmreqとして設定し直す(ステップST630)。そして、要求油圧制動トルク設定手段41fは、その左側前輪10FLの要求モータトルクTmreqと上記図3のステップST15で求めた左側前輪10FLの要求全制動トルクTareqとを上述した式4に代入して要求油圧制動トルクToreqを設定する(ステップST635)。ここでは、図13に示す如く要求モータトルクTmreqを「0」に設定しているので、要求油圧制動トルクToreqが要求全制動トルクTareqと同じ値に設定される。
しかる後、このブレーキ・モータ統合ECU41は、上記図3のステップST75に進んで油圧制動トルク制御手段24とモータ制御手段32に対して指示を行い、その改めて設定された要求油圧制動トルクToreqと要求モータトルクTmreqを左側前輪10FLにおける油圧制動手段21FLとモータ31FLから発生させるようにする。
これにより、左側前輪10FLにおいては、要求全制動トルクTareqを変更することなくモータ31FLの力行状態を解消させることができるので、加速スリップ、厳密には減速スリップから加速スリップへの移行が防がれる。そして、かかる加速スリップ抑制制御はその必要性があれば全ての車輪10FL,10FR,10RL,10RRに対して実行されるので、本実施例1の制駆動力制御装置は、トルク補正係数Kn(n=FL,FR,RL,RR)が算出されるまでの間において、夫々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRに適切な全制動トルクTaを働かせることができる。従って、この本実施例1の制駆動力制御装置は、制動時における車輌の減速度の低下を抑えることができる。
このような加速スリップ抑制制御を実行した後、トルク補正係数Kn(n=FL,FR,RL,RR)が算出されるまで又は上述した要求油圧制動トルクToreqの更新時期(新たな最小全制動トルクTaminが算出されたとき、図6のフローチャートにおいては更に暫定要求モータトルクTmproが回生側要求油圧制動トルク更新判断閾値Tm1bと力行側要求油圧制動トルク更新判断閾値Tm2bとの間にあるとき)が来るまでは、そのステップST635で設定した加速スリップ抑制制御実行時の要求油圧制動トルクToreqを保持しながら要求モータトルクTmreqを増減制御して、要求全制動トルクTareqを発生させるようにする。従って、加速スリップ抑制制御の実行後においても、トルク補正係数Kn(n=FL,FR,RL,RR)が算出されるまでは、制動中における車輌の減速度の低下を防ぐことができる。
尚、上記ステップST615又はステップST620にて否定判定された場合には、上記ステップST75に進んで上記ステップST65にて設定された要求油圧制動トルクToreqと要求モータトルクTmreqをそのまま発生させるような指示を行う。ここではブレーキパッドに摩耗などが生じて本来の油圧制動トルクToを発生させることができなくなっているので、図13に示す如く実際の油圧制動トルクToが本来の要求油圧制動トルクToreqよりも低くなっている。
このようにして加速スリップ抑制制御を実行し、その後トルク補正係数Kn(n=FL,FR,RL,RR)が算出された場合(即ち、上記ステップST610にて肯定判定された場合)、本実施例1の要求油圧制動トルク設定手段41fは、左側前輪10FLのトルク補正係数KFLを用いて下記の式27のように左側前輪10FLの油圧変換係数C1new-FLを補正する(ステップST640)。尚、便宜上、この式27においては、補正前の既存の油圧変換係数を「C1old-n(n=FL,FR,RL,RR)」と表す一方、補正後の新たな油圧変換係数を「C1new-n(n=FL,FR,RL,RR)」と表す。
そして、ブレーキ・モータ統合ECU41は、上記ステップST75に進んで油圧制動トルク制御手段24とモータ制御手段32に対して指示を行う。その際、油圧制動トルク制御手段24に対しては、上記ステップST65で設定した要求油圧制動トルクToreqと上記ステップST640にて補正した新たな油圧変換係数C1new-FLを上記式5に代入し、これにより得られた油圧Poを左側前輪10FLの油圧制動手段21FLに発生させるよう指示する。
これにより、左側前輪10FLにおいては、油圧制動トルク発生装置の制動性能の低下に伴う不足分を補った油圧制動トルクTo(=補正前の要求油圧制動トルクToreq)が実際に働くので、要求全制動トルクTareqが発生するようになり、モータ31FLが力行状態で駆動していても加速スリップの発生を抑えることができる。このような油圧制動トルクToの不足分の補填は必要があれば全ての車輪10FL,10FR,10RL,10RRに対して実行されるので、本実施例1の制駆動力制御装置は、夫々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRに対して要求全制動トルクTareqに応じた適切な全制動トルクTaを働かせることができる。従って、この本実施例1の制駆動力制御装置は、ここでも制動時における車輌の減速度の低下を抑えることができる。
尚、ここでは油圧変換係数C1new-n(n=FL,FR,RL,RR)を補正することによって要求油圧制動トルクToreqの補正を行っているが、これとは逆に、電流変換係数C2new-n(n=FL,FR,RL,RR)を補正して、これにより要求モータトルクTmreqが補正されるように構成してもよい。この場合、下記の式28を用いて電流変換係数C2new-n(n=FL,FR,RL,RR)の補正を行わせる。便宜上、この式28においては、補正前の既存の電流変換係数を「C2old-n(n=FL,FR,RL,RR)」と表す一方、補正後の新たな電流変換係数を「C2new-n(n=FL,FR,RL,RR)」と表す。
以上示した如く、本実施例1の制駆動力制御装置によれば、車輪10FL,10FR,10RL,10RRの油圧制動トルクToを一定の値(最大全制動トルクTamaxと最小全制動トルクTaminの中間値)に保った状態で夫々のモータ31FL,31FR,31RL,31RRのモータトルクTmを増減させているので、そのモータトルクTmを回生側と力行側の双方にて同一の制御幅で増減させることができる。これが為、路面の摩擦係数が高低の何れに変化しても、モータトルク出力限界値Tmlimまではその双方に対して均等にモータトルクTmを増減制御することによって対応することができ、応答性に優れた精度の良いABS制御を行うことができる。即ち、この制駆動力制御装置においては、モータトルクTmの制御幅(回生側及び力行側への余裕代)を拡大することができ、これにより、路面の摩擦係数の変化に応じた要求全制動トルクTareqの変動に対してのモータトルクTmの制御範囲を拡大することができる。
また、そのような最大全制動トルクTamaxと最小全制動トルクTaminの中間値に要求油圧制動トルクToreqを設定するので、モータトルクTmの制御幅を最大にすることができ、路面の摩擦係数の変化に応じた要求全制動トルクTareqの変動に対してのモータトルクTmの制御範囲を更に拡大することができる。
また、上述した図2に示す如く出力し得るモータトルクTmはモータ回転数の上昇に伴って小さくなっていくが、本実施例1は回生側と力行側のモータトルクTmの制御幅を均等にしているので、より高回転(換言すれば、より高い車速)まで回生側と力行側の双方に対して均等に対応することができる。
更に、最大全制動トルクTamaxと最小全制動トルクTaminが算出される度に要求油圧制動トルクToreqの設定値を更新するので、路面の摩擦係数の変化に応じてモータトルクTmの制御幅(回生側及び力行側への余裕代)を最適なものへと調節することができる。
また更に、油圧制動トルク発生装置の制動性能が低下していることが判ったにも拘わらず、トルク補正係数Kn(n=FL,FR,RL,RR)が未だ算出されていないときであっても、モータ31FL,31FR,31RL,31RRが力行状態で駆動しているときには、そのモータトルクTmを回生制動力増加方向へと増加させるので(ここでは、更にその分だけ油圧制動トルクToを減少させるので)、各車輪10FL,10FR,10RL,10RRに適切な制動トルク(全制動トルクTa)を発生させ、夫々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRの総制動力を目標値に近づけることができる。一方、そのトルク補正係数Kn(n=FL,FR,RL,RR)の算出後においては、その制動性能の低下による不足分が補われるので、これにより、各車輪10FL,10FR,10RL,10RRに適切な制動トルク(全制動トルクTa)を発生させ、夫々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRの総制動力を目標値に近づけることができる。従って、この制駆動力制御装置によれば、油圧制動トルク発生装置に経年変化や異常が生じても、また、夫々の車輪10FL,10FR,10RL,10RRの間で油圧制動トルク発生装置に経年変化や異常が生じたものが混在したとしても各車輪10FL,10FR,10RL,10RRの加速スリップを抑えることができ、これにより、制動中に車輌の減速度を低下させずに済む。
また、この制駆動力制御装置は、モータトルク(モータ力行トルク)Tmを基にして車輌総重量を推定させ、そのモータ加速時推定車輌総重量Mmと走行中の路面勾配θRを基にして油圧制動トルク発生装置の制動性能の異常判定を行わせているので、その異常判定の判定精度を向上させることができる。そして、この制駆動力制御装置は、異常と判定され、所定の減速度が車輌に要求されているときにのみパターン制動を実行させるので、パターン切り替え時の制動状態の変化に伴う違和感を運転者に感じさせることなく各車輪10FL,10FR,10RL,10RRに適切な制動トルクを発生させることができる。