JP5825035B2 - 車両用制動力制御装置 - Google Patents
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Description
前記倍力装置は、前記ペダル踏力にアシスト推力を加える。
前記マスターシリンダは、前記ペダル踏力をインプットロッドからバネを介してマスターシリンダピストンへ入力し、前記ペダル踏力に前記倍力装置によるアシスト推力を加え、各輪に設けられたホイールシリンダへ導くマスターシリンダ圧力を発生させる。
前記ストローク量検出手段は、ブレーキ操作時の、ブレーキペダルのペダルストローク量を検出する。
前記マスターシリンダ圧力検出手段は、前記マスターシリンダ圧力を検出する。
前記倍力装置指令値演算手段は、前記ストローク量検出手段で検出されたブレーキペダルのペダルストローク量と、前記マスターシリンダ圧力検出手段で検出されたマスターシリンダ圧力の少なくとも2つの値に基づいて倍力装置指令値を演算する。
前記ドライバ制動状態判定手段は、前記ペダルストローク量と前記マスターシリンダ圧力のうち、少なくとも一方の、所定時間内における変化量が所定値以上であるときを過渡制動状態と判定し、前記所定時間内における前記変化量がともに所定値未満であるときを定常制動状態と判定する。
また、前記ドライバ制動状態判定手段は、所定時間内における倍力装置指令値(動作量)の変化量が所定値以上であるときを過渡制動状態と判定し、前記所定時間内における前記変化量が所定値未満であるときを定常制動状態と判定する。
そして、前記平滑化処理手段は、ドライバ制動状態判定手段によって過渡制動状態と判定されたときには、定常制動状態と判定されたときに比べて、前記倍力装置指令値演算手段によって演算された前記動作量の変動が小さくなるように平滑化処理を施して、前記倍力装置の動作量とする。
この結果、ペダルストローク量にノイズが混入したときであっても、ブレーキフィーリングの悪化を防止することができる。
また、ブレーキ操作時に、ストローク量検出手段で検出されたブレーキペダルのペダルストローク量と、マスターシリンダ圧力検出手段で検出されたマスターシリンダ圧力と、に基づいて、倍力装置指令値演算手段によって倍力装置指令値を演算し、この演算された倍力装置指令値に、平滑化処理手段によって平滑化処理を施して倍力装置の動作量とすることによって、ブレーキペダルのペダルストローク量に混入したノイズが、平滑化処理手段における平滑化処理によって低減される。その際、ドライバ制動状態判定手段が、所定時間内における倍力装置の動作量の変化量が所定値以上であるときを過渡制動状態と判定し、前記所定時間内における前記変化量が所定値未満であるときを定常制動状態と判定して、平滑化処理手段は、過渡制動状態と判定されたときには、定常制動状態と判定されたときに比べて、倍力装置の動作量の変動が小さくなるように平滑化処理を施す。
この結果、センサのばらつきやノイズの混入状態によらずに、ブレーキフィーリングを向上させることができる。
図1は、実施例1の車両用制動力制御装置の全体構成を示す全体システム図である。以下、図1に基づき、全体構成を説明する。
各輪に設けられたホイールシリンダ5FL、5FR、5RL、5RRへ導くマスターシリンダ圧力(プライマリ圧力、セカンダリ圧力)を発生させる。
前記ブレーキコントローラ6は、複数の機能を実装しており、具体的には、後述するセンサから出力されて、ブレーキコントローラ6に入力された信号を検出する外部入力信号検出部60と、ブレーキ操作時に、マスターシリンダ圧力Mc(t)とペダルストローク量S(t)とに基づいて、目標制動力を発生させるための倍力装置指令値を演算する倍力装置指令値演算部61(倍力装置指令値演算手段)と、演算された倍力装置指令値に基づいてドライバの制動操作の状態を判定するドライバ制動状態判定部62(ドライバ制動状態判定手段)と、演算された倍力装置指令値を平滑化処理する倍力装置指令値平滑化処理部63(平滑化処理手段)と、を有する。
図2は、実施例1の車両用制動力制御装置のブレーキコントローラ6に実装されて、倍力装置指令値演算処理を行うソフトウェアの構成を示すブロック図である。
以下、図2に基づき、要部構成を説明する。
図3は、倍力装置指令値演算部61の詳細構成を示す制御ブロック図である。
図4は、実施例1のブレーキコントローラ6において実行される倍力装置指令値演算処理の流れを示す。
倍力装置指令値の算出方法については後述する。
以後、時刻tにおける倍力装置指令値をMx(t)で表す。
このドライバ制動状態の判定は、倍力装置指令値Mx(t)の所定時間Δt内での偏差ΔMx(t)=Mx(t)−Mx(t−Δt)に基づいて行う。ここで、Δtは倍力装置指令値を演算する演算周期であり、例えば、Δt=10msecの値をとる。
平滑化倍力装置指令値の算出方法については後述する。
以後、平滑化された倍力装置指令値(平滑化倍力装置指令値)をNx(t)で表す。
マスターシリンダ圧力Mc(t)の補正方法については後述する。
以後、インプットロッド入力(ペダル踏力)をFi(t)で表す。
インプットロッド入力(Fi(t))=マスターシリンダ圧力(Mc(t))×インプットロッド面積(Ai)+バネ定数(K)×インプットロッドとマスターシリンダピストンとの相対変位量(Δx(t)) (式1)
ここで、インプットロッド9のインプットロッド面積(Ai)と一対のバネ13、13によるバネ定数(K)とは、既知の固定値である。
マスターシリンダ圧力(Mc(t))は、マスターシリンダ圧力センサ19から取得する。
相対変位量(Δx(t))は、ストロークセンサ18によりインプットロッド9の位置情報を取得し、マスターシリンダピストン11の位置情報をモータレゾルバ20から取得したモータ回転位置から推定する。
そして、インプットロッド9の位置と、マスターシリンダピストン11の位置と、の差を相対変位量(Δx(t))とする。
ペダル踏力Fi(t)に対する倍力装置指令値Mx(t)の特性の1例を、図6(1)に示す。
ペダルストローク量S(t)に対する倍力装置指令値Mx(t)の特性の1例を、図6(2)に示す。
倍力装置指令値に対するペダル踏力の寄与度を表す特性の1例を、図6(3)に示す。
まず、「比較例の制動力制御の課題」の説明を行う。続いて、実施例1の車両用制動力制御装置における作用を、「目標制動力演算作用」、「ドライバ制動状態判定作用」、「ドライバ制動状態に応じた平滑化処理作用」に分けて説明する。
特開平11−115738号公報に記載されている技術を比較例とする。
この比較例では、所要制動トルク対応量(本願発明の目標制動力に対応する)を検出している。そして、検出された所要制動トルク対応量(マスターシリンダ圧力)に対して平滑化処理を行い、この平滑化処理された信号に基づいて制動力を制御している。
したがって、ブレーキペダルを踏み込んだときには、摺動子の摺動という機械的な接触が発生するため、その構成上、摺動ノイズの発生を避けることはできない。
ブレーキフィーリングを悪化させないため、ストロークセンサ18で検出したペダルストローク量S(t)に混入したノイズや、マスターシリンダ圧力Mc(t)に混入したノイズを低減することが必要である。
以下、これを反映する作用を説明する。
図7(1)は、ストロークセンサ18の出力と、ブレーキペダル1が所定のペダルストローク量で踏み込まれたときに、マスターシリンダ3に発生させるべき目標マスターシリンダ圧力(目標制動力)との関係を示す特性図である。この特性図は、実験等を行って予め作成して、倍力装置指令値演算部61に格納しておく。
ペダルストローク量が小さい領域Pでは、ペダルストローク量に対して目標マスターシリンダ圧力は2次曲線的に増加する。
ペダルストローク量が大きい領域Qでは、ペダルストローク量に対して目標マスターシリンダ圧力は線形に増加する。
つまり、ペダルストローク量に対してマスターシリンダ圧力が設計中央値より高くなる「ばらつきX」やペダルストローク量に対してマスターシリンダ圧力が設計中央値より低くなる「ばらつきY」が発生する。
このため、同じペダルストローク量に対して、図8に示すように、範囲Zに亘って、マスターシリンダ圧力のばらつきが発生する。
したがって、所定のマスターシリンダ圧力を出すためには、検出されたマスターシリンダ圧力を補正する必要がある。
ステップS903がYesのとき、すなわちドライバ制動状態が定常制動状態であるときには、ステップS904に進み、ステップS903がNoのとき、すなわちドライバ制動状態が過渡制動状態であるときには、ステップS905に進む。
平滑化処理係数Bの設定方法については、後述する。
平滑化処理係数Aの設定方法については、後述する。
Nx(t)=B×Mx(t)+(1−B)×Mx(t−Δt) (式2)
Nx(t)=A×Mx(t)+(1−A)×Mx(t-Δt) (式3)
倍力装置指令値Mx(t)の平滑化処理とは、異なる複数の時刻に出力された倍力装置指令値Mx(t)とMx(t−Δt)に、それぞれ、合計値が1になるような平滑化処理係数を掛けて総和を求め、こうして演算された値を、新たに時刻tにおける平滑化倍力装置指令値Nx(t)とする処理を行うことである。
一方、短い平滑化時定数に基づいて決められた平滑化処理係数を用いると、平滑化効果は低くなるが、倍力装置指令値Mx(t)の応答性が高くなる。
A=1−exp(−Δt/TA) (式4)
B=1−exp(−Δt/TB) (式5)
このため、ノイズが混入したときであっても、倍力装置2の動作量の変動が小さくなって、ブレーキフィーリングの悪化を防止することができる。
ドライバの制動状態によらずに、ブレーキフィーリングの悪化を防止する必要がある。以下、これを反映する作用を説明する。
このため、ドライバの制動状態によらずに、倍力装置指令値に含まれるノイズを低減することができ、これによって、ドライバの制動状態にかかわらず、ブレーキフィーリングの悪化を防止することができる。
ストロークセンサ18から発生する摺動ノイズは、一般に、ペダルストローク量S(t)が一定である定常制動状態よりも、ペダルストローク量S(t)の変化量が大きい、ブレーキペダル1の踏み込み時(過渡制動状態)に大きくなる。
したがって、ノイズが多い過渡制動状態において、倍力装置指令値Mx(t)のノイズを効果的に低減するため、過渡制動状態において、定常制動状態よりも平滑化効果を高くすることが必要である。
以下、これを反映する作用を説明する。
実施例1の車両用制動力制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
前記ペダル踏力にアシスト推力を加える倍力装置2と、
前記ペダル踏力をインプットロッド9からバネ13を介してマスターシリンダピストン11へ入力し、前記ペダル踏力に前記倍力装置2によるアシスト推力を加え、各輪に設けられたホイールシリンダ5FL、5FR、5RL、5RRへ導くマスターシリンダ圧力を発生させるマスターシリンダ3と、
ブレーキ操作時の、ブレーキペダル1のペダルストローク量を検出するストローク量検出手段18と、前記マスターシリンダ圧力を検出するマスターシリンダ圧力検出手段19と、
前記ストローク量検出手段18で検出されたブレーキペダルのストローク量と、前記マスターシリンダ圧力検出手段19で検出されたマスターシリンダ圧力の少なくとも2つの値に基づいて、前記倍力装置2の動作量を演算する倍力装置指令値演算手段61と、
前記倍力装置指令値演算手段61において演算された前記動作量に平滑化処理を施して、前記倍力装置の動作量とする平滑化処理手段63と、
を備える。
このため、ブレーキペダルのペダルストローク量にノイズが混入したときであっても、ブレーキフィーリングの悪化を防止することができる。
このため、(1)の効果に加え、ドライバの制動状態に応じて適切な制動応答を実現して、ブレーキフィーリングを一層向上させることができる。
このため、(1)、(2)の効果に加え、センサのばらつきやノイズの混入状態によらずに、ブレーキフィーリングを向上させることができる。
このため、(1)〜(3)の効果に加え、過渡制動状態にあるときには、倍力装置指令値がより滑らかに平滑化されることによって、倍力装置指令値Mx(t)の波形が滑らかになってノイズ低減効果が高くなる。一方、定常制動状態にあるときには、倍力装置指令値の平滑化度合いが小さいため、倍力装置指令値Mx(t)の元の波形が維持されて、応答性が高くなる。
したがって、ドライバの制動状態に応じた適切な制動応答が実現されて、ブレーキフィーリングをより一層向上させることができる。
実施例2の全体構成は、ブレーキコントローラ6の要部構成を除いて、実施例1の図1と同様であるため、図示を省略する。
図10は、実施例2の車両用制動力制御装置のブレーキコントローラ6の要部構成を示すソフトウェアブロック図である。以下、図10に基づいて全体構成を説明する。
なお、この倍力装置指令値を演算する処理は、例えば、10msec間隔で実行される。
図11は、実施例2の車両用制動力制御装置のブレーキコントローラ6において、倍力装置指令値演算処理を行うソフトウェアのデータフロー図である。以下、図11の各プロセスについて説明する。
外部入力信号検出部60で検出された信号は、倍力装置指令値演算部61と、ドライバ制動状態判定部64と、に送られる。
ここで、Δtは前記したように、倍力装置指令値を演算する演算周期であり、例えば、Δt=10msecの値をとる。
倍力装置指令値の演算方法は、実施例1で説明した通りであるため、説明は省略する。
演算された倍力装置指令値Mx(t)は、倍力装置指令値平滑化処理部63に送られる。
したがって、ブレーキコントローラ6を構成するハードウェアとそこに実装するソフトウェアを、並列処理を行うことができるような構成とすることによって、ドライバ制動状態の判定と、倍力装置指令値Mx(t)の演算と、を同時に実行することが可能である。なお、並列処理を行うことができる構成とは、例えば、CPUを2台実装して、各々のCPUで異なる処理を行う方法や、1台のCPUをマルチタスク処理が可能なオペレーティングシステム(OS)上で動作させることによって並列処理を行う方法などがある。
ブレーキの応答性を上げるため、ドライバの制動状態をなるべく速く検出して、検出された制動状態に応じた平滑化処理を行って倍力装置指令値を演算することが必要である。
上記したように、実施例2では、ドライバ制動状態判定部64が、ストローク量検出手段18で検出されたペダルストローク量S(t)と、マスターシリンダ圧力検出手段19で検出されたマスターシリンダ圧力Mc(t)の少なくとも2つの値に基づいて、ドライバの制動状態を判定する構成を採用した。
なお、他の作用は、実施例1と同様であるので、説明を省略する。
実施例2の車両用制動力制御装置にあっては、下記の効果を得ることができる。
(5) ペダルストローク量S(t)の所定時間Δt内での偏差ΔS(t)、またはマスターシリンダ圧力Mc(t)の所定時間Δt内での偏差ΔMc(t)の少なくとも一方が所定値以上である場合を過渡制動状態とみなす。また、ペダルストローク量S(t)の所定時間Δt内での偏差ΔS(t)とマスターシリンダ圧力Mc(t)の所定時間Δt内での偏差ΔMc(t)が、ともに所定値未満である場合を定常制動状態とみなす。
そして、過渡制動状態であるときは、定常制動状態であるときに比べて、平滑化処理手段63において平滑化効果が高い平滑化処理を行う。
このため、センサの出力信号からドライバの制動状態を直接判定していることによって、センサ出力にノイズが混入したときに、より適切に対処することができる。
したがって、(1)〜(4)の効果に加え、ドライバの制動状態に応じて適切な制動応答を実現し、ブレーキフィーリングをさらに向上させることができる。
これによって、倍力装置指令値Mx(t)の演算が終了したときには、ドライバ制動状態の判定が終了しているため、倍力装置指令値Mx(t)の演算が終了してから、平滑化処理演算を開始するまでの時間を短縮することができる。
したがって、(1)〜(5)の効果に加え、制動制御の応答性を向上させることができる。
このように、非接触型のストロークセンサを用いたときには、摺動ノイズの発生は抑えられるが、車両環境特有の高周波ノイズや、ブレーキペダル1の揺らぎや車両の振動によるノイズが混入する可能性があるため、上記した実施例1〜2と同様に、ノイズ低減効果を発揮できる。
しかし、マスターシリンダ圧力Mc(t)の補正方法は、この方法に限定されるものではない。
すなわち、マスターシリンダ圧力の補正は、所定のペダルストローク量を与えたときの目標マスターシリンダ圧力と、実際に計測されたマスターシリンダ圧力との差分値に応じた量だけ、マスターシリンダ圧力を補正するようにしてもよい。
しかし、制動状態の判定方法はこれに限定されるものではなく、倍力装置指令値Mx(t)が所定値α未満となった場合には、所定値β以上となるまで定常制動状態であると判定して、所定値β以上となった場合には、過渡制動状態であると判定するようにしてもよい。
この寄与度ωの設定例は、一例として示したものであり、これ以外の特性を設定することもできる。
しかし、制動状態の判定方法はこれに限定されるものではなく、ペダルストローク量S(t)、およびマスターシリンダ圧力Mc(t)の少なくとも一方が、所定値θ未満となった場合には、所定値γ以上となるまで定常制動状態であると判定して、所定値γ以上となった場合には、過渡制動状態であると判定するようにしてもよい。
しかし、本発明の車両用制動力制御装置は、エンジンを原動機とする車両に対しても適用することができる。また、エンジンと電動モータを併用するハイブリッド車両の制動装置に対しても適用することができる。
2 電動ブースタ(倍力装置)
3 マスターシリンダ
4 ブレーキ液圧アクチュエータ
5FL、5FR、5RL、5RR ホイールシリンダ
6 ブレーキコントローラ
7 モータ駆動回路
9 インプットロッド
10 電動モータ
11 プライマリピストン(マスターシリンダピストン)
13 バネ
18 ストロークセンサ(ストローク量検出手段)
19 マスターシリンダ圧力センサ(マスターシリンダ圧力検出手段)
20 モータレゾルバ
60 外部入力信号検出部
61 倍力装置指令値演算部(倍力装置指令値演算手段)
62 ドライバ制動状態判定部(ドライバ制動状態判定手段)
63 倍力装置指令値平滑化処理部(平滑化処理手段)
Claims (2)
- ブレーキ操作時に、ドライバのペダル踏力を加えるブレーキペダルと、
前記ペダル踏力にアシスト推力を加える倍力装置と、
前記ペダル踏力をインプットロッドからバネを介してマスターシリンダピストンへ入力し、前記ペダル踏力に前記倍力装置によるアシスト推力を加え、各輪に設けられたホイールシリンダへ導くマスターシリンダ圧力を発生させるマスターシリンダと、
ブレーキ操作時の、ブレーキペダルのペダルストローク量を検出するストローク量検出手段と、
前記マスターシリンダ圧力を検出するマスターシリンダ圧力検出手段と、
前記ストローク量検出手段で検出されたペダルストローク量と、前記マスターシリンダ圧力検出手段で検出されたマスターシリンダ圧力の少なくとも2つの値に基づいて、前記倍力装置の動作量を演算する倍力装置指令値演算手段と、
前記ペダルストローク量と前記マスターシリンダ圧力のうち、少なくとも一方の、所定時間内における変化量が所定値以上であるときを過渡制動状態と判定し、前記所定時間内における前記変化量がともに所定値未満であるときを定常制動状態と判定するドライバ制動状態判定手段と、
前記ドライバ制動状態判定手段によって過渡制動状態と判定されたときには、定常制動状態と判定されたときに比べて、前記倍力装置指令値演算手段によって演算された前記動作量の変動が小さくなるように平滑化処理を施して、前記倍力装置の動作量とする平滑化処理手段と、を備えることを特徴とする車両用制動力制御装置。 - ブレーキ操作時に、ドライバのペダル踏力を加えるブレーキペダルと、
前記ペダル踏力にアシスト推力を加える倍力装置と、
前記ペダル踏力をインプットロッドからバネを介してマスターシリンダピストンへ入力し、前記ペダル踏力に前記倍力装置によるアシスト推力を加え、各輪に設けられたホイールシリンダへ導くマスターシリンダ圧力を発生させるマスターシリンダと、
ブレーキ操作時の、ブレーキペダルのペダルストローク量を検出するストローク量検出手段と、
前記マスターシリンダ圧力を検出するマスターシリンダ圧力検出手段と、
前記ストローク量検出手段で検出されたペダルストローク量と、前記マスターシリンダ圧力検出手段で検出されたマスターシリンダ圧力の少なくとも2つの値に基づいて、前記倍力装置の動作量を演算する倍力装置指令値演算手段と、
所定時間内における前記動作量の変化量が所定値以上であるときを過渡制動状態と判定し、前記所定時間内における前記変化量が所定値未満であるときを定常制動状態と判定するドライバ制動状態判定手段と、
前記ドライバ制動状態判定手段によって過渡制動状態と判定されたときには、定常制動状態と判定されたときに比べて、前記倍力装置指令値演算手段によって演算された前記動作量の変動が小さくなるように平滑化処理を施して、前記倍力装置の動作量とする平滑化処理手段と、を備えることを特徴とする車両用制動力制御装置。
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