JP5830965B2 - 制動力制御装置 - Google Patents
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Description
このような制動装置において、ブレーキ液の温度が低い時には、ブレーキ液の粘性が高くなりポンプ等の加圧性能を低下させ、常温時と比べ減速度が発生するまでに遅れが生じることがある。
この低温時のブレーキ液粘性に変化に起因する問題を解決するため、特許文献1では、ブレーキ液の温度を推定し、低温ほど目標減速度を大きくすることで、加圧応答性の改善をしている。
前記ブレーキ操作検出部は、運転者のブレーキ操作を検出する。
前記目標減速度演算部は、前記運転者のブレーキ操作に基づき目標減速度を演算する。
前記ブレーキ液温度情報取得部は、ブレーキ液温度を推定又は検出により取得する。
前記目標減速度補正部は、前記ブレーキ液温度と前記ブレーキ操作とから、前記ブレーキ液温度が所定の温度以下の場合、前記ブレーキ液温度の低下に対応して高くした目標減速度補正量を演算する。
前記マスタシリンダ圧制御部は、前記目標減速度を前記目標減速度補正量により補正した補正後の目標減速度に基づき、マスタシリンダ圧を発生する。
そして、前記目標減速度補正部は、ブレーキ操作の操作速度が遅いほど、前記目標減速度補正量を小さくし、ブレーキ操作の操作速度が速いほど、前記目標減速度補正量を大きくし、前記目標減速度補正量の最大量は前記ブレーキ液温度から演算される補正量とする。
すなわち、ブレーキ液温度が低いときには、ブレーキ液温度の低下に対応して高くした目標減速度補正量が演算されることで、ブレーキ液温度変化により、マスタシリンダ圧の応答性が変ることによる実減速度の変化が抑制される。そして、ペダルストローク速度などのブレーキ操作に基づいて、目標減速度補正量を演算することで、ペダルフィールへの影響が抑えられ、ドライバへの違和感が低減される。
この結果、ブレーキ液温度が低い場合、液圧応答性の改善による減速度応答性の向上と、違和感を低減したペダルフィールと、を両立させることができる。
実施例1の制動力制御装置の構成を、「電気自動車の構成」、「制動力制御装置の全体構成」、「マスタシリンダ圧制御構成」に分けて説明する。
図1は、実施例1の制動力制御装置が適用された電気自動車を示す全体構成図である。以下、図1に基づき前輪を電気モータで駆動する電気自動車の構成を説明する。
統合コントローラ110は、駆動回路105へ制御指令を出力することによって電気モータ103での駆動制御及び回生制御を行い、制動力制御装置1へ制御指令を出力することによって制動制御を行う。
一方、回生制動トルクには車速によって決まる回転数に応じて上限があるため、目標減速度に対し回生制動トルクによる減速のみでは不足する場合、その不足分を液圧制動トルクで補うような回生協調制御指令を制動力制御装置1に出力する。
図2は、実施例1の制動力制御装置1を示す全体構成図であり、実施例1の制動力制御装置1は、電動モータ103で駆動する電気自動車に搭載している。
以下、説明のため、マスタシリンダ2の軸方向にx軸を設定し、ブレーキペダルBPの側を負方向と定義する。実施例1のマスタシリンダ2は、いわゆるタンデム型であり、マスタシリンダ2a内にプライマリピストン2b及びセカンダリピストン2cを有している。マスタシリンダ2aの内周面と、プライマリピストン2bのx軸正方向側の面及びセカンダリピストン2cのx軸負方向側の面との間で、第1液圧室としてのプライマリ液圧室2dを形成している。マスタシリンダ2aの内周面とセカンダリピストン2cのx軸正方向側の面との間で、第2液圧室としてのセカンダリ液室2eを形成している。
なお、図示は省略したが、プライマリ回路10及びセカンダリ回路20には、ABS制御等を実施するための各種バルブやモータポンプ、リザーバ等を設けている。
前記マスタシリンダ圧制御機構5は、駆動モータ50と、減速部51と、回転−並進変換部55と、を有する。
図3は、実施例1の制動力制御装置における目標減速度補正部を示すブロック構成図である。図4は、実施例1の制動力制御装置におけるブレーキ操作に対する補正ゲインのマップを示す補正ゲインマップ図である。図5は、実施例1の制動力制御装置における目標減速度補正部のブレーキ液温度補正部を示すブロック構成図である。以下、図3〜図5に基づき、マスタシリンダ圧制御構成を説明する。
Gds(s)=s/(fw-1*s+1) …(1)
ここで、sはラプラス演算子であり、fwはカットオフ周波数である。fwは制御帯域に比べ十分に高い値で設定する。なお、マスタシリンダ圧制御部8へはIIRフィルタ(無限インパルス応答フィルタ)として実装すればよい。
次に、演算されたペダルストローク速度に基づき、操作速度が速いほど大きい値になるように補正ゲインを設定する。補正ゲインの設定は、例えば、図4に示すようなマップを用いて行えばよい。マップは、液圧応答性とペダルフィールのトレードオフを実験等から決定し、ブレーキ操作が遅いと0に近い値に、ブレーキ操作が速いと1に近い値になるよう設定すればよい。
このブレーキ液温度補正部84は、図5に示すように、乗算器841と、ブレーキ液温度補正フィルタ842と、減算器843と、を有して構成される。
実施例1の制動力制御装置1における作用を、「電動倍力による制動力制御作用」、「目標減速度補正作用」に分けて説明する。
制動力制御装置1での電動倍力による制動力制御作用を説明する。
マスタシリンダ圧制御機構5とマスタシリンダ圧制御部8によるインプットロッド6の推力の増幅比(以下、「倍力比α」という。)は、プライマリ液圧室2dにおけるインプットロッド6とプライマリピストン2bの軸直方向断面積(以下、それぞれ受圧面積AIR及びAPP)の比等により、以下のように決定される。
Pmc=(FIR+K×△x)/AIR=(FPP−K×△x)/APP …(2)
という式で示される圧力平衡関係をもって行われる。
ここで、圧力平衡式(2)における各要素は、以下のとおりである。
Pmc:プライマリ液圧室2dの液圧(マスタシリンダ圧)
FIR:インプットロッド6の推力
FPP:プライマリピストン2bの推力
AIR:インプットロッド6の受圧面積
APP:プライマリピストン2bの受圧面積
K:バネ6d、6eのバネ定数
Δx:インプットロッド6とプライマリピストン2bとの相対変位量
なお、実施例1では、インプットロッド6の受圧面積AIRを、プライマリピストン2bの受圧面積APPよりも小さく設定している。
ここで、相対変位量Δxは、インプットロッド6の変位(インプットロッドストローク)をXi、プライマリピストン2bの変位(ピストンストローク)をXbとして、Δx=Xb−Xiと定義する。よって、相対変位量Δxは、相対移動の中立位置では0、インプットロッド6に対してプライマリピストン2bが前進(x軸正方向側へストローク)する方向では正符号、その逆方向では負符号となる。なお、圧力平衡式(2)ではシールの摺動抵抗を無視している。プライマリピストン2bの推力FPPは、駆動モータ50の電流値から推定できる。
α=Pmc×(APP+AIR)/FIR …(3)
という式にて表すことができる。
よって、式(3)に上記式(2)のPmcを代入すると、倍力比αは、
α=(1+K×Δx/FIR)×(AIR+APP)/AIR …(4)
であらわされる式(4)のようになる。
上記のように、制動力制御装置1は、目標減速度に応じてプライマリピストン2bを変位させてマスタシリンダ圧Pmcを調整する。このため、ブレーキ液温度が低い場合に減速度応答性の向上とペダルフィールを両立させるには、目標減速度補正量の演算を適切に行うことが必要である。以下、これを反映する目標減速度補正部80での目標減速度補正作用を説明する。
一方、マスタシリンダ圧制御部8に備える目標減速度演算部において、ブレーキ操作量検出部7において検出されたブレーキストローク量に基づき、基本の目標減速度が演算される。
したがって、遅いドライバ操作に対してマスタシリンダ圧Pmcが高くなりにくくなり、それによって感じるペダルフィールへの違和感を低減することができる。
したがって、低温時にブレーキ液の粘性が高い状態であっても、常温時に近い液圧応答性を実現することができ、実減速度の発生遅れによる違和感を防ぐことができる。
実施例1の制動力制御装置1にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
前記運転者のブレーキ操作(ペダルストローク量)に基づき目標減速度を演算する目標減速度演算部(マスタシリンダ圧制御部8)と、
ブレーキ液温度を推定又は検出により取得するブレーキ液温度情報取得部(ブレーキ液温度推定部83)と、
前記ブレーキ液温度と前記ブレーキ操作(ペダルストローク速度)とから、前記ブレーキ液温度が所定の温度以下の場合、所定の温度以上のときの実減速度(常温時の実減速度)に近づくように目標減速度補正量を演算する目標減速度補正部80と、
前記目標減速度を前記目標減速度補正量により補正した補正後の目標減速度に基づき、マスタシリンダ圧Pmcを発生するマスタシリンダ圧制御部8と、
を備える。
このため、ブレーキ液温度が低い場合、液圧応答性の改善による減速度応答性の向上と、違和感を低減したペダルフィールと、を両立させることができる。
このため、(1)の効果に加え、ブレーキ操作が遅く、マスタシリンダ圧Pmcの変動をドライバが感じやすい操作状態においては、液圧応答性を改善しつつもペダルフィールの悪化を防ぐことができる。
このため、(1),(2)の効果に加え、ブレーキ液温度によらず目標減速度から実減速度までの遅れ時間が常温状態に近づくことから、実減速度発生までの遅れ時間が変化することでドライバが感じる違和感を低減することができる。
このため、(1)〜(3)の効果に加え、新たにセンサを追加せずブレーキ液温度を推定でき、目標減速度から実減速度発生までの遅れ時間を常温状態に近づけることができる。
[マスタシリンダ圧制御構成]
図6は、実施例2の制動力制御装置における目標減速度補正部を示すブロック構成図である。図7は、実施例2の制動力制御装置における目標減速度補正部のブレーキ液温度補正部を示すブロック構成図である。以下、図6及び図7に基づき、マスタシリンダ圧制御構成を説明する。
このブレーキ液状態補正部89は、図7に示すように、自動ブレーキ判断部845と、ブレーキ液状態補正フィルタ844と、減算器843と、を有して構成される。
なお、「電気自動車の構成」、「制動力制御装置の全体構成」は、実施例1と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
ブレーキ液状態推定部88においては、IGNタイマ86もしくはブレーキ操作カウンタ87の少なくともいずれかの出力が1であれば、常温状態であると推定される。一方、IGNタイマ86もしくはブレーキ操作カウンタ87の両方の出力が0であれば、推定したブレーキ液温度とブレーキ液の含水率により、ブレーキ液状態が推定される。
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の制動力制御装置1にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
このため、(1)〜(4)の効果に加え、自動ブレーキによる制動で、マスタシリンダ圧Pmcの変動をドライバが感じない、あるいは、ドライバが感じにくい場合には、液圧応答性がより改善される。この結果、目標減速度に対して実減速度の発生が遅れることによるドライバの違和感を低減することができる。
このため、(1)〜(5)の効果に加え、外気温が低い状態でもブレーキ操作によりブレーキ液温度が上昇したことによる応答性の変化に追従できるようになる。この結果、目標減速度から実減速度発生までの遅れ時間を精度よく常温状態に近づけることができるようになり、ドライバが感じる違和感を低減することができる。
このため、(1)〜(6)の効果に加え、外気温が低い状態でもイグニッションスイッチを投入した後、内燃機関等の排熱によりブレーキ液温度が上昇したことによる応答性の変化に追従できるようになる。この結果、目標減速度から実減速度発生までの遅れ時間を精度よく制御できるようになり、ドライバが感じる違和感を低減することができる。
前記目標減速度補正部80は、ブレーキ液温度とブレーキ操作と湿度から、前記ブレーキ液温度が所定の温度以下の場合、所定の温度以上のときの実減速度に近づくように前記目標減速度補正量を演算する(ブレーキ液状態推定部88)。
このため、(1)〜(7)の効果に加え、湿度が高くよりブレーキ液粘性が高くなった状態にも対応することができる。この結果、目標減速度から実減速度発生までの遅れ時間を精度よく制御できるようになり、ドライバが感じる違和感を低減することができる。
BP ブレーキペダル
2 マスタシリンダ
4a〜4d ホイルシリンダ
5 マスタシリンダ圧制御機構
6 インプットロッド
7 ブレーキ操作量検出部(ブレーキ操作検出部)
8 マスタシリンダ圧制御部(目標減速度演算部)
80 目標減速度補正部
81 ブレーキ操作補正部
82 外気温検出部
83 ブレーキ液温度推定部(ブレーキ液温度情報取得部)
84 ブレーキ液温度補正部
841 乗算器
842 ブレーキ液温度補正フィルタ
843 減算器
844 ブレーキ液状態補正フィルタ
845 自動ブレーキ判断部
85 湿度検出部
86 IGNタイマ
87 ブレーキ操作カウンタ
88 ブレーキ液状態推定部
89 ブレーキ液状態補正部
Pmc マスタシリンダ圧
Claims (7)
- 運転者のブレーキ操作を検出するブレーキ操作検出部と、
前記運転者のブレーキ操作に基づき目標減速度を演算する目標減速度演算部と、
ブレーキ液温度を推定又は検出により取得するブレーキ液温度情報取得部と、
前記ブレーキ液温度と前記ブレーキ操作とから、前記ブレーキ液温度が所定の温度以下の場合、前記ブレーキ液温度の低下に対応して高くした目標減速度補正量を演算する目標減速度補正部と、
前記目標減速度を前記目標減速度補正量により補正した補正後の目標減速度に基づき、マスタシリンダ圧を発生するマスタシリンダ圧制御部と、
を備え、
前記目標減速度補正部は、ブレーキ操作の操作速度が遅いほど、前記目標減速度補正量を小さくし、ブレーキ操作の操作速度が速いほど、前記目標減速度補正量を大きくし、前記目標減速度補正量の最大量は前記ブレーキ液温度から演算される補正量とする
ことを特徴とする制動力制動装置。 - 請求項1に記載された制動力制御装置において、
前記目標減速度補正部は、自動ブレーキによる制動の場合、前記目標減速度補正量を大きくする
ことを特徴とする制動力制動装置。 - 請求項1又は請求項2に記載された制動力制御装置において、
前記目標減速度補正部は、ブレーキ操作から実際の減速度までの特性が、所定の温度以上のときの特性に近づくように前記目標減速度補正量を演算する
ことを特徴とする制動力制動装置。 - 請求項1から請求項3の何れか一項に記載された制動力制御装置において、
前記ブレーキ液温度情報取得部は、外気温からの推定によりブレーキ液温度情報を取得する
ことを特徴とする制動力制動装置。 - 請求項1から請求項4の何れか一項に記載された制動力制御装置において、
前記目標減速度補正部は、ブレーキ操作が所定の回数に達すると、前記目標減速度補正量を零にする
ことを特徴とする制動力制御装置。 - 請求項1から請求項5の何れか一項に記載された制動力制御装置において、
前記目標減速度補正部は、イグニッションスイッチを投入した後、所定の時間が経過すると、前記目標減速度補正量を零にする
ことを特徴とする制動力制御装置。 - 請求項1から請求項6の何れか一項に記載された制動力制御装置において、
湿度を検出する湿度検出部と、を備え、
前記目標減速度補正部は、ブレーキ液温度とブレーキ操作と湿度から、前記ブレーキ液温度が所定の温度以下の場合、前記ブレーキ液温度の低下に対応して高くした前記目標減速度補正量を演算する
ことを特徴とする制動力制御装置。
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