JP6569646B2 - 車両のアンチスキッド制御装置 - Google Patents
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Description
本発明は、車両のアンチスキッド制御装置に関する。
特許文献1には、「悪路走行時等における誤判断を防止して駆動系振動を確実に検知することができ、これにより、駆動系振動発生時にのみ駆動系振動収束処理の実行を可能として誤判断による減速度抜け、減速度不足、制動停止距離増加等の不具合発生を防止することが可能な4輪駆動車両におけるアンチスキッド制御装置を提供する」ことを目的に、「左右前輪14、10の車輪加速度VWDFL、VWDFRの平均値VWDFAと左右後輪22、20の車輪加速度VWDRL、VWDRRの平均値VWDRAとの差分の絶対値を加速度差DVWD_FR(=|VWDFA−VWDRA|)として算出し、この加速度差DVWD_FRが振動判断進入閾値DVWDVIB#を越えた時は、駆動系振動が発生したとの判断がなされる」ことが記載されている。
4輪駆動車両のアンチスキッド制御装置には、上記の駆動系振動に起因する課題だけではなく、加速スリップに起因する課題が存在する。このことについて、図4の時系列線図を参照して説明する。図4では、車両が急加速された直後に、急制動が行われ、アンチスキッド制御が開始される状況が想定されている。
時点t0までは、車両は急加速され、車輪速度Vwa[**]が増加される。車輪速度Vwa[**]には、加速スリップSksが含まれるため、車輪速度Vwa[**]は、車体速度の真値Vxsよりも大きくなっている。加速スリップSksのため、車輪速度Vwa[**]から推定される車体速度Vxaは、その真値Vxsよりも大きい値となる。ここで、車輪速度Vwa[**]が車体速度の真値Vxsに一致する場合には、車輪速度Vwa[**]には、加速スリップSks、及び、減速スリップSgnが、ともに含まれない。
時点t0にて、運転者がアクセルペダルから足を離し、加速操作が終了される。そして、直後の時点t1にて、急激な制動操作が開始される。この急制動に起因して、時点t2にて、アンチスキッド制御が開始される。
車輪WH[**]は、トランスミッションTRNを介して、動力源PWUに接続されているため、未だ、加速の影響が残っている。加えて、4輪駆動の車両では、車輪WH[**]が、動力源PWU、トランスミッションTRNに機械的に接続されているため、その慣性モーメントが相対的に大きい。このため、アンチスキッド制御が開始された、時点t2以降、各車輪WH[**]の速度Vwa[**]は、車体速度の真値Vxsに向けて、加速の影響が残ったまま、緩やかに減少していく。
アンチスキッド制御では、4つの車輪速度Vwa[**]のうちの最速のものに基づいて、車体速度Vxaが決定される。このため、車体速度Vxaの決定には、車輪速度Vwa[**]の最大値が採用されることとなる。結果、車体速度Vxaは、相対的に大きい値に演算される。
アンチスキッド制御では、車輪速度Vwa[**]と車体速度Vxaとの差に基づいて、スリップ状態量Slp[**]が演算される。そして、このスリップ状態量Slp[**]に基づいて、制動トルク(即ち、ホイールシリンダ液圧)が調整される。従って、車体速度Vxaが相対的に大きく決定される場合には、スリップ状態量Slpが大きく決定され、制動トルクが減少され易くなる。即ち、車輪速度Vwa[**]に残る加速スリップSksの影響のため、アンチスキッド制御において、必要以上に制動トルクが減少されることが生じ得る。
以上で説明したように、4輪駆動の車両に適用される車両のアンチスキッド制御装置においては、加速スリップSksの影響が補償され、車体速度Vxaが、適切に推定され得るものが切望されている。
本発明の目的は、4輪駆動の車両において、車体速度が適切に演算され、アンチスキッド制御が好適に実行され得るものを提供することである。
本発明に係る車両のアンチスキッド制御装置は、車両の4つの車輪(WH[**])の車輪速度(Vwa[**])を検出する車輪速度センサ(VWA[**])と、前記4つの車輪速度(Vwa[**])のうちの少なくとも1つに基づいて前記車両の車体速度(Vxa)を演算し、前記4つの車輪速度(Vwa[**])と該車体速度(Vxa)との比較結果(Slp[**])に基づいて前記4つの車輪(WH[**])に付与する制動トルクを減少する減少モード(Mgn)と該制動トルクを増加する増加モード(Mzo)とを選択的に切り替えることによって前記4つの車輪(WH[**])のロック傾向を抑制するアンチスキッド制御を実行するコントローラ(ECU)と、を備えるとともに、前記車両の駆動源(PWU)からの駆動力が、前記4つの車輪(WH[**])に伝達される4輪駆動車両に適用される。
本発明に係る車両のアンチスキッド制御装置では、前記コントローラ(ECU)は、前記4つの車輪速度(Vwa[**])に基づいて前記4つの車輪(WH[**])の加速度(dVw[**])を演算し、前記4つの車輪(WH[**])で前記減少モード(Mgn)を選択する制御モード条件と、前記4つの車輪(WH[**])の加速度(dVw[**])が所定値(dvx)の範囲内(|dVw[**]|<dvx)である車輪加速度条件と、を含んで構成される。そして、前記制御モード条件と前記車輪加速度条件とが同時に満足される状態が所定時間(tkx)に亘って継続される場合に残留状態であること(FLzn=1)を判定する。前記残留状態を判定しない場合(FLzn=0)には、前記4つの車輪速度(Vwa[**])のうちの最大値である速度最大値(Vwa[**]d)に基づいて前記車体速度(Vxa)を演算し、前記残留状態を判定する場合(FLzn=1)には、前記4つの車輪速度(Vwa[**])のうちの最小値である速度最小値(Vwa[**]s)に基づいて前記車体速度(Vxa)を演算する。
さらに、本発明に係る車両のアンチスキッド制御装置では、前記コントローラ(ECU)は、前記速度最大値(Vwa[**]d)と前記速度最小値(Vwa[**]s)との差(eVw)が所定速度(vwx)以下である車輪速度条件を含んで構成され、前記制御モード条件、前記車輪加速度条件、及び、前記車輪速度条件が同時に満足される状態が前記所定時間(tkx)に亘って継続される場合に残留状態であること(FLzn=1)を判定する。
また、本発明に係る車両のアンチスキッド制御装置では、前記コントローラ(ECU)は、前記4つの車輪(WH[**])で前記減少モード(Mgn)を選択する制御モード条件と、前記4つの車輪速度(Vwa[**])のうちの最大値である速度最大値(Vwa[**]d)と前記4つの車輪速度(Vwa[**])のうちの最小値である速度最小値(Vwa[**]s)との差(eVw)が所定速度(vwx)以下である車輪速度条件と、を含んで構成される。そして、前記制御モード条件と前記車輪速度条件とが同時に満足される状態が所定時間(tkx)に亘って継続される場合に残留状態であること(FLzn=1)を判定する。前記残留状態を判定しない場合(FLzn=0)には、前記速度最大値(Vwa[**]d)に基づいて前記車体速度(Vxa)を演算し、前記残留状態を判定する場合(FLzn=1)には、前記速度最小値(Vwa[**]s)に基づいて前記車体速度(Vxa)を演算する。
車輪速度Vwa[**]に加速スリップSksが含まれる場合、車体速度の真値Vxsに対して、最も乖離したものが車輪速度の最大値Vwa[**]dであり、最も接近したものが車輪速度の最小値Vwa[**]sである。上記構成によれば、各条件(制御モード条件等)に基づいて、「残留状態であるか、否か」が判定され、残留状態が否定される場合には、最大値Vwa[**]dに基づいて車体速度Vxaが演算され、残留状態が肯定される場合には、最小値Vwa[**]sに基づいて車体速度Vxaが演算される。このため、車輪速度Vwa[**]に加速スリップSksが含まれる場合に、加速スリップSksの影響が最小限に抑えられて、車体速度Vxaが決定される。結果、アンチスキッド制御が好適に実行され、車両が確実に減速され得る。
<記号の説明>
以下の説明において、同一の記号が付された構成部材、演算処理、信号、特性、及び、値は、同一の機能を発揮するものである。従って、重複説明は、省略されることがある。
以下の説明において、同一の記号が付された構成部材、演算処理、信号、特性、及び、値は、同一の機能を発揮するものである。従って、重複説明は、省略されることがある。
各種記号等の末尾に付された括弧付の添字[**]は、車両の前後左右の4輪のうちの何れかに関するものであるかを示す。具体的には、各添字は、[fl]が左前輪に、[fr]が右前輪に、[rl]が左後輪に、[rr]が右後輪に、夫々、対応している。さらに、添字[**]は、省略されることもある。例えば、車輪速度センサVWA[**](添字[**]が省略された場合には、「VWA」と表記)は、左前輪用の車輪速度センサVWA[fl]、右前輪用の車輪速度センサVWA[fr]、左後輪用の車輪速度センサVWA[rl]、右後輪用の車輪速度センサVWA[rr]を包括的に示す。
<本発明に係る車両のアンチスキッド制御装置の全体構成>
図1の全体構成図を参照して、本発明に係るアンチスキッド制御装置ASCについて説明する。車両は、4輪の総てが駆動輪(駆動力が伝達される車輪)である4輪駆動方式の車両である。
図1の全体構成図を参照して、本発明に係るアンチスキッド制御装置ASCについて説明する。車両は、4輪の総てが駆動輪(駆動力が伝達される車輪)である4輪駆動方式の車両である。
アンチスキッド制御装置ASCを備える車両には、制動操作部材BP、制動操作量センサBPA、ブレーキスイッチBSW、コントローラECU、車輪速度センサVWA[**]、及び、ブレーキアクチュエータ(単に、「アクチュエータ」ともいう)BRKが備えられる。さらに、車両の4つの車輪WH[**]には、ブレーキキャリパCP[**]、ホイールシリンダWC[**]、回転部材KT[**]、及び、摩擦部材MS[**]が備えられる。アクチュエータBRKとホイールシリンダWC[**]とは、制動配管HK[**]を介して接続されている。
車両(所謂、フルタイム4WDの車両)は、駆動力を発生する動力源(パワーユニット)PWUと、動力源PWUに接続されたトランスミッションTRNと、を備える。即ち、車輪WH[**]は、常時、トランスミッションTRNを介して、動力源PWUに機械的に接続されている。例えば、動力源PWUは、内燃機関(所謂、エンジン)、電気モータである。動力源PWUの出力(駆動力)は、トランスミッションTRNによって、前輪WH[fl]、WH[fr]と後輪WH[rl]、WH[rr]とに適宜配分されて、伝達される。ここで、駆動力は、プロペラシャフトPPSを介して、トランスミッションTRNから後輪WH[rl]、WH[rr]の側に伝達される。
そして、前輪側駆動力は、前輪ディファレンシャルFDF、及び、前輪ドライブシャフトFDSを介して、左右の前輪WH[fr]、WH[fl]に、夫々伝達される。また、後輪側駆動力は、後輪ディファレンシャルRDF、及び、後輪ドライブシャフトRDSを介して、左右の後輪WH[rr]、WH[rl]に、夫々伝達される。さらに、トランスミッションTRNには、センタディファレンシャルCDFが備えられ、前輪側駆動力と後輪側駆動力とが、車両の走行状態に応じて、適宜調整され得る。例えば、センタディファレンシャルCDFとして、ビスカスカップリングが採用され得る。
制動操作部材(例えば、ブレーキペダル)BPは、運転者が車両を減速するために操作する部材である。制動操作部材BPが操作されることによって、車輪WH[**](単に、「WH」とも表記)に対する制動トルクが調整され、車輪WHに制動力が発生される。具体的には、車両の車輪WHには、回転部材(例えば、ブレーキディスク)KT[**]が固定される。回転部材KT[**](単に、「KT」とも表記)を挟み込むようにブレーキキャリパCP[**](単に、「CP」とも表記)が配置される。
ブレーキキャリパ(単に、キャリパともいう)CPには、ホイールシリンダWC[**](単に、「WC」とも表記)が設けられる。キャリパCPのホイールシリンダWC内の液圧が調整(増加、又は、減少)されることによって、ホイールシリンダWC内のピストンが回転部材KTに対して移動(前進、又は、後退)される。このピストンの移動によって、摩擦部材(例えば、ブレーキパッド)MS[**]が、回転部材KTに押し付けられ、押圧力が発生する。回転部材KTと車輪WHとは、一体となって回転するように固定されている。このため、上記押圧力にて生じる摩擦力によって、車輪WHに制動トルク(制動力)が発生される。
制動操作部材BPには、制動操作量センサ(単に、「操作量センサ」ともいう)BPAが設けられる。操作量センサBPAによって、運転者による制動操作部材(ブレーキペダル)BPの操作量Bpaが検出される。具体的には、制動操作量センサBPAとして、マスタシリンダMCの圧力を検出する液圧センサ、制動操作部材BPの操作変位を検出する操作変位センサ、及び、制動操作部材BPの操作力を検出する操作力センサのうちの少なくとも1つが採用される。
換言すれば、操作量センサBPAは、マスタシリンダ液圧センサ、操作変位センサ、及び、操作力センサについての総称である。従って、制動操作量Bpaは、マスタシリンダMCの液圧、制動操作部材BPの操作変位、及び、制動操作部材BPの操作力のうちの少なくとも1つに基づいて決定される。操作量Bpaは、コントローラECUに入力される。
また、制動操作部材BPには、ブレーキスイッチBSWが設けられる。ブレーキスイッチBSWは、ON/OFFスイッチであり、制動操作部材BPが操作されているか、否かを検出する。ブレーキスイッチBSWによって、制動操作部材BPが操作されている場合にはON信号がコントローラECUに送信され、制動操作部材BPが操作されていない場合にはOFF信号が送信される。
コントローラ(「電子制御ユニット」ともいう)ECUは、マイクロプロセッサ等が実装された電気回路基板と、マイクロプロセッサにプログラムされた制御アルゴリズムにて構成されている。コントローラECUでは、車輪速度センサVWA[**](単に、「VWA」とも表記)の検出値(車輪速度)Vwa[**](単に、「Vwa」とも表記)に基づいて、アンチスキッド制御が実行される。具体的には、車輪速度Vwaに基づいて、各車輪WHのスリップ度合を表すスリップ状態量Slp(単に、「Slp」とも表記)が演算される。そして、スリップ状態量Slp[**]に基づいて、各車輪のスリップ度合を低減するよう(即ち、過大な減速スリップSgnを抑制し、車輪WHのロック傾向を防止するよう)、ホイールシリンダWC内の液圧を調整するための駆動信号Cmdが形成され、アクチュエータBRKに送信される。ここで、駆動信号Cmdには、「減少モードMgn、又は、増加モードMzoの制御モード」、「電磁弁SVのデューティ比Dug、Duz」、及び、「電気モータMTの駆動指示」が含まれる。
車両の車輪WHの各々には、車輪速度センサVWAが備えられる。4つの車輪速度センサVWAによって、4つの車輪速度Vwaが検出される。車輪速度Vwaは、コントローラECUに入力される。
ブレーキアクチュエータ(単に、「アクチュエータ」ともいう)BRKによって、制動操作部材BPの操作に応じて、ホイールシリンダWCの制動液圧が発生される。加えて、アンチスキッド制御が実行される場合には、アクチュエータBRKによって、ホイールシリンダWCの制動液圧が調整(増減)される。アクチュエータBRKは、ブレーキペダルBPの操作力に応じた制動液圧を発生するマスタシリンダMC、及び、各ホイールシリンダWCに供給する制動液圧を独立して調整可能な液圧ユニットHUにて構成される。マスタシリンダMC、及び、液圧ユニットHUの構成は公知であるため、簡単に説明する。
マスタシリンダMCは、制動操作部材BPと、ブレーキロッドBRDを介して、機械的に接続されている。マスタシリンダMCによって、制動操作部材BPの操作力(ブレーキペダル踏力)が、制動液の圧力に変換される。
マスタシリンダMCと各ホイールシリンダWCとの間には、液圧ユニットHUが設けられている。アンチスキッド制御が実行される場合には、液圧ユニットHUによって、各ホイールシリンダWC[**]の制動液圧Pw[**]が、各輪独立にて調整される。液圧ユニットHUは、複数の電磁弁SV(例えば、ON/OFFの2位置電磁弁)、低圧リザーバRV、液圧ポンプHP、及び、電気モータMTにて構成される。
アンチスキッド制御によって、制動液圧Pw[**]の減少が必要な場合(「減少モードMgn」という)には、電磁弁SVのうちの常開型の増圧弁が閉状態にされ、電磁弁SVのうちの常閉型の減圧弁が開状態にされる。そして、ホイールシリンダWC内の制動液が、低圧リザーバRVに移動されるため、ホイールシリンダWCの制動液圧が減少される。ここで、減圧速度(制動液圧の減少における時間勾配)は、減圧弁のデューティ比(一定周期における通電状態の時間割合)Dugによって決定される。具体的には、デューティ比Dug「100%」が、常時、開状態に対応し、制動液圧は急減される。なお、デューティ比Dug「0%」が、常時、閉状態に対応している。
アンチスキッド制御によって、制動液圧Pw[**]の増加が必要な場合(「増加モードMzo」という)には、電磁弁SVのうちの増圧弁が開状態にされ、電磁弁SVのうちの減圧弁が閉状態にされる。そして、制動液が、マスタシリンダMCからホイールシリンダWCに移動され、ホイールシリンダWCの制動液圧が増加される。ここで、増圧速度(制動液圧の増加における時間勾配)は、増圧弁のデューティ比(一定周期における通電状態の時間割合)Duzによって決定される。具体的には、デューティ比Duz「0%」が、常時、開状態に対応し、制動液圧は急増される。なお、デューティ比Duz「100%」が、常時、閉状態に対応している。
減少モードMgnにおいて、低圧リザーバRVに溜まった制動液は、電気モータMTによって駆動される液圧ポンプHPによって、電磁弁SVの増圧弁とマスタシリンダMCとの間の流体路に戻される。電磁弁SV(増圧弁、減圧弁)、及び、電気モータMTは、駆動信号Cmdによって駆動(制御)される。
なお、アンチスキッド制御によって、制動液圧の保持が必要な場合には、減少モードMgn、又は、増加モードMzoにおいて、電磁弁SVの減圧弁、又は、増圧弁が、常時、閉状態にされる。具体的には、減少モードMgnにおいて、制動液圧の保持が必要な場合には、駆動信号Cmdによって、減圧弁のデューティ比Dugが「0%(常閉状態)」に決定される。また、増加モードMzoにおいて、制動液圧の保持が必要な場合には、駆動信号Cmdによって、増圧弁のデューティ比Duzが「100%(常閉状態)」に決定される。
<アンチスキッド制御の処理概要>
図2のフロー図を参照して、アンチスキッド制御(車輪の過大なスリップを低減して、車輪のロック傾向を抑制する制御)の全体的な処理の概要について説明する。このアンチスキッド制御の処理は、コントローラECU内のマイクロプロセッサにプログラムされている。
図2のフロー図を参照して、アンチスキッド制御(車輪の過大なスリップを低減して、車輪のロック傾向を抑制する制御)の全体的な処理の概要について説明する。このアンチスキッド制御の処理は、コントローラECU内のマイクロプロセッサにプログラムされている。
アンチスキッド制御では、4つの車輪速度Vwaのうちの少なくとも1つに基づいて、車体速度Vxaが推定される。そして、車輪速度Vwaと車体速度Vxaとの比較に基づいて、ホイールシリンダWCの制動液圧が調整される。制動液圧の調整は、減少モード(減圧モード)Mgn、及び、増加モード(増圧モード)Mzoのうちの何れか1つのモードが選択されることによって達成される。ここで、減少モードMgn、及び、増加モードMzoは、「制御モード」と総称される。
ステップS110にて、制動操作量Bpa、ブレーキスイッチ信号Bsw、車輪速度Vwa[**]、及び、駆動信号Cmdが読み込まれる。制動操作量Bpaは、制動操作量センサBPAからの信号であり、信号Bswは、ブレーキスイッチBSWからの信号である。また、車輪速度Vwaは、車輪WHに備えられた車輪速度センサVWAによって検出される。駆動信号Cmdは、コントローラECU内にて処理された駆動信号であり、制御モード(減少モードMgn、及び、増加モードMzoからの選択結果)、電磁弁SVのデューティ比(目標値)Dug、Duz等の情報を含んでいる。
ステップS120にて、制動操作量Bpa、及び、スイッチ信号Bswのうちの少なくとも1つに基づいて、「車両が制動中であるか、否か」が判定される。例えば、操作量Bpaが所定値bp0以上である場合には、制動中であることが判定され、操作量Bpaが所定値bp0未満である場合には、制動中ではないことが判定される。ここで、所定値bp0は、予め設定された判定用のしきい値であり、制動操作部材(ブレーキペダル)BPの「遊び」に相当する。また、スイッチ信号Bswがオン状態(ON信号)を表す場合には、制動中であることが判定され、スイッチ信号Bswがオフ状態(OFF信号)を表す場合には、制動中ではないことが判定される。
制動操作中ではなく、ステップS120が否定される場合(「NO」の場合)には、処理は、ステップS110に戻される。制動操作中であり、ステップS120が肯定される場合(「YES」の場合)には、処理は、ステップS130に進む。
ステップS130にて、各車輪WH[**]の車輪速度Vwa[**]に基づいて、車輪加速度(車輪速度の時間変化量)dVw[**]が演算される。具体的には、車輪加速度dVw[**](単に、「dVw」とも表記)は、車輪速度Vwa[**]が時間微分されて算出される。ここで、車輪加速度dVwは、車輪WHの回転運動が加速している場合には正(プラス)符号、車輪WHの回転運動が減速している場合には負(マイナス)符号の値として演算される。
ステップS140にて、車輪速度Vwa、及び、車輪加速度dVwのうちの少なくとも1つに基づいて、制御状態が決定される。「制御状態」として、「残留状態」と、該残留状態ではない「通常状態」とが存在する。残留状態は、「車輪速度Vwa[**]に加速スリップSksの影響が残ってはいるが、車輪速度Vwa[**]は、車体速度の真値Vxsに向けて収束しつつある」状態に対応している。また、通常状態は車輪速度Vwa[**]に加速スリップSksの影響が存在しない状態に対応している。
ステップS140では、制御状態として、通常状態(残留状態が否定される状態)が決定される場合には、これを表示するため、制御フラグ(判定フラグ)FLznが「0」にされる。一方、制御状態として、残留状態が決定される場合には、制御フラグFLznが「1」にされる。なお、制御状態は、初期状態(デフォルト)として、通常状態(即ち、FLzn=0)が設定されている。制御状態の詳細な決定方法については後述する。
ステップS150にて、制御状態に基づいて、車体速度Vxaが演算される。具体的には、制御状態が通常状態である場合(FLzn=0)には、速度最大値Vwa[**]dに基づいて、車体速度Vxaが演算される。ここで、「速度最大値Vwa[**]d」は、4つの車輪WH[**]の車輪速度Vwa[**]のうちで最も大きい値(即ち、最速のもの)である。なお、括弧後の添字「d」によって、該当する複数のもの(例えば、車輪速度Vwa[**])のうちの「最大値」であることが表示される。
一方、制御状態が残留状態である場合(FLzn=1)には、速度最小値Vwa[**]sに基づいて、車体速度Vxaが演算される。ここで、「速度最小値Vwa[**]s」は、4つの車輪WH[**]の車輪速度Vwa[**]のうちで最も小さい値(即ち、最遅のもの)である。なお、括弧後の添字「s」によって、該当する複数のもの(例えば、車輪速度Vwa[**])のうちの「最小値」であることが表示される。
さらに、車体速度Vxaが演算される場合には、車体速度Vxaの時間変化量において制限が設けられる。即ち、車体速度Vxaの増加勾配の上限値αup、及び、減少勾配の下限値αdnが設定され、車体速度Vxaの変化が、上下限値αup、αdnによって制約される。これは、車輪WHの慣性に比較して、車両全体の慣性は、非常に大きく、変化し難いことに因る。
例えば、通常状態であること(即ち、残留状態ではないこと)が判定され、且つ、変化勾配の上下限値αup、αdnの制限を受けない場合には、速度最大値Vwa[**]dが、そのまま、車体速度Vxaとして演算される。一方、上下限値αup、αdnの制限を受ける場合には、速度最大値Vwa[**]dが、上下限値αup、αdnに制限されて、車体速度Vxaが演算される。
また、残留状態であることが判定され、且つ、変化勾配の上下限値αup、αdnの制限を受けない場合には、速度最小値Vwa[**]sが、そのまま、車体速度Vxaとして決定される。一方、上下限値αup、αdnの制限を受ける場合には、速度最小値Vwa[**]sが、上下限値αup、αdnに制限されて、車体速度Vxaが演算される。ステップS150にて、車体速度Vxaが決定された後、処理は、ステップS160に進む。
ステップS160にて、車体速度Vxaと車輪速度Vwa[**]との比較に基づいて、車輪WH[**]のスリップ状態量Slp[**]が演算される。ここで、スリップ状態量Slp[**](単に、「Slp」とも表記)は、車輪WHのスリップ度合を表す状態量(変数)である。例えば、スリップ状態量Slpとして、車体速度Vxa、及び、車輪速度Vwaの偏差であるスリップ速度が採用される(Slp[**]=Vxa−Vwa[**])。また、スリップ速度が、車体速度Vxaによって無次元化されてスリップ率(=Slp[**]/Vxa)が演算され、スリップ率が、スリップ状態量Slp[**]として採用され得る。
ステップS170にて、車輪加速度dVw[**]、及び、スリップ状態量Slp[**]に基づいて、アンチスキッド制御が実行される。具体的には、アンチスキッド制御の各制御モードには、複数のしきい値が予め設定されている。これらのしきい値と、「車輪加速度dVw[**]、及び、スリップ状態量Slp[**]」と、の相互関係に基づいて、減少モードMgn、及び、増加モードMzoのうちでの何れか1つの制御モードが選択される。加えて、減圧弁のディーティ比Dug、及び、増圧弁のディーティ比Duzが決定される。そして、選択された制御モード、及び、決定されたデューティ比に基づいて、電磁弁SVが駆動され、ホイールシリンダWCの制動液圧が調整される。加えて、低圧リザーバRVから制動液を還流するため、電気モータMTの駆動信号が形成される。
<制御状態の決定処理>
図3のフロー図を参照して、上記ステップS140の制御状態の決定処理について説明する。上述したように、制御状態には、2つの状態(通常状態と残留状態)が存在する。そして、夫々の状態が、制御フラグ(判定フラグともいう)FLznによって表現される。具体的には、通常状態では「FLzn=0」が表示され、残留状態では「FLzn=1」が表示される。
図3のフロー図を参照して、上記ステップS140の制御状態の決定処理について説明する。上述したように、制御状態には、2つの状態(通常状態と残留状態)が存在する。そして、夫々の状態が、制御フラグ(判定フラグともいう)FLznによって表現される。具体的には、通常状態では「FLzn=0」が表示され、残留状態では「FLzn=1」が表示される。
ステップS210にて、前回の演算周期における制御状態(即ち、制御フラグFLzn)に基づいて、「残留状態であるか、否か」が判定される。「FLzn=0」であり、ステップS210が否定される場合(「NO」の場合)には、処理は、ステップS220に進む。一方、「FLzn=1」であり、ステップS210が肯定される場合(「YES」の場合)には、処理は、ステップS230に進む。なお、初期値として、制御フラグFLznは「0」に設定されている。
ステップS220にて、車輪WH[**]の制御モード、車輪速度Vwa[**]、及び、車輪加速度dVw[**]に基づいて、「残留状態の開始条件が満足されるか、否か」が判定される。具体的には、以下の3つの条件(1)〜(3)が、同時に満足される状態が、所定継続時間tkx(「所定時間」に相当)に亘って継続される場合に、残留状態の開始が判定される。ここで、所定継続時間tkxは、時間経過判定のためのしきい値であり、予め設定された所定値である。
(1)4つの車輪WH[**]の全てにおいて、減少モードMgnが選択されている。該条件が、「制御モード条件」と称呼される。
(2)車輪加速度dVw[**]が所定車輪加速度dvxの範囲内である。換言すれば、車輪加速度dVw[**]の絶対値が、所定車輪加速度dvx以下である。即ち、「|dVw[**]|≦dvx」が成立する。ここで、所定車輪加速度dvxは、開始判定のためのしきい値であり、予め設定された所定値である。なお、所定車輪加速度dvxは、「0」よりも大きい値である。該条件が、「車輪加速度条件」と称呼される。
(3)4つの車輪速度Vwa[**]のうちの最大値(速度最大値)Vwa[**]dと、4つの車輪速度Vwa[**]のうちの最小値(速度最小値)Vwa[**]sとの差eVwが所定速度vwy以下である。即ち、「Vwa[**]d−Vwa[**]s(=eVw)≦vwy」が成立する。ここで、所定速度vwyは、開始判定のためのしきい値であり、予め設定された所定値である。上述したように、括弧後の添字「d」は、該当する複数の信号のうちの「最大値」を表示し、括弧後の添字「s」は、該当する複数の信号のうちの「最小値」を表示する。該条件が、「車輪速度条件」と称呼される。
(2)車輪加速度dVw[**]が所定車輪加速度dvxの範囲内である。換言すれば、車輪加速度dVw[**]の絶対値が、所定車輪加速度dvx以下である。即ち、「|dVw[**]|≦dvx」が成立する。ここで、所定車輪加速度dvxは、開始判定のためのしきい値であり、予め設定された所定値である。なお、所定車輪加速度dvxは、「0」よりも大きい値である。該条件が、「車輪加速度条件」と称呼される。
(3)4つの車輪速度Vwa[**]のうちの最大値(速度最大値)Vwa[**]dと、4つの車輪速度Vwa[**]のうちの最小値(速度最小値)Vwa[**]sとの差eVwが所定速度vwy以下である。即ち、「Vwa[**]d−Vwa[**]s(=eVw)≦vwy」が成立する。ここで、所定速度vwyは、開始判定のためのしきい値であり、予め設定された所定値である。上述したように、括弧後の添字「d」は、該当する複数の信号のうちの「最大値」を表示し、括弧後の添字「s」は、該当する複数の信号のうちの「最小値」を表示する。該条件が、「車輪速度条件」と称呼される。
残留状態の開始条件が満足され、ステップS220が肯定される場合(「YES」の場合)には、処理は、ステップS240に進む。ここで、ステップS220が肯定された演算周期が、残留状態の開始時点である。一方、残留状態の開始条件が満足されず、ステップS220が否定される場合(「NO」の場合)には、処理は、ステップS250に進む。
ステップS230では、残留状態の継続時間Tkzに基づいて、「残留状態の終了条件が満足されるか、否か」が判定される。具体的には、継続時間Tkzが所定残留時間tzn以上の場合に、残留状態の終了が判定される。従って、継続時間Tkzが所定残留時間tzn未満の場合には、残留状態の終了は判定されず、残留状態が継続される。即ち、継続時間Tkzが所定残留時間tznに一致した時点(演算周期)にて、制御状態が、残留状態から通常状態に切り替えられる。ここで、所定残留時間tznは、終了判定のためのしきい値であり、予め設定された所定値である。
残留状態の終了条件が満足され、ステップS230が肯定される場合(「YES」の場合)には、処理は、ステップS260に進む。ここで、ステップS230が肯定された演算周期が、残留状態の終了時点である。一方、残留状態の終了条件が満足されず、ステップS230が否定される場合(「NO」の場合)には、処理は、ステップS270に進む。
ステップS240にて、残留状態が開始される。具体的には、制御状態が、通常状態から残留状態に切り替えられる。残留状態の開始時点(演算周期)にて、制御フラグFLznが、「0」から「1」に切り替えられる。
ステップS250では、残留状態は開始されず、制御状態は、通常状態のままに維持される。即ち、制御フラグFLznは、「0」のままである。
ステップS260にて、残留状態が終了される。具体的には、制御状態が、残留状態から通常状態に切り替えられる。残留状態の終了時点(演算周期)にて、制御フラグFLznが、「0」から「1」に切り替えられる。
ステップS270では、残留状態は終了されず、制御状態は、残留状態のままに維持される。即ち、制御フラグFLznは、「1」のままである。
ステップS240からステップS270までの処理にて、制御状態(即ち、制御フラグFLzn)が設定され、処理は、ステップS150に進む。ステップS150では、制御フラグFLznが「0」である場合(残留状態ではないと判定される場合)には、車体速度Vxaが、速度最大値Vwa[**]dに基づいて演算される。一方、制御フラグFLznが「1」である場合(残留状態であることが判定される場合)には、車体速度Vxaが、速度最小値Vwa[**]sに基づいて演算される。
≪残留状態の開始処理、及び、終了処理≫
残留状態の開始処理、及び、終了処理の意味合いについて説明する。上記(1)の制御モード条件が前提とされた上で、上記(2)の車輪加速度条件によって、制動トルクと路面反力とが平衡状態に近づきつつある(又は、既に平衡状態にある)ことが判定される。これは、「制動トルクと、路面からの反力とが平衡状態に近付きつつあると、車輪加速度dVwの絶対値が減少していく」という事象に基づく。即ち、減少モードMgnでは、制動トルクは増加されないため、全ての車輪加速度dVw[**]が所定車輪加速度dvxの範囲内であることによって、全ての車輪速度Vwa[**]が急激に変化している状態ではなく、車体速度の真値Vxsに向けて収束しつつある、又は、或る程度まで収束したことを表している。
残留状態の開始処理、及び、終了処理の意味合いについて説明する。上記(1)の制御モード条件が前提とされた上で、上記(2)の車輪加速度条件によって、制動トルクと路面反力とが平衡状態に近づきつつある(又は、既に平衡状態にある)ことが判定される。これは、「制動トルクと、路面からの反力とが平衡状態に近付きつつあると、車輪加速度dVwの絶対値が減少していく」という事象に基づく。即ち、減少モードMgnでは、制動トルクは増加されないため、全ての車輪加速度dVw[**]が所定車輪加速度dvxの範囲内であることによって、全ての車輪速度Vwa[**]が急激に変化している状態ではなく、車体速度の真値Vxsに向けて収束しつつある、又は、或る程度まで収束したことを表している。
同様に、上記(1)の制御モード条件が前提とされた上で、上記(3)の車輪速度条件によって、制動トルクと路面反力とが平衡状態に近づきつつある(又は、既に平衡状態にある)ことが判定される。減少モードMgnでは、制動トルクは増加されないため、全ての車輪速度Vwa[**]が所定速度vwy内であることによって、全ての車輪速度Vwa[**]が急激に変化している状態ではなく、車体速度の真値Vxsに向けて収束しつつある、又は、或る程度まで収束したことを表している。
従って、上記の3つの条件が全て成立している状態が、所定継続時間tkxに亘って継続した時点で、制御状態が、通常状態から残留状態に切り替えられる(即ち、残留状態が開始される)。車輪速度Vwaに、加速スリップSksが含まれている場合には、速度最大値Vwa[**]dは、最も車体速度の真値Vxsから乖離し、速度最小値Vwa[**]sは、最も真値Vxsに近接している。このため、車体速度Vxaの演算に、速度最大値Vwa[**]dに代えて、速度最小値Vwa[**]sが採用される。これにより、加速スリップSksの影響が最小限に抑えられる。
上述した開始条件では、「制御モード条件と車輪加速度条件との組み合わせ(「第1の組条件」という)」、及び、「制御モード条件と車輪速度条件との組み合わせ(「第2の組条件」という)」に基づいて、車輪速度Vwa[**]の或る程度の収束状態が判定された。2つの組条件(第1、第2の組条件)によって、より確実な残留状態開始の判定が達成され得る。しかし、2つの組条件のうちの何れか一方が省略され得る。即ち、以下の3つの場合のうちの何れか1つが開始条件として採用され得る。
(A)制御モード条件、及び、車輪加速度条件の2条件が同時に満足される状態が所定継続時間tkxに亘って継続される場合(第1組条件)
(B)制御モード条件、及び、車輪速度条件の2条件が同時に満足される状態が所定継続時間tkxに亘って継続される場合(第2組条件)
(C)制御モード条件、車輪速度条件、及び、車輪加速度条件の3条件が同時に満足される状態が所定継続時間tkxに亘って継続される場合(第1組条件+第2組条件)
(A)制御モード条件、及び、車輪加速度条件の2条件が同時に満足される状態が所定継続時間tkxに亘って継続される場合(第1組条件)
(B)制御モード条件、及び、車輪速度条件の2条件が同時に満足される状態が所定継続時間tkxに亘って継続される場合(第2組条件)
(C)制御モード条件、車輪速度条件、及び、車輪加速度条件の3条件が同時に満足される状態が所定継続時間tkxに亘って継続される場合(第1組条件+第2組条件)
アンチスキッド制御が実行されている途中では、既に、運転者の加速操作は終了されている。このため、車輪速度Vwa[**]における加速スリップSksの影響は、長時間に亘っては継続されない。従って、残留状態の継続時間Tkzが所定残留時間tzn以上になった場合には、残留状態は終了され、通常状態に戻される。以上、残留状態の開始処理、及び、終了処理の意味合いについて説明した。
<作用・効果>
図4の時系列線図を参照して、本発明に係る車両のASCの作用・効果について説明する。急加速した直後に、急制動が行われ、アンチスキッド制御が実行された場合が想定されている。上述したように、記号末尾の添字[**]は、各車輪の包括記号である。添字[**]は省略されることもある。
図4の時系列線図を参照して、本発明に係る車両のASCの作用・効果について説明する。急加速した直後に、急制動が行われ、アンチスキッド制御が実行された場合が想定されている。上述したように、記号末尾の添字[**]は、各車輪の包括記号である。添字[**]は省略されることもある。
時点t0まで、車両は急加速され、4つの車輪WH[**]には、加速スリップSksが生じている。時点t0にて、加速操作が終了され、直後の時点t1にて、急激な制動操作が開始され、時点t2にて、アンチスキッド制御が開始される。各車輪WH[**]は、常時(即ち、制動時であっても)、動力源PWUに機械接続されるため、制動操作が開始されても、未だ、加速の影響が残留している。
時点t2から時点t3までの間は、残留状態の開始条件が満足されていない。従って、制御状態は、初期状態である、通常状態(FLzn=0)のままである。このため、車体速度Vxaは、速度最大値Vwa[**]dに基づいて演算されている。
時点t3にて、残留状態の開始条件が満足される。具体的には、「4つの車輪WH[**]の全てが減少モードMgn(制御モード条件)」、且つ、「4つの車輪加速度dVw[**]が所定車輪加速度dvxの範囲内(|dVw[**]|≦dvx)(車輪加速度条件)」、且つ、「速度最大値Vwa[**]dと速度最小値Vwa[**]sとの差eVwが所定速度vwy以下(Vwa[**]d−Vwa[**]s≦vwy)(車輪速度条件)」の状態が、所定継続時間tkxに亘って連続される。換言すれば、開始条件として、「上記(1)〜(3)の3条件が、同時に成立する状態が所定継続時間tkxに亘って継続されること」が採用される。なお、所定車輪加速度dvx、及び、所定継続時間tkx(「所定時間」に相当)は、開始判定のためのしきい値であり、予め設定された所定値である。
そして、時点t3にて、制御状態において、通常状態(FLzn=0)から残留状態(FLzn=1)に遷移される。これにより、車体速度Vxaは、速度最大値Vwa[**]d(4つの車輪速度Vwaのうちで最速のもの)に代えて、速度最小値Vwa[**]d(4つの車輪速度Vwa[**]のうちで最遅のもの)に基づいて演算される。加速スリップSksが残留する状況において、速度最小値Vwa[**]sは、最も車体速度真値Vxsに近い。速度最小値Vwa[**]sに基づいて車体速度Vxaが演算されることにより、スリップ状態量Slpが適切に演算される。結果、制御モード(特に、減少モードMgn)が適切に選択され、車両が確実に減速され得る。
時点t4にて、残留状態の終了条件が満足される。具体的には、時点t3から時間カウントされた残留状態の継続時間Tkzが、所定残留時間tznに到達する。時点t4にて、制御状態において、残留状態(FLzn=1)から通常状態(FLzn=0)に遷移される。これにより、車体速度Vxaは、速度最小値Vwa[**]sに代えて、速度最大値Vwa[**]dに基づいて演算される。
加速スリップSksの影響は、長時間に亘っては継続されないため、時点t4に達する前に、車輪速度Vwa[**]には、加速スリップSksは含まれず、減速スリップSgnが生じている。このため、通常の車体速度Vxaの演算方法である、速度最大値Vwa[**]dに基づくものに戻される。
なお、上述したように、残留状態の開始条件において、車輪加速度条件、及び、車輪速度条件のうちの何れか1つが省略され得る。これら2つの条件は、ともに、「全ての車輪速度Vwa[**]が、車体速度の真値Vxsに向けて収束しつつある、又は、或る程度まで収束したこと」を表していることに因る。
<他の実施形態>
以下、他の実施形態について説明する。他の実施形態においても、上記同様の効果(車体速度Vxaの演算における、加速スリップ影響の低減)を奏する。
以下、他の実施形態について説明する。他の実施形態においても、上記同様の効果(車体速度Vxaの演算における、加速スリップ影響の低減)を奏する。
上記実施形態では、ディスク型制動装置(ディスクブレーキ)の構成が例示された。この場合、摩擦部材MSはブレーキパッドであり、回転部材KTはブレーキディスクである。ディスク型制動装置に代えて、ドラム型制動装置(ドラムブレーキ)が採用され得る。ドラムブレーキの場合、キャリパCPに代えて、ブレーキドラムが採用される。また、摩擦部材MSはブレーキシューであり、回転部材KTはブレーキドラムである。
上記実施形態では、車輪WHに制動トルクを付与する装置として、制動液を介した液圧式のものが例示された。これに代えて、電気モータによって駆動される、電動式のものが採用され得る。電動式装置では、電気モータの回転動力が、直線動力に変換され、これによって、摩擦部材MSが回転部材KTに押し付けられる。従って、制動液の圧力に依らず、電気モータによって、直接、制動トルクが発生される。さらに、前輪用として、制動液を介した液圧式のものが採用され、後輪用として、電動式のものが採用された、複合型の構成が形成され得る。
加速スリップSksの影響は、アンチスキッド制御の開始直後に現れる。このため、残留状態の開始処理は、アンチスキッド制御の開始後の所定時間tst内に限定され得る。具体的には、アンチスキッド制御の開始時点から所定時間tstを経過するまでは、残留状態の開始判定(ステップS220の処理)は許可される。しかし、所定時間tstを経過した以降は、該開始判定処理は禁止され得る。なお、所定時間tstは、制限判定のためのしきい値であり、予め設定された所定値である。
上記の所定時間tstに代えて、減少モードMgnの回数が採用され得る。即ち、アンチスキッド制御の開始後のn回目までの減少モードMgnにおいては残留状態の開始判定(ステップS220の処理)は許可される。しかし、(n+1)回目以降の減少モードMgnにおいては、該開始判定処理は禁止される。なお、「n」は、所定回数(所定の正の整数)であり、例えば、「n=1」として設定され得る。
さらに、車両の加速状態量が検出され、これに基づいて、残留状態の開始判定の要否が判定され得る。具体的には、加速状態量が所定値以上の場合には、残留状態の開始判定の処理が実行されるが、加速状態量が所定値未満の場合には、残留状態の開始判定の処理が禁止され得る。なお、加速状態量は、加速操作部材(アクセルペダル)の操作量、動力源PWU(内燃機関)のスロットル開度、噴射量、及び、動力源PWU(駆動モータ)の通電量のうちの少なくとも1つに基づいて演算され得る。
ASC…アンチスキッド制御装置、MS…摩擦部材、KT…回転部材、ECU…コントローラ、BRK…アクチュエータ、VWA…車輪速度センサ、Vxa…車体速度、Vwa[**]…車輪速度、Vwa[**]d…速度最大値、Vwa[**]s…速度最小値。
Claims (3)
- 車両の4つの車輪の車輪速度を検出する車輪速度センサと、
前記4つの車輪速度のうちの少なくとも1つに基づいて前記車両の車体速度を演算し、前記4つの車輪速度と該車体速度との比較結果に基づいて前記4つの車輪に付与する制動トルクを減少する減少モードと該制動トルクを増加する増加モードとを選択的に切り替えることによって前記4つの車輪のロック傾向を抑制するアンチスキッド制御を実行するコントローラと、
を備えるとともに、
前記車両の駆動源からの駆動力が、前記4つの車輪に伝達される4輪駆動車両に適用される車両のアンチスキッド制御装置において、
前記コントローラは、
前記4つの車輪速度に基づいて前記4つの車輪の加速度を演算し、
前記4つの車輪で前記減少モードを選択する制御モード条件と、前記4つの車輪の加速度が所定値の範囲内である車輪加速度条件と、を含んで構成され、
前記制御モード条件と前記車輪加速度条件とが同時に満足される状態が所定時間に亘って継続される場合に残留状態であることを判定し、
前記残留状態を判定しない場合には、前記4つの車輪速度のうちの最大値である速度最大値に基づいて前記車体速度を演算し、
前記残留状態を判定する場合には、前記4つの車輪速度のうちの最小値である速度最小値に基づいて前記車体速度を演算するよう構成された、車両のアンチスキッド制御装置。 - 請求項1に記載の車両のアンチスキッド制御装置において、
前記コントローラは、
前記速度最大値と前記速度最小値との差が所定速度以下である車輪速度条件を含んで構成され、
前記制御モード条件、前記車輪加速度条件、及び、前記車輪速度条件が同時に満足される状態が前記所定時間に亘って継続される場合に残留状態であることを判定する、車両のアンチスキッド制御装置。 - 車両の4つの車輪の車輪速度を検出する車輪速度センサと、
前記4つの車輪速度のうちの少なくとも1つに基づいて前記車両の車体速度を演算し、前記4つの車輪速度と該車体速度との比較結果に基づいて前記4つの車輪に付与する制動トルクを減少する減少モードと該制動トルクを増加する増加モードとを選択的に切り替えることによって前記4つの車輪のロック傾向を抑制するアンチスキッド制御を実行するコントローラと、
を備えるとともに、
前記車両の駆動源からの駆動力が、前記4つの車輪に伝達される4輪駆動車両に適用される車両のアンチスキッド制御装置において、
前記コントローラは、
前記4つの車輪で前記減少モードを選択する制御モード条件と、前記4つの車輪速度のうちの最大値である速度最大値と前記4つの車輪速度のうちの最小値である速度最小値との差が所定速度以下である車輪速度条件と、を含んで構成され、
前記制御モード条件と前記車輪速度条件とが同時に満足される状態が所定時間に亘って継続される場合に残留状態であることを判定し、
前記残留状態を判定しない場合には、前記速度最大値に基づいて前記車体速度を演算し、
前記残留状態を判定する場合には、前記速度最小値に基づいて前記車体速度を演算するよう構成された、車両のアンチスキッド制御装置。
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