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発明の名称 車両の制動制御装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−8334(P2007−8334A)
公開日 平成19年1月18日(2007.1.18)
出願番号 特願2005−192170(P2005−192170)
出願日 平成17年6月30日(2005.6.30)
代理人 【識別番号】100083998
【弁理士】
【氏名又は名称】渡辺 丈夫
発明者 須田 理央 / 宮崎 徹也 / 入江 喜朗
要約 課題
特別な装置やセンサを新たに設けることなく車両重量を精度良く算出し、車両重量の変化に起因する制動力のばらつきを抑制することのできる制動制御装置を提供する。

解決手段
運転者の制動操作に応じてホイールシリンダ内のブレーキ液圧を制御して車輪に付与する制動力を制御する車両の制動制御装置において、駆動力源の出力したエネルギを検出するエネルギ検出手段(ブロックB21)と、車速の変化量を検出する車速変化量検出手段(ブロックB22)と、前記エネルギ検出手段により検出された前記エネルギと前記車速変化量検出手段により検出された前記車速の変化量とに基づいて車両重量を算出する第1車両重量算出手段(ブロックB23)と、前記第1車両重量算出手段により算出された車両重量が大きいほど前記制動力を大きく設定する制動力設定手段(ブロックB20,B30)とを備えている。
特許請求の範囲
【請求項1】
運転者の制動操作に応じてホイールシリンダ内のブレーキ液圧を制御して車輪に付与する制動力を制御する車両の制動制御装置において、
駆動力源の出力したエネルギを検出するエネルギ検出手段と、
車速の変化量を検出する車速変化量検出手段と、
前記エネルギ検出手段により検出された前記エネルギと前記車速変化量検出手段により検出された前記車速の変化量とに基づいて車両重量を算出する第1車両重量算出手段と、
前記第1車両重量算出手段により算出された車両重量が大きいほど前記制動力を大きく設定する制動力設定手段と
を備えていることを特徴とする車両の制動制御装置。
【請求項2】
前記駆動力源の温度を検出する温度検出手段と、
前記駆動力源の駆動力を検出する駆動力検出手段と、
前記車両の前後加速度を検出する加速度検出手段と、
前記駆動力検出手段により検出された前記駆動力と前記加速度検出手段により検出された前記前後加速度とに基づいて車両重量を算出する第2車両重量算出手段とを更に備え、
前記制動力設定手段は、前記温度検出手段により検出された前記駆動力源の温度が所定の温度範囲外の場合に、前記第2車両重量算出手段により算出された車両重量を用いて前記制動力を設定する手段を含むことを特徴とする請求項1に記載の車両の制動制御装置。
【請求項3】
前記制動力設定手段は、前記第1車両重量算出手段により算出された車両重量と前記第2車両重量算出手段により算出された車両重量とのいずれか大きい方を用いて前記制動力を設定する手段を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の車両の制動制御装置。
【請求項4】
前記車両の走行環境を検出する走行環境検出手段を更に備え、
前記制動力設定手段は、前記走行環境検出手段により検出された前記走行環境に基づいて前記制動力を設定する手段を含むことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の車両の制動制御装置。
【請求項5】
前記駆動力源は、モータもしくはモータ・ジェネレータであることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載されている車両の制動制御装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
この発明は、運転者の制動操作に基づいて車輪に付与する制動力を制御する車両の制動制御装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、車両の制動力を制御する装置として、車輪に制動力を付与する制動装置を電気的に制御する制動制御装置(電子制御ブレーキシステム)が開発されている。このような電子制御ブレーキシステムにおいては、運転者の制動要求(例えばブレーキペダルの操作量など)、車輪速度、車両重量などの車両情報が検出され、それら各車両情報の検出値に基づいて目標減速度が設定されて、その目標減速度に対して制動装置のホイールシリンダへ供給する液圧(ブレーキ液圧)が調圧されることによって車両の制動力が制御される。そのような制動制御装置に関する発明の一例が、特許文献1に記載されている。
【0003】
この特許文献1に記載されている制動制御装置によれば、乗員の制動操作量から目標減速度が設定されるとともに、車両に発生した減速度が検出され、目標減速度に応じた基準値と減速度に応じた補正量とから制動指令値が設定されて、各車輪への制動力が制御される。そして、積載重量あるいは車重が検出され、その積載重量あるいは車重が大きいほど基準値の目標減速度に対するゲインが大きくされる。そのため、例えば外乱によって車両の減速度が正しく検出できない場合でも、適切な制動力制御を実行することができ、また、積載重量あるいは車重が変動した場合でも、制動力を適正な範囲に設定することができる、とされている。
【0004】
また、特許文献2には、自動車の出力軸トルクが車速とエンジン回転数とにより推定され、その推定された出力軸トルクと、加速度を検出する手段により検出された加速度と、車速とから、自動車の車重を求めるように構成された自動車の出力軸トルク推定装置および車重算出装置に関する発明が記載されている。
【特許文献1】特開2003−335233号公報
【特許文献2】特開平6−201523号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記の特許文献1に記載されている制動制御装置は、車両に作用する減速度が検出され、その検出された車両の減速度に基づいて制動力がフィードバック制御されるように構成されていて、その場合に検出される車両の減速度は、駆動輪の回転速度および積載重量(車両重量)などに基づいて算出される。このとき、例えば車両重量が一律に設定されたり、あるいは車両重量の検出精度が低かったりすることにより、車両の減速度が精度良く検出されないと、車両の制動力にばらつきが生じ、適切な制動力制御が実行できなくなる。その結果、ブレーキの効き具合にばらつきが生じて、運転者がブレーキの効きが悪いと感じたり、あるいはブレーキが効き過ぎて操作しづらく感じたりすることがある。そこで、特許文献1に記載されている発明では、車輪のサスペンションにそのストローク値を検出するストロークセンサが設けられていて、そのストロークセンサの検出値に基づいて車両重量が推定されるように構成されている。
【0006】
しかしながら、上記の特許文献1に記載されている制動制御装置のように、各車輪のサスペンションのストローク値を用いて車両重量を推定する場合には、そのために各車輪にストロークセンサを設置する必要があり、さらに、傾斜路面上であってもストロークセンサにより車両重量を精度良く推定するためには、例えば傾斜角センサなどが別途必要となってくる。このように、車両重量を精度良く求めるために、ストロークセンサや傾斜角センサなどのセンサもしくは装置を新たに別途設置しなければならなかった。
【0007】
また、上記の特許文献2に記載されている車重算出装置では、新たに特別なセンサを設けることなく、車両重量を求めることを目的としていて、少なくとも出力軸トルクと加速度と車速とから車両重量が推定されるように構成されている。しかしながら、速度センサを用いて検出される車速や、その車速から算出される加速度は、外乱などの影響により検出精度が低下する可能性があり、そのため車両重量の推定精度も低下してしまう場合があった。
【0008】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、特別な装置やセンサ等を新たに設けることなく車両重量を精度良く算出し、その算出結果に基づいて制動力を設定することによって、車両重量の変化に起因するブレーキの効き具合すなわち制動力のばらつきを抑制することのできる車両の制動制御装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記の目的を達成するために、請求項1の発明は、運転者の制動操作に応じてホイールシリンダ内のブレーキ液圧を制御して車輪に付与する制動力を制御する車両の制動制御装置において、駆動力源の出力したエネルギを検出するエネルギ検出手段と、車速の変化量を検出する車速変化量検出手段と、前記エネルギ検出手段により検出された前記エネルギと前記車速変化量検出手段により検出された前記車速の変化量とに基づいて車両重量を算出する第1車両重量算出手段と、前記第1車両重量算出手段により算出された車両重量が大きいほど前記制動力を大きく設定する制動力設定手段とを備えていることを特徴とする制御装置である。
【0010】
また、請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記駆動力源の温度を検出する温度検出手段と、前記駆動力源の駆動力を検出する駆動力検出手段と、前記車両の前後加速度を検出する加速度検出手段と、前記駆動力検出手段により検出された前記駆動力と前記加速度検出手段により検出された前記前後加速度とに基づいて車両重量を算出する第2車両重量算出手段とを更に備え、前記制動力設定手段が、前記温度検出手段により検出された前記駆動力源の温度が所定の温度範囲外の場合に、前記第2車両重量算出手段により算出された車両重量を用いて前記制動力を設定する手段を含むことを特徴とする制御装置である。
【0011】
さらに、請求項3の発明は、請求項1または2の発明において、前記制動力設定手段が、前記第1車両重量算出手段により算出された車両重量と前記第2車両重量算出手段により算出された車両重量とのいずれか大きい方を用いて前記制動力を設定する手段を含むことを特徴とする制御装置である。
【0012】
またさらに、請求項4の発明は、請求項1ないし3のいずれかの発明において、前記車両の走行環境を検出する走行環境検出手段を更に備え、前記制動力設定手段が、前記走行環境検出手段により検出された前記走行環境に基づいて前記制動力を設定する手段を含むことを特徴とする制御装置である。
【0013】
そして、請求項5の発明は、請求項1ないし4のいずれかの発明において、前記駆動力源が、モータもしくはモータ・ジェネレータであることを特徴とする制御装置である。
【発明の効果】
【0014】
請求項1の発明によれば、駆動力源の出力したエネルギと、車速の変化量とが検出され、それらの検出値に基づいて第1車両重量算出手段により車両重量が算出される。これは一般に、車両重量が大きくなるほど駆動力源から出力されたエネルギに対する車速の増加量が小さくなることを利用していて、例えば荷重センサや加速度センサあるいはストロークセンサなどを特別に用いなくとも、車両重量を精度良く求めることができる。そして、第1車両重量算出手段により算出された車両重量が大きいほど車輪に付与する制動力が大きくなるように制御されるため、ブレーキの効き具合のばらつきを防止もしくは抑制し、適切な大きさの制動力で確実に車両を制動することができる。
【0015】
また、請求項2の発明によれば、駆動力源の温度と、駆動力源の駆動力と、車両の加速度とが検出され、駆動力の検出値と加速度の検出値とに基づいて第2車両重量算出手段により車両重量が算出される。これは一般に、車両重量が大きくなるほど駆動力に対する前後加速度の大きさが小さくなることを利用していて、例えば荷重センサやストロークセンサなどを特別に用いなくとも、車両重量を精度良く求めることができる。そして、駆動力源の温度が、駆動力源が安定して運転される温度範囲として定められた所定の温度範囲外である場合に、この第2車両重量算出手段により算出された車両重量が採用されて、その第2車両重量算出手段により算出された車両重量が大きいほど車輪に付与する制動力が大きくなるように制御される。例えば始動直後などの駆動力源の運転が安定しない状態では、駆動力源の出力したエネルギを精度良く検出できず、第1車両重量算出手段による車両重量の推定精度が低下する場合があるが、その場合に第2車両重量算出手段により算出された車両重量が用いられて制動力が制御されるため、車両重量の推定精度を確保し、適切な制動力制御を行うことができる。
【0016】
さらに、請求項3の発明によれば、第1車両重量算出手段により算出された車両重量と第2車両重量算出手段により算出された車両重量とが比較され、大きい方の車両重量が採用されて、その車両重量が大きいほど車輪に付与する制動力が大きくなるように制御される。そのため小さい方の車両重量に基づいて制動力が設定された場合と比較して大きな制動力が設定されることになり、より確実に車両を制動することができる。
【0017】
またさらに、請求項4の発明によれば、例えば、路面傾斜角あるいは路面摩擦係数あるいは空気抵抗などの走行環境が検出され、その走行環境が考慮されて車輪に付与する制動力が設定される。そのため、より適切な制動力制御を行うことができる。
【0018】
そして、請求項5の発明によれば、モータもしくはモータ・ジェネレータを駆動力源とする車両に対して、ブレーキの効き具合のばらつきを防止もしくは抑制し、適切な大きさの制動力で確実に車両を制動することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
つぎに、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。図3は、この発明を適用した車両の制動装置1の構成(液圧系統)を概略的に示すもので、この制動装置1は、マスタシリンダ2で発生させられる液圧(ブレーキ液圧)を運転者の制動操作に応じて各車輪毎に設けられたホイールシリンダ3,4,5,6に供給することにより制動する通常の制動制御と、アキュムレータなどに蓄えられたブレーキ液圧を運転者の制動操作に応じて電気的に制御して各車輪のホイールシリンダ3,4,5,6に供給する電子制御ブレーキシステムによる制動制御とを実行できるように構成されている。
【0020】
まず、通常の制動制御の実行時において、各ホイールシリンダ3,4,5,6にマスタシリンダ2からブレーキ液圧を供給する第1の液圧系統について説明する。マスタシリンダ2は、例えば運転者が操作するブレーキペダル7と機械的に連結されており、ブレーキペダル7に付与される操作力(踏力)によってブレーキ液圧が昇圧されるように構成されている。また、マスタシリンダ2には、独立した2つの圧力室2f,2rが備えられていて、このうち圧力室2fには、管路途中にノーマルオープン形(通電時に閉弁する形式)の開閉弁8を備えた液圧管9の一端が接続されており、この液圧管9の他端側は、左前輪用の制動機構を構成するホイールシリンダ3に接続されている。また、右前輪用の制動機構を構成するホイールシリンダ4は、管路途中にノーマルオープン形の開閉弁10を備えた液圧管11によって、電磁開閉弁8とホイールシリンダ3との間の液圧管9に接続されている。
【0021】
一方、圧力室2rには、管路途中にノーマルオープン形の開閉弁12を備えた液圧管13の一端が接続されており、この液圧管13の他端側は、左後輪用の制動機構を構成するホイールシリンダ5に接続されている。また、右後輪用の制動機構を構成するホイールシリンダ6は、管路途中にノーマルオープン形の開閉弁14を備えた液圧管15によって、開閉弁12とホイールシリンダ5との間の液圧管13に接続されている。したがって、これらの開閉弁8,10,12,14に対して非通電の場合には、マスタシリンダ2の圧力室2fのブレーキ液圧が前輪側のホイールシリンダ3,4に供給され、圧力室2rのブレーキ液圧が後輪側のホイールシリンダ5,6に供給される構成となっている。
【0022】
すなわち、液圧管9,11を介して圧力室2fとホイールシリンダ3,4とを接続する液圧系統と、液圧管13,15を介して圧力室2rとホイールシリンダ5,6とを接続する液圧系統とが、後述する電子制御ブレーキシステムによる制動制御が行われない場合、すなわち通常の制動制御が行われる場合に、マスタシリンダ圧を各ホイールシリンダ3,4,5,6に供給する第1の液圧系統を構成している。
【0023】
つぎに、運転者の制動操作に応じて各ホイールシリンダ圧を電気的に調圧する電子制御ブレーキシステムによる制動制御の実行時に、各ホイールシリンダ3,4,5,6に対してブレーキ液圧の供給を行う第2の液圧系統について説明する。一端がリザーバ16に接続された液圧管17には、管路途中に、モータ18によって駆動される液圧ポンプ19が設けられていて、リザーバ16から流入する作動液が液圧ポンプ19によって昇圧される構成となっている。そして液圧ポンプ19の吐出側の液圧管20には、液圧ポンプ19から吐出される高圧の作動液を蓄圧するアキュムレータ21が接続されている。
【0024】
アキュムレータ21の下流側の液圧管20には、入力される制御信号の大きさに応じて弁開度をリニアに制御することが可能なノーマルクローズ形(通電時に開弁する形式)の制御弁22,23,24,25が接続されていて、それら各制御弁22,23,24,25の下流側には、それぞれ液圧管26,27,28,29が接続されている。そして、各液圧管26,27,28,29はそれぞれ二つに分岐されていて、一方の分岐管30,31,32,33は、ホイールシリンダ3,4,5,6にそれぞれ接続されている。また、他方の分岐管34,35,36,37は、ノーマルクローズ形の制御弁38,39,40,41を介して、一端がリザーバ16に接続された液圧管42にそれぞれ接続されている。
【0025】
なお、上記の液圧回路には、液圧回路各部のブレーキ液圧を検知するための圧力センサが設けられている。すなわち、マスタシリンダ2の圧力室2fと開閉弁8との間の液圧管9には、その部分のブレーキ液圧をマスタシリンダ圧として検出するマスタシリンダ圧センサ51が設けられている。また、アキュムレータ21が接続された液圧管20には、この部分のブレーキ液圧をアキュムレータ圧として検出するアキュムレータ圧センサ52が設けられている。そして、各ホイールシリンダ3,4,5,6付近の管路には、その部分のブレーキ液圧をそれぞれのホイールシリンダ圧として検出するホイールシリンダ圧センサ53,54,55,56がそれぞれ設けられている。
【0026】
上記のように構成された第2の液圧系統の動作を簡単に説明すると、まず、開閉弁8,12が閉弁状態に制御されて、マスタシリンダ2から各ホイールシリンダ3,4,5,6へのブレーキ液圧の供給、すなわち第1の液圧系統によるブレーキ液圧の供給が遮断されるとともに、開閉弁10,14が閉弁状態に制御されて、各ホイールシリンダ3,4,5,6に対するブレーキ液圧の制御をそれぞれ独立して行うことのできる状態にされる。すなわち、各ホイールシリンダ3,4,5,6への液圧供給系が、前述した第1の液圧系統から第2の液圧系統に切り換えられる。このように第1の液圧系統と第2の液圧系統とは、互いに排他的関係で、各ホイールシリンダ3,4,5,6に接続される構成となっている。
【0027】
そして、各ホイールシリンダ3,4,5,6のブレーキ液圧を増圧させる増圧制御の実行時には、減圧制御弁として機能する制御弁38,39,40,41が閉弁状態とされ、増圧制御弁として機能する制御弁22,23,24,25の弁開度が制御される。これにより、液圧管20、制御弁22,23,24,25、液圧管26,27,28,29、分岐管30,31,32,33を順に経由して、アキュムレータ21内の高圧の作動液が、各ホイールシリンダ3,4,5,6に供給されるため、ホイールシリンダ圧が昇圧される。
【0028】
一方、各ホイールシリンダ3,4,5,6のブレーキ液圧を減圧させる減圧制御の実行時には、制御弁22,23,24,25が閉弁状態とされ、制御弁38,39,40,41の弁開度が制御される。これにより、各ホイールシリンダ3,4,5,6の作動液が、分岐管30,31,32,33、分岐管34,35,36,37、制御弁38,39,40,41、液圧管42を順に経由してリザーバ16側に排出されるため、ホイールシリンダ圧が低下される。
【0029】
また、制御弁22,23,24,25と制御弁38,39,40,41とを、ともに閉弁状態とすることにより、各ホイールシリンダ3,4,5,6のブレーキ液圧を一定に保持することもできる。
【0030】
上記のように電子制御ブレーキシステムによる制動制御が実行される場合、制動装置1は、図4に示す電子制御装置100によってその動作が制御される。すなわち、電子制御装置100により、制動装置1の各開閉弁8,10,12,14および各制御弁22,23,24,25,38,39,40,41の動作が制御され、各ホイールシリンダ3,4,5,6内のブレーキ液圧が増減制御される。したがって、運転者の制動操作に応じて電子制御装置100で演算処理が行われ、その演算処理結果に基づいて出力される制御信号により、各車輪に付与される制動力が設定される。言い換えると、電子制御装置100により、運転者の制動操作に応じて各ホイールシリンダ3,4,5,6内のブレーキ液圧を制御して各車輪に付与する制動力が制御される。
【0031】
図4に、その電子制御装置100の構成、およびこの発明の制御装置に用いられる制御系統を概略的に示す。電子制御装置100には、前述のマスタシリンダ圧を検出するマスタシリンダ圧センサ51、アキュムレータ圧を検出するアキュムレータ圧センサ52、各ホイールシリンダ圧をそれぞれ検出するホイールシリンダ圧センサ53,54,55,56、各車輪の回転速度(回転数、回転方向)をそれぞれ検出する車輪速センサ101,102,103,104、ブレーキペダル7の踏み込み量(ストローク)あるいは踏み込み圧力を検出するブレーキペダルセンサ(もしくはブレーキペダルストロークセンサ)105、車両の前後方向の加速度を検出する前後加速度センサ106、車両の駆動力源Pの温度を検出する温度センサ107などの各種センサが設けられており、それらの各センサの出力信号が電子制御装置100に入力されるように構成されている。
【0032】
また、電子制御装置100には、駆動力源Pの運転状態もしくは制御状態に関する各種データが入力される。ここで、車両の駆動力源Pとしては、例えば、内燃機関または電動機の少なくとも一方を用いることができ、内燃機関としては、例えば電子スロットルバルブなどの出力を電気的に制御できる機構を備えた内燃機関が使用される。電動機としては、電力の供給により駆動トルクを発生させる通常のモータに加えて、例えば電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを有するモータ・ジェネレータを用いることが可能である。この実施例では、駆動力源Pとして、モータMが用いられている場合について説明する。
【0033】
したがって、電子制御装置100には、駆動力源PすなわちモータMに供給されている電力量、電流、電圧などのモータ制御データ、あるいはそれらのモータ制御データなどから求まるモータMの出力、エネルギ、駆動トルク等の値が入力される。そして、電子制御装置100には、各種のデータが記憶されており、電子制御装置100に入力される信号、および記憶されているデータに基づいて、電子制御装置100から、車両の制動装置1および駆動力源Pを制御する信号が出力されるように構成されている。
【0034】
ここで、上記の各車輪速センサ101,102,103,104によりそれぞれ検出される各車輪の回転速度の検出値を基に電子制御装置100で演算処理することによって、車速および車速の変化量を検出することができる。したがって、電子制御装置100、各車輪速センサ101,102,103,104等は、この発明における車速変化量検出手段として機能する。
【0035】
また、各車輪速センサ101,102,103,104によりそれぞれ検出される各車輪の回転速度、回転方向、あるいは前後加速度センサ106により検出される車両の前後加速度などの検出値を基に電子制御装置100で演算処理することによって、車両の前後加速度状態を検出することができる。したがって、電子制御装置100、各車輪速センサ101,102,103,104、前後加速度センサ106等は、この発明の加速度検出手段として機能する。なお、車両の前後加速度は、上記の前後加速度センサ106を用いずに、各車輪速センサ101,102,103,104による検出値のみから求めることも可能である。
【0036】
そして、各車輪速センサ101,102,103,104によりそれぞれ検出される各車輪の回転速度、回転方向、あるいは前後加速度センサ106により検出される車両の前後加速度などの検出値を基に電子制御装置100で演算処理することによって、例えば車両が走行している路面の傾斜角や摩擦係数、あるいは走行時に車両が受ける空気抵抗などの車両の走行環境を検出もしくは推定することができる。したがって、電子制御装置100、各車輪速センサ101,102,103,104、前後加速度センサ106等は、この発明の走行環境検出手段として機能する。
【0037】
前述したように、この発明は、特別なセンサや装置を新たに設けずに車両重量を精度良く推定することによって、車両重量の変化に起因する制動力のばらつき、すなわちブレーキの効き具合のばらつきを抑制することを目的としていて、そのために、この発明の制御装置は以下のように制御を実行するよう構成されている。
【0038】
図1は、この発明の制御装置による制御の一例を説明するためのブロック図である。先ず、例えばブレーキペダル7の踏み込み操作などの運転者による制動操作に応じて、目標減速度Gtが算出されて設定される(ブロックB10)。具体的には、運転者による制動操作量として、ブレーキペダル7の踏み込み操作に応じて増圧されるマスタシリンダ圧、あるいは、例えばブレーキペダルセンサ(ブレーキペダルストロークセンサ)105などによりブレーキペダル7の踏み込みストロークが検出され、その検出値に基づき演算処理されて、その際の制動操作量に応じて設定される制動力が車輪に付与された場合に得られるべく減速度が、目標減速度Gtとして設定される。
【0039】
そして、車両の制動力を設定する際に考慮される車両重量Wが設定される(ブロックB20)。車両の制動力は、制動時の車両重量、あるいは例えばブレーキロータとブレーキパッドとの間の摩擦係数、あるいは走行路面の傾斜角度などの条件が変化することによって、大小にばらつきが生じる。運転者の所定の制動操作に対して、制動力の大きさすなわちブレーキの効き具合にばらつきが生じると、運転者はブレーキの効きが悪くなったと感じたり、あるいはブレーキが効きすぎて運転操作がし難く感じたりする。そのため、上記の各条件のうち、例えば車両重量の推定精度が悪くなると、所定の制動操作に対して制動力のばらつきが大きくなり、ドライバビリティが低下してしまう。そこでこのブロックB20では、車両重量Wが精度良く推定するために、以下のようにして車両重量が算出される。
【0040】
すなわち、車両重量Wは、次の二通りの演算処理によって、それぞれ推定車両重量Wa、推定車両重量Wbとして推定される。そして、それら推定車両重量Wa,Wbのいずれかが、車両重量Wとして車両の状態に応じて適宜に選択されて設定される。
【0041】
(第1の車両重量算出制御)
この第1の車両重量算出制御は、モータMの出力エネルギとEmと、車速Vとから推定車両重量Waを算出する制御である。まず、モータMの出力エネルギEmが算出される(ブロックB21)。具体的には、この出力エネルギEmは、モータMが所定時間Δtの間回転制御されている際の電流iと電圧eとの積、すなわちモータMの出力Pm(=η・i・e;ηはモータ効率)をΔtの範囲で積分することにより求めることができる。
【0042】
また、現在の車速Vと前記の所定時間Δtの間における車速の変化量ΔVとが求められる(ブロックB22)。そして、出力エネルギEmと車速の変化量ΔVとを基に、車両の運動エネルギEkが算出され、その運動エネルギEkおよび車速Vから、推定車両重量Waが算出される(ブロックB23)。すなわち、モータMが出力した出力エネルギEmがどれだけ車両の運動エネルギEkに変換されたかが演算により求められる。具体的には、車速の変化量ΔVに基づいて、例えば車両の走行抵抗、ブレーキ損失、駆動系統各部の動力損失、補機負荷などによる損失を考慮した補正が行われ、運動エネルギEkが算出される。そして、その運動エネルギEkと車速Vとにより、推定車両重量Waが、
Wa=2・Ek/V2
として算出される。
【0043】
(第2の車両重量算出制御)
この第2の車両重量算出制御は、モータMの駆動トルクTmと、車両の前後加速度αとから推定車両重量Wbを算出する制御である。まず、モータMの駆動トルクTmが算出される(ブロックB25)。モータMの駆動トルクTmは、モータMに電流値に比例した値として求めることができ、例えばモータMの単位時間あたりの回転数をNmとすると、
Tm=Pm/(0.1047・Nm)
として求めることができる。
【0044】
また、車両の前後加速度αが、例えば前後加速度センサ106の検出値として、あるいは車輪速センサ101,102,103,104の検出値に基づいて演算されることによって求められる(ブロックB26)。そして、駆動トルクTmに車輪半径を掛けて求められるモータMの駆動力Fm、および車両の前後加速度αから、推定車両重量Wbが算出される(ブロックB27)。すなわち、推定車両重量Wbは、
Wb=Fm/α
として算出される。
【0045】
なお、上記の車両重量算出制御は、車両の駆動力源PがモータMである場合の例を示したものであるが、駆動力源Pがエンジンである場合であっても、同様にこの発明による制御を適用することができる。その場合、例えば、エンジンの駆動トルクTeは、エンジンの吸入空気量、回転速度、点火時期、可変バルブのタイミング角などのエンジンの運転状態や、トルクコンバータのトルク比、あるいはエンジンフリクションや補機負荷などによる損失分などに基づいて算出することができる。また、そのエンジンの駆動トルクTeにエンジン回転速度を掛けることにより、エンジンの出力Peを求めることができ、その出力Peに所定時間Δtを掛けることにより、エンジンのエネルギEeを求めることができて、同様に推定車両重量Wa,Wbを算出することができる。
【0046】
さらに、駆動力源Pとしてエンジンとモータ・ジェネレータとを備えたハイブリッド車であっても、同様にこの発明による制御を適用することができる。すなわち、ハイブリッド車においては、エンジンからの動力とモータ・ジェネレータからの動力とが、走行状態に応じて適宜分配されて駆動力として出力されるが、上記のようにして算出されるモータMおよびエンジンのそれぞれの出力エネルギ、出力、駆動トルクを適宜に分配あるいは選択することによって、同様に推定車両重量Wa,Wbを算出することができる。
【0047】
上記のようにして推定車両重量Wa,Wbがそれぞれ算出されると、ブロックB20における制御では、推定車両重量Waと推定車両重量Wbとが比較され、モータMの運転状態、あるいは推定車両重量Waと推定車両重量Wbとの大きさの比較結果などに基づいて、推定車両重量Wa,Wbのいずれかが、車両の制動力を設定する際に考慮される車両重量Wとして選択されて設定される。
【0048】
具体的には、図2のフローチャートで示す手順で車両重量Wが設定される。まず、温度センサ107により検出されたモータMの温度Hmが、所定温度範囲内にあるか否かが判断される(ステップS1)。所定温度範囲とは、モータMが正常に安定して運転されることのできる温度として予め定められた温度範囲であって、例えば、一般的なモータの場合、60℃前後から90℃前後の温度範囲として設定される。すなわち、このステップS1では、モータMが正常に安定して運転されることのできる温度範囲の上限温度をUm、下限温度をLmとすると、モータ温度Hmが、
Lm≦Hm≦Um
を満たす温度範囲にあるか否かが判断される。
【0049】
モータ温度Hmが所定温度範囲内にないこと、すなわちモータ温度Hmが下限温度Lmより低い、もしくはモータ温度Hmが上限温度Umより高いことによって、このステップS1で否定的に判断された場合は、ステップS2へ進み、車両重量Wとして推定車両重量Wbが選択されて設定される。
【0050】
モータMの出力エネルギEmと車速Vとに基づいて算出される推定車両重量Waは、相対的にモータMの運転状態が変動する際の影響を受け易い。すなわち、例えば始動直後などのように、モータMの回転が未だ安定せずにモータ温度Hmが所定温度範囲まで達していない状態では、出力エネルギEmを求める際の精度が低下し、車両重量の推定精度が低下する可能性がある。そこで、モータ温度Hmを検出し、そのモータ温度Hmの検出値が所定温度範囲内にない場合には、推定車両重量Wbを、車両の制動力を設定する際に考慮される車両重量Wとして選択して設定することによって、車両重量の推定精度を確保することができる。
【0051】
一方、モータ温度Hmが所定温度範囲内にあることによって、ステップS1で肯定的に判断された場合には、ステップS3へ進み、推定車両重量Waと推定車両重量Wbとの大きさが比較され、推定車両重量Waが推定車両重量Wbより大きいか否かが判断される。推定車両重量Waが推定車両重量Wb以下であることによって、このステップS3で否定的に判断された場合は、ステップS2へ進み、車両重量Wとして推定車両重量Wbが選択されて設定される。これに対して、推定車両重量Waが推定車両重量Wbよりも大きいことによって、ステップS3で肯定的に判断された場合には、ステップS4へ進み、車両重量Wとして推定車両重量Waが選択されて設定される。
【0052】
このように、二通りの方法で求められる推定車両重量Waと推定車両重量Wbとのいずれかを、車両重量Wとして選択して設定する場合に、それら推定車両重量Wa,Wbの大きい方が選択されて設定されることによって、小さい方の推定車両重量が車両重量Wとして選択されて車両の制動力が設定された場合と比較して、相対的に大きな制動力が設定されることになるため、制動時の安全性を確保することができる。
【0053】
車両重量Wが設定されると、その車両重量Wおよび車両の走行環境が考慮されて、各車輪に付与される制動力の大きさ(目標制動力)が設定される(ブロックB30)。この場合、車両重量W(すなわち推定車両重量Waもしくは推定車両重量Wb)の大きさが大きいほど制動力(目標制動力)が大きくなるように設定される。
【0054】
また、ここで制動力の設定の際に考慮される車両の走行環境とは、例えば走行路面の傾斜角、あるいは走行路面の摩擦係数、あるいは走行時に車両が受ける空気抵抗、あるいは制動装置1のブレーキパッドの摩擦係数などの、車両の制動時に制動力の大きさを変動させる要因となり得る車両の走行環境もしくは走行状態に関する各因子を示している。そしてこれらの各因子として、例えば、前後加速度センサ106の検出値もしくは各車輪速センサ101,102,103,104の検出値などに基づいた演算結果から路面の傾斜角、摩擦係数が検出される(ブロックB31)。
【0055】
各車輪に付与される目標制動力が設定されると、その目標制動力に応じて制動装置1を制御して実際に各車輪に制動力を付与するための、制動装置1の液圧系統におけるブレーキ液圧制御、すなわち運転者の制動操作に応じて各車輪に供給するブレーキ液圧を電気的に制御する電子制御ブレーキシステムによる制動制御が実行される(ブロックB40)。そして、上記のブレーキ液圧制御が実行されると、その際の減速度として実減速度Grが検出される(ブロックB50)。
【0056】
以上のように、この発明の制御装置による制御が実行されることによって、モータMの出力したエネルギEmと、車速Vの変化量ΔVとが検出され、それらの検出値に基づいて推定車両重量Waが算出される。また、モータMの駆動トルクTmと、車両の前後加速度αとが検出され、それらの検出値に基づいて推定車両重量Wbが算出される。そして、モータMの温度Hmが、モータMが安定して運転される温度範囲として定められた所定温度範囲外である場合に、推定車両重量Wbが、車両の制動力を設定する際に考慮される車両重量Wとして選択され、その車両重量Wが大きいほど車輪に付与する制動力が大きくなるように制御される。例えば始動直後などのモータMの運転が安定しない状態では、モータMの出力したエネルギを精度良く検出できず、推定車両重量Waの推定精度が低下する場合があるが、その場合に推定車両重量Wbが選択されて車両重量Wが設定されるため、車両重量Wの推定精度を確保し、適切な制動力制御を行うことができる。
【0057】
また、モータMの温度Hmが前記の所定温度範囲内である場合には、推定車両重量Waと推定車両重量Wbとが比較され、それらのうち大きい方が車両重量Wとして選択される。そのため小さい方の車両重量に基づいて制動力を設定した場合と比較して大きな制動力が設定されることになり、より確実に車両を制動することができる。
【0058】
さらに、制動力(目標制動力)が設定される際には、例えば、路面傾斜角あるいは路面摩擦係数あるいは空気抵抗などの走行環境が検出され、それらの走行環境が考慮されて車両Veの制動力(目標制動力)が設定されるため、より適切な制動力制御を行うことができる。
【0059】
ここで、上述した具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、上述したブロックB21の機能的手段が、この発明のエネルギ検出手段に相当し、ブロックB22の機能的手段が、この発明の車速変化量検出手段に相当し、ブロックB23の機能的手段が、この発明の第1車両重量算出手段に相当する。また、ブロックB25の機能的手段が、この発明の駆動力検出手段に相当し、ブロックB26の機能的手段が、この発明の加速度検出手段に相当する。そして、ブロックB31の機能的手段が、この発明の走行環境検出手段に相当し、ブロックB20,B30の機能的手段が、この発明の制動力設定手段に相当する。
【図面の簡単な説明】
【0060】
【図1】この発明の制御装置による制御例を説明するためのブロック図である。
【図2】図1のブロック図による制御を補足して説明するためのフローチャートである。
【図3】この発明の制御装置に用いられる制動装置の構成のうち、制動力制御に関する液圧系統を示す概念図である。
【図4】この発明の制御装置に用いられる制御系統を概略的に示すブロック図である。
【符号の説明】
【0061】
1…制動装置、 2…マスタシリンダ、 3,4,5,6…ホイールシリンダ、 21…アキュムレータ、 51…マスタシリンダ圧センサ、 52…アキュムレータ圧センサ、 53,54,55,56…ホイールシリンダ圧センサ、 100…電子制御装置、 101,102,103,104…車輪速センサ、 105…ブレーキペダルセンサ(ストロークセンサ)、 106…前後加速度センサ、 107…温度センサ。




 

 


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