ブレーキ制御装置
【課題】良好なブレーキフィーリングを実現する。
【解決手段】ブレーキ制御装置は、ペダルストロークＳＴおよびマスタシリンダ圧ＰＭＣに基づいて演算された目標減速度ＧｘＲｅｆに、フィードフォワード制御則およびフィードバック制御則に基づく補正を行う。特に、フィードフォワード項ＫＦＦにブレーキパッドの状態に基づいて学習した効き計測補正項が用いられるため、フィードバック制御におけるブレーキ装置の構成要素の経年劣化等の影響が少なくなる。したがって、制御量のハンチングを防止または抑制することができる。また、フィードフォワード項ＫＦＦを加味しながらフィードバック制御が継続的に実行されるため、制御の追従性を保持することもできる。その結果、ブレーキ装置の構成要素の経年劣化等に起因する外乱があっても、制御系の安定性を保持して良好なブレーキフィーリングを保持することができる。
【解決手段】ブレーキ制御装置は、ペダルストロークＳＴおよびマスタシリンダ圧ＰＭＣに基づいて演算された目標減速度ＧｘＲｅｆに、フィードフォワード制御則およびフィードバック制御則に基づく補正を行う。特に、フィードフォワード項ＫＦＦにブレーキパッドの状態に基づいて学習した効き計測補正項が用いられるため、フィードバック制御におけるブレーキ装置の構成要素の経年劣化等の影響が少なくなる。したがって、制御量のハンチングを防止または抑制することができる。また、フィードフォワード項ＫＦＦを加味しながらフィードバック制御が継続的に実行されるため、制御の追従性を保持することもできる。その結果、ブレーキ装置の構成要素の経年劣化等に起因する外乱があっても、制御系の安定性を保持して良好なブレーキフィーリングを保持することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に設けられた車輪に付与される制動力を制御するブレーキ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、マスタシリンダにおける液圧とブレーキペダルのペダルストロークとに基づいて目標減速度を算出し、その目標減速度が車両に付与されるように制動力を制御するブレーキ制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このようなブレーキ制御装置は、ブレーキペダルの操作量に応じて加圧されたブレーキフルードを各ホイールシリンダへ向けて送出する。このブレーキ制御は、ブレーキペダルの操作量に基づく要求減速度と、実際の減速度（以下「実減速度」という）との偏差を逐次算出し、その偏差を解消するように制動制御量を決定するフィードバック制御により実行される。
【特許文献１】特開昭６２−１８３５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、各車輪を制動するブレーキパッド等の構成要素にはもともと個体間のばらつきがあり、各構成要素ごとに経年劣化も生じる。このため、このような個体間のばらつきや経年劣化等に起因するブレーキの効きに対する外乱をフィードバック制御のみで補償しようとすると、制御系が不安定となる。つまり、制御の追従性を良くするようにフィードバックゲインを大きくすると、制御のハンチングが発生し易くなり、結果的にブレーキフィーリングが低下するといった問題がある。
【０００５】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、ブレーキ装置の構成要素の経年劣化等に起因する外乱があっても、制御系の安定性を保持して良好なブレーキフィーリングを実現できるブレーキ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様のブレーキ制御装置は、ホイールシリンダに供給する油圧を制御することにより、車輪に付与される制動力を制御するものである。このブレーキ制御装置は、ブレーキ操作部材の操作に基づく車両の目標減速度を演算する目標減速度演算手段と、前記目標減速度演算手段により演算された目標減速度を、少なくともブレーキの効き状態に基づいて学習したフィードフォワード項と、前記フィードフォワード項を加味した目標減速度と実減速度との偏差に基づくフィードバック項との双方を用いて補正する目標減速度補正手段と、前記目標減速度補正手段により補正された目標減速度に基づいて、前記ホイールシリンダへ供給すべき目標油圧を演算する目標油圧演算手段と、前記目標油圧演算手段により演算された目標油圧に基づいて、前記ホイールシリンダに供給する油圧を制御する油圧制御手段と、を備える。
【０００７】
この態様によれば、ブレーキ操作部材の操作量に基づいて演算された目標減速度に、フィードフォワード制御則およびフィードバック制御則に基づく補正がなされ、その補正後の目標減速度を実現する目標油圧が演算される。そして、ホイールシリンダに供給する油圧がこの目標油圧となるように制御される。ここでは、少なくともブレーキの効き状態に基づいて学習したフィードフォワード項がフィードバック項の演算に用いられるため、フィードバック制御による補正量を小さくすることができる。つまり、フィードバック制御におけるブレーキ装置の構成要素の経年劣化等の影響が少なくなる。したがって、制御のハンチングを防止または抑制することができる。また、フィードフォワード項を加味しながらフィードバック制御が継続的に実行されるため、制御の追従性を保持することもできる。その結果、ブレーキ装置の構成要素の経年劣化等に起因する外乱があっても、制御系の安定性を保持して良好なブレーキフィーリングを保持することができる。
【０００８】
目標減速度補正手段は、フィードフォワード項として、少なくともブレーキパッドを含むブレーキ装置の構成要素の状態に基づくブレーキの効きの変化を補う補正項を算出するようにしてもよい。なお、ここでいう「ブレーキ装置の構成要素」には、ブレーキパッドはもちろん、ブレーキパッドの周辺部品など、何らかの要因によるその状態変化がブレーキの効きを変化させるものが含まれ得る。
【０００９】
この態様によれば、例えばブレーキ装置の構成要素のいずれかの経年劣化が進むなどしていずれかの車輪のブレーキの効きが低下した場合には、その効きの低下を補う補正項が算出されてフィードフォワード項として学習される。このため、そのフィードフォワード項によって予め制御量のかさ上げが行われることになり、フィードバック制御のフィードバックゲインを相対的に小さくしてその安定性を保持することができる。
【００１０】
より具体的には、目標減速度補正手段が、フィードフォワード項として、ブレーキ装置の構成要素の状態に基づいて学習した補正項と、車両の重量に基づく補正項とを逐次更新するようにしてもよい。すなわち、個々のブレーキパッド等の個体間のばらつきや経年劣化などによるブレーキパッド等の状態の変化は、ブレーキの効きに長期的に影響を及ぼす。一方、車両の乗員人数や積載重量の変化は、車両走行時の慣性力を一時的に変化させるため、ブレーキの効きに短期的に影響を及ぼす。ここでは、両者のブレーキの効きへの影響を考慮し、それぞれフィードフォワード項を構成する補正項として学習する。各補正項を逐次更新することにより、より適正なフィードフォワード項を用いることができる。
【００１１】
ただし、後述する実施の形態でも述べるように、上述したブレーキの効きは車速依存性があり、また、減速度の変動の大きさによってはその過渡特性の影響で適正に測定できない場合がある。
【００１２】
そこで、目標減速度補正手段は、予め設定した計測有効条件が成立したときにのみ、ブレーキの効き状態に基づく学習を行ってフィードフォワード項を更新するようにしてもよい。なお、ここでいう「計測有効条件」は、ブレーキの効き状態を適正に測定するための条件を意味し、上述した車速や減速度の変動の大きさに基づく条件を含み得るが、ブレーキの効きの適正な測定を阻害するその他の判定指標に基づいて設定することもできる。
【００１３】
また、フィードフォワード項を有効に機能させるには、ある程度長期的な学習が必要な場合がある。例えば車両の工場出荷当初はブレーキパッド等に個体間のばらつきがあっても経年劣化はない。このため、ブレーキの効き状態に基づいて学習したフィードフォワード項の制御への追従性が良好に得られない場合がある。このような場合には、制御の追従性を確保するために、フィードバックゲインを上げておくほうが好ましい。
【００１４】
そこで、目標減速度補正手段は、ブレーキの効き状態に基づく学習が所定回数行われるまではフィードバックゲインを所定量上げておき、その学習が所定回数を超えると、フィードバックゲインを下げるようにするとよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のブレーキ制御装置によれば、制御系の安定性を保持して良好なブレーキフィーリングを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００１７】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るブレーキ制御装置を示す系統図である。同図に示されるブレーキ制御装置１０は、車両用の電子制御式ブレーキシステムを構成しており、運転者によるブレーキ操作部材としてのブレーキペダル１２の操作量に基づいて車両の４輪のブレーキを独立かつ最適に制御するものである。
【００１８】
ブレーキペダル１２は、運転者による踏み込み操作に応じて作動流体としてのブレーキフルードを送り出すマスタシリンダ１４に接続されている。ブレーキペダル１２には、その踏み込みストロークを検出するためのストロークセンサ４６が設けられている。マスタシリンダ１４の一方の出力ポートには、運転者によるブレーキペダル１２の操作力に応じた反力を創出するストロークシミュレータ２４が接続されている。マスタシリンダ１４とストロークシミュレータ２４とを接続する流路の中途には、シミュレータカット弁２３が設けられている。シミュレータカット弁２３は、非通電時に閉状態にあり、運転者によるブレーキペダル１２の操作が検出された際に開状態に切り換えられる常閉型の電磁開閉弁である。また、マスタシリンダ１４には、ブレーキフルードを貯留するためのリザーバタンク２６が接続されている。
【００１９】
マスタシリンダ１４の一方の出力ポートには、右前輪用のブレーキ油圧制御管１６が接続されており、ブレーキ油圧制御管１６は、図示されない右前輪に対して制動力を付与する右前輪用のホイールシリンダ２０ＦＲに接続されている。また、マスタシリンダ１４の他方の出力ポートには、左前輪用のブレーキ油圧制御管１８が接続されており、ブレーキ油圧制御管１８は、図示されない左前輪に対して制動力を付与する左前輪用のホイールシリンダ２０ＦＬに接続されている。右前輪用のブレーキ油圧制御管１６の中途には、右電磁開閉弁２２ＦＲが設けられており、左前輪用のブレーキ油圧制御管１８の中途には、左電磁開閉弁２２ＦＬが設けられている。これらの右電磁開閉弁２２ＦＲおよび左電磁開閉弁２２ＦＬは、何れも、非通電時に開状態にあり、通電時に閉状態に切り換えられる常開型電磁弁である。
【００２０】
また、右前輪用のブレーキ油圧制御管１６の中途には、右前輪側のマスタシリンダ圧を検出する右マスタ圧力センサ４８ＦＲが設けられており、左前輪用のブレーキ油圧制御管１８の途中には、左前輪側のマスタシリンダ圧を計測する左マスタ圧力センサ４８ＦＬが設けられている。ブレーキ制御装置１０では、運転者によってブレーキペダル１２が踏み込まれた際、ストロークセンサ４６によりその踏み込み操作量が検出されるが、これらの右マスタ圧力センサ４８ＦＲおよび左マスタ圧力センサ４８ＦＬによって検出されるマスタシリンダ圧からもブレーキペダル１２の踏み込み操作力（踏力）を求めることができる。このように、ストロークセンサ４６の故障を想定して、マスタシリンダ圧を２つの圧力センサ４８ＦＲおよび４８ＦＬによって監視することは、フェイルセーフの観点からみて好ましい。なお、以下では適宜、右マスタ圧力センサ４８ＦＲおよび左マスタ圧力センサ４８ＦＬを総称して、マスタシリンダ圧センサ４８という。
【００２１】
一方、リザーバタンク２６には、油圧給排管２８の一端が接続されており、この油圧給排管２８の他端には、モータ３２により駆動されるオイルポンプ３４の吸込口が接続されている。オイルポンプ３４の吐出口は、高圧管３０に接続されており、この高圧管３０には、アキュムレータ５０とリリーフバルブ５３とが接続されている。本実施の形態では、オイルポンプ３４として、モータ３２によってそれぞれ往復移動させられる２体以上のピストン（図示せず）を備えた往復動ポンプが採用される。また、アキュムレータ５０としては、ブレーキフルードの圧力エネルギを窒素等の封入ガスの圧力エネルギに変換して蓄えるものが採用される。
【００２２】
アキュムレータ５０は、オイルポンプ３４によって例えば１４〜２２ＭＰａ程度にまで昇圧されたブレーキフルードを蓄える。また、リリーフバルブ５３の弁出口は、油圧給排管２８に接続されており、アキュムレータ５０におけるブレーキフルードの圧力が異常に高まって例えば２５ＭＰａ程度になると、リリーフバルブ５３が開弁し、高圧のブレーキフルードは油圧給排管２８へと戻される。更に、高圧管３０には、アキュムレータ５０の出口圧力、すなわち、アキュムレータ５０におけるブレーキフルードの圧力を検出するアキュムレータ圧センサ５１が設けられている。
【００２３】
そして、高圧管３０は、増圧弁４０ＦＲ，４０ＦＬ，４０ＲＲ，４０ＲＬを介して右前輪用のホイールシリンダ２０ＦＲ、左前輪用のホイールシリンダ２０ＦＬ、右後輪用のホイールシリンダ２０ＲＲおよび左後輪用のホイールシリンダ２０ＲＬに接続されている。以下、適宜、ホイールシリンダ２０ＦＲ〜２０ＲＬを総称して「ホイールシリンダ２０」といい、適宜、増圧弁４０ＦＲ〜４０ＲＬを総称して「増圧弁４０」という。増圧弁４０は、何れも、非通電時は閉じた状態にあり、必要に応じてホイールシリンダ２０の増圧に利用される常閉型の電磁流量制御弁（リニア弁）である。なお、図示されない車両の各車輪に対しては、ディスクブレーキユニットが設けられており、各ディスクブレーキユニットは、ホイールシリンダ２０の作用によってブレーキパッドをディスクに押し付けることで制動力を発生する。
【００２４】
また、右前輪用のホイールシリンダ２０ＦＲと左前輪用のホイールシリンダ２０ＦＬとは、それぞれ減圧弁４２ＦＲまたは４２ＦＬを介して油圧給排管２８に接続されている。減圧弁４２ＦＲおよび４２ＦＬは、必要に応じてホイールシリンダ２０ＦＲ，２０ＦＬの減圧に利用される常閉型の電磁流量制御弁（リニア弁）である。一方、右後輪用のホイールシリンダ２０ＲＲと左後輪用のホイールシリンダ２０ＲＬとは、常開型の電磁流量制御弁である減圧弁４２ＲＲまたは４２ＲＬを介して油圧給排管２８に接続されている。以下、適宜、減圧弁４２ＦＲ〜４２ＲＬを総称して「減圧弁４２」という。
【００２５】
右前輪用、左前輪用、右後輪用および左後輪用のホイールシリンダ２０ＦＲ〜２０ＲＬ付近には、それぞれ対応するホイールシリンダ２０に作用するブレーキフルードの圧力であるホイールシリンダ圧を検出するホイールシリンダ圧センサ４４ＦＲ，４４ＦＬ，４４ＲＲおよび４４ＲＬが設けられている。以下、適宜、ホイールシリンダ圧センサ４４ＦＲ〜４４ＲＬを総称して「ＷＣ圧センサ４４」という。
【００２６】
上述の右電磁開閉弁２２ＦＲおよび左電磁開閉弁２２ＦＬ、増圧弁４０ＦＲ〜４０ＲＬ、減圧弁４２ＦＲ〜４２ＲＬ、オイルポンプ３４、アキュムレータ５０等は、ブレーキ制御装置１０の油圧アクチュエータ８０を構成する。そして、かかる油圧アクチュエータ８０は、電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）２００によって制御される。
【００２７】
ＥＣＵ２００は、各種演算処理を実行するＣＰＵ、各種制御プログラムを格納するＲＯＭ、データ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用されるＲＡＭ、エンジン停止時にも記憶内容を保持できるバックアップＲＡＭ等の不揮発性メモリ、入出力インターフェース、各種センサ等から入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換して取り込むためのＡ／Ｄコンバータ等を備えるものである。
【００２８】
ＥＣＵ２００には、上述の電磁開閉弁２２ＦＲ，２２ＦＬ、シミュレータカット弁２３、増圧弁４０ＦＲ〜４０ＲＬ、減圧弁４２ＦＲ〜４２ＲＬ等の油圧アクチュエータ８０を含む各種アクチュエータ類が電気的に接続されている。また、ＥＣＵ２００には、制御に用いるための信号を出力する各種センサ・スイッチ類が電気的に接続されている。すなわち、ＥＣＵ２００には、ＷＣ圧センサ４４ＦＲ〜４４ＲＬから、ホイールシリンダ２０ＦＲ〜２０ＲＬにおけるホイールシリンダ圧を示す信号が入力される。更に、ＥＣＵ２００には、ストロークセンサ４６からブレーキペダル１２のペダルストロークを示す信号が入力され、右マスタ圧力センサ４８ＦＲおよび左マスタ圧力センサ４８ＦＬからマスタシリンダ圧を示す信号が入力され、アキュムレータ圧センサ５１からアキュムレータ圧を示す信号が入力される。
【００２９】
このように構成されるブレーキ制御装置１０では、ＥＣＵ２００により、ブレーキペダル１２の踏み込み量を表すペダルストロークとマスタシリンダ圧とから車両の目標減速度が算出され、算出された目標減速度に応じて各車輪のホイールシリンダ圧の目標値である目標油圧、つまり目標ホイールシリンダ圧が求められる。そして、ＥＣＵ２００により増圧弁４０および減圧弁４２が制御され、各車輪のホイールシリンダ圧が目標ホイールシリンダ圧になるよう制御される。
【００３０】
一方、このとき電磁開閉弁２２ＦＲ及び２２ＦＬは閉状態とされ、シミュレータカット弁２３は開状態とされる。よって、運転者によるブレーキペダル１２の踏込によりマスタシリンダ１４から送出されたブレーキフルードは、シミュレータカット弁２３を通ってストロークシミュレータ２４に流入する。
【００３１】
また、アキュムレータ圧が予め設定された制御範囲の下限値未満であるときには、ＥＣＵ２００によりオイルポンプ３４が駆動されてアキュムレータ圧が昇圧され、アキュムレータ圧がその制御範囲に入ればオイルポンプ３４の駆動が停止される。
【００３２】
次に、本実施の形態のブレーキ制御の概要について説明する。
【００３３】
まず、運転者がイグニションスイッチをオンにする前、すなわち各電磁弁に対する通電前においては、各電磁弁は内蔵しているバネの付勢力により、図１に示した状態にある。このとき、マスタシリンダ１４から大気圧のブレーキオイルが右および左電磁開閉弁２２ＦＲ、２２ＦＬを介して、それぞれ右前輪と左前輪のホイールシリンダ２０ＦＲ、２０ＦＬに達している。一方、右後輪と左後輪のホイールシリンダ２０ＲＲ、２０ＲＬにも、油圧給排管２８と常開型の減圧弁４２ＲＲ、４２ＲＬを介して、リザーバタンク２６内の液圧と同じ大気圧のブレーキオイルが到達している。この時点では、４つすべてのホイールシリンダ圧が大気圧であり、制動力は発生しない。ただし、非通電時であっても、運転者がブレーキペダル１２を踏めば、その踏込力に応じた制動力が右前輪と左前輪のホイールシリンダ２０ＦＲ、２０ＦＬに直接作用し、これら右前輪と左前輪には制動力が生じる。
【００３４】
運転者がイグニションスイッチをオンすると、必要に応じてモータ３２が作動し、アキュムレータ圧が制御範囲に入る。この後、通常走行に入ったときも各電磁弁は図１の状態にある。続いて、運転者がブレーキペダル１２を踏むと、まずマスタシリンダ１４が押し込まれ、マスタシリンダ１４とリザーバタンク２６の連通が遮断される。また、右および左電磁開閉弁２２ＦＲ、２２ＦＬが閉じられ、シミュレータカット弁２３が開かれ、マスタシリンダ１４から右前輪および左前輪のホイールシリンダ２０ＦＲ、２０ＦＬへの大気圧のブレーキオイルの連通が遮断される。また、右後輪用、左後輪用の減圧弁４２ＲＲ、４２ＲＬが閉じられ、４個の増圧弁４０ＦＲ、４０ＦＬ、４０ＲＲ、４０ＲＬが開けられる。各電磁弁の開度は、後述する各種演算を経て算出された各車輪の目標ホイールシリンダ圧をもとに制御される。
【００３５】
図２は、ブレーキ制御装置によるブレーキ制御に係る機能ブロック図である。
ＥＣＵ２００ではまず、目標減速度演算部６１により、ストロークセンサ４６を介して取得されたペダルストロークＳＴとマスタシリンダ圧センサ４８を介して取得されたマスタシリンダ圧ＰＭＣとに基づき、既知の手法で目標減速度ＧｘＲｅｆが演算される。
【００３６】
そして、目標減速度補正部６２により、目標減速度ＧｘＲｅｆに対してフィードフォワード制御則およびフィードバック制御則を用いて所定の外乱を考慮した補正が施される。すなわち、補正係数演算部６３により、車両の現在の加速度を検出するＧセンサ７０から入力された実際の減速度（以下「実減速度」という）Ｇを用いて補正係数Ｋが演算される。この補正係数Ｋは、後に詳述するフィードフォワード項ＫＦＦとフィードバック項ＫＦＢとの積により算出される。そして、目標減速度補正演算部６４により、補正係数Ｋによって補正された目標減速度ＧｘＲｅｆｈが演算される。
【００３７】
そして、目標油圧演算部６５により、この補正後の目標減速度ＧｘＲｅｆｈに基づく各車輪のホイールシリンダ２０の目標ホイールシリンダ圧Ｐｒｅｆが既知の手法で演算される。
【００３８】
そして、油圧制御部６６により、この目標ホイールシリンダ圧Ｐｒｅｆが実現されるように増圧弁４０および減圧弁４２に制御電流Ｉが付与されてこれらが開閉制御され、各車輪に適正な制動力が付与される。
【００３９】
なお、本実施の形態において、目標減速度演算部６１が目標減速度演算手段に該当し、目標減速度補正部６２が目標減速度補正手段に該当し、目標油圧演算部６５が目標油圧演算手段に該当し、油圧制御部６６が油圧制御手段に該当する。
【００４０】
次に、本実施の形態のブレーキ制御処理の流れについて具体的に説明する。図３は、ブレーキ制御処理を表すフローチャートである。この処理は、制動時に所定の周期ごとにＥＣＵ２００により実行される。
【００４１】
処理が開始されると、ＥＣＵ２００ではまず、目標減速度演算部６１が、ストロークセンサ４６により検出されたペダルストロークＳＴを読み込み（Ｓ１０）、続いて、マスタシリンダ圧センサ４８により検出されたマスタシリンダ圧ＰＭＣを読み込む（Ｓ１２）。なお、測定値として２つのマスタシリンダ圧センサ４８のいずれかの測定値を用いてもよいし、２つの測定値の平均値を用いてもよい。また、マスタシリンダ圧を示す信号にフィルタを適宜かけて滑らかな信号としてもよい。
【００４２】
続いて、目標減速度演算部６１は、ペダルストロークＳＴおよびマスタシリンダ圧ＰＭＣに基づいて目標減速度ＧｘＲｅｆを演算する（Ｓ１４）。ＥＣＵ２００には、ペダルストロークＳＴ、マスタシリンダ圧ＰＭＣおよび目標減速度ＧｘＲｅｆの関係が予めマップ化されて記憶されている。
【００４３】
続いて、目標減速度補正部６２が、この目標減速度ＧｘＲｅｆを適正に補正し、補正後の目標減速度ＧｘＲｅｆｈを得る（Ｓ１６）。なお、この補正処理については後に詳述する。
【００４４】
続いて、目標油圧演算部６５が、この補正後の目標減速度ＧｘＲｅｆｈに基づく各車輪の目標ホイールシリンダ圧Ｐｒｅｆを演算する（Ｓ１８）。なお、ＥＣＵ２００には、目標減速度ＧｘＲｅｆｈと目標ホイールシリンダ圧Ｐｒｅｆとの関係が予めマップ化されて記憶されている。
【００４５】
そして、油圧制御部６６が、この目標ホイールシリンダ圧Ｐｒｅｆに応じた制御電流Ｉを演算し、増圧弁４０または減圧弁４２を通電して適正な油圧制御を実行する（Ｓ２０）。これにより、増圧弁４０および減圧弁４２が開閉制御され、各車輪に適正な制動力が付与される。
【００４６】
なお、以上の処理を終了したときに、イグニッションスイッチがオフにされたことが確認されると（Ｓ２２のＹＥＳ）、目標減速度補正部６２は、次回の処理のために今回の効き補正係数Hosei（後述する）をバックアップＲＡＭ等の不揮発性メモリに記憶しておく（Ｓ２４）。この効き補正係数記憶処理の詳細については後述する。
【００４７】
図４は、目標減速度補正処理を表すフローチャートである。
【００４８】
上述したＳ１６の目標減速度補正処理において、補正係数演算部６３は、下記式（１）で表される補正係数Ｋを演算する。
【００４９】
Ｋ＝ＫＦＦ・ＫＦＢ ・・・（１）
ＫＦＦ：フィードフォワード項
ＫＦＢ：フィードバック項
すなわち、補正係数演算部６３はまず、フィードフォワード項ＫＦＦを演算する（Ｓ３０）。このフィードフォワード項ＫＦＦは、各車輪のブレーキパッドの個体間のばらつきや経年変化に伴う長期的なブレーキの効きの変化に対応した補正項であるが、その具体的な演算手順については、後に詳述する。
【００５０】
続いて、補正係数演算部６３は、ＰＩＤ制御による下記式（２）で表されるフィードバック項ＫＦＢを演算する（Ｓ３２）。
【００５１】
ＫＦＢ＝１＋Ｐgain・err＋Ｉgain・∫err＋d/dt（Ｄgain・err） ・・・（２）
Ｐgain：比例ゲイン
Ｉgain：積分ゲイン
Ｄgain：微分ゲイン
なお、errはフィードフォワード項を加味した目標減速度と実減速度との偏差であり、下記式（３）により演算されるものである。
【００５２】
err＝ＧｘＲｅｆ・ＫＦＦ−Ｇ ・・・（３）
Ｇ：実減速度
続いて、補正係数演算部６３は、このようにして演算されたフィードフォワード項ＫＦＦおよびフィードバック項ＫＦＢを用いて、上記式（１）から補正係数Ｋを算出する（Ｓ３４）。
【００５３】
そして、目標減速度補正演算部６４は、下記式（４）により、補正された目標減速度ＧｘＲｅｆｈを演算する（Ｓ３６）。
【００５４】
ＧｘＲｅｆｈ＝Ｋ・ＧｘＲｅｆ ・・・（４）
図５は、フィードフォワード項演算処理を表すフローチャートである。
【００５５】
上述したＳ３０のフィードフォワード項ＫＦＦは、下記式（５）により表される。
【００５６】
ＫＦＦ＝ＫＦＦＡ・ＫＦＦＢ・ＫＦＦＣ ・・・（５）
ＫＦＦＡ：効き計測補正項
ＫＦＦＢ：フェード補正項
ＫＦＦＣ：重量学習補正項
ここで、効き計測補正項ＫＦＦＡは、各車輪のブレーキの構成要素であるブレーキパッドやその周辺部品などの個体間のばらつきや経年劣化など、ブレーキの効きに長期的にゆっくり影響を及ぼす外乱に対する補正項である。また、フェード補正項ＫＦＦＢは、ブレーキパッドのフェード現象など、ブレーキの効きに短期的に影響を及ぼす外乱に対する補正項である。さらに、重量学習補正項ＫＦＦＣは、車両の乗員人数や積載重量の変化など、車両走行時の慣性力によりブレーキの効きに短期的に影響を及ぼす外乱に対する補正項である。
【００５７】
このフィードフォワード項演算処理において、補正係数演算部６３は、まず効き計測補正項ＫＦＦＡを演算するために、下記式（６）によりブレーキの効きを表す効き計測値ErrRatetempを算出する（Ｓ４０）。
【００５８】
ErrRatetemp＝（realＧx−realＧx0）／nominalＧx−１ ・・・（６）
ここで、realＧxは実減速度に対応するが、詳細には、Ｇセンサ７０から取得した実減速度Ｇからブレーキの油圧制御に無関係な減速要因の減速度を差し引いたものであり、本実施の形態では下記式（７）により算出される。
【００５９】
realＧx＝Ｇセンサ値−他システム減速度−坂路補正分減速度 ・・・（７）
すなわち、realＧxは、Ｇセンサ値からエンジンブレーキによる減速度などの他システム減速度を差し引き、さらに坂路補正分の減速度を差し引いて算出される。ここで、坂路補正分の減速度とは、車両が坂道を走行しているときに作用する慣性力により発生する減速度を意味する。このrealＧxには、例えば車両の減速過程において車速が所定値（例えば３０ｋｍ／ｈ）を経由するときの所定時間（例えば０．２秒間）の平均値を用いることができる。なお、車両がハイブリッド車両などの場合には、他システム減速度に回生ブレーキによる減速度も含まれ得る。
【００６０】
なお、他システム減速度は、運転者によりアクセルペダルが両踏みされているときなどの加速時、図示しないパーキングブレーキがオンにされているとき、図示しないステアリングホイールの操舵角が所定値以上または操舵角変化が大きいときには適正な値が算出されないことがある。このため、このような場合には効き計測値の計測自体を行わないようにする。
【００６１】
また、realＧx0は、運転者がブレーキペダルを踏み込む直前のrealＧxである。ここでは、効き計測値ErrRatetempの精度を高めるために、Ｇセンサの実測値そのものではなく、その変化量を基準に計測するようにしたものである。さらに、nominalＧxは、ＷＣ圧センサ４４により検出されたホイールシリンダ圧から演算される（予測される）減速度であり、車速が所定値（例えば３０ｋｍ／ｈ）を経由するときの所定時間（例えば０．２秒間）の平均値を用いることができる。
【００６２】
なお、以上に説明した効き計測値ErrRatetempは、計測の精度を向上させるために所定の計測有効条件が満たされたときにその計測が実施される。すなわち、１）車速が所定値（上記例では３０ｋｍ／ｈ）のときに所定時間（上記例では０．２秒間）の効き計測が可能であること、２）効き計測時のrealＧxの変動が所定値以下（例えば３ｍ／ｓ２／sec以下）であることが、計測有効条件とされ得る。条件１）は、ブレーキの効きの車速依存性が大きいために、ある速度を基準に変化量を計測するものである。条件２）は、過渡特性の影響を低減するために設定される。つまり、車速が所定値であっても、例えば運転者によるブレーキペダルの操作量が非常に速い場合には、誤差を多く含むことになる。そこで、このようにrealＧxの変動が大きい場合には、効き計測を行わないか無視するようにするものである。
【００６３】
続いて、補正係数演算部６３は、予め設定した効き計測値の上限値および下限値に基づいて、上述のようにして算出した効き計測値ErrRatetempのフィルタリング処理を行う（Ｓ４２）。これは、ブレーキの効き状態としてあり得ない部分を除くものであり、その効き計測値ErrRatetempがその上限値を超えたり、下限値を下回る場合には、今回の計測値を無視する。これは、効き計測値ErrRatetempの大きなずれを無視して、制御の安定性を確保するものである。
【００６４】
続いて、補正係数演算部６３は、計測の精度を向上させるために効き計測値の平均化処理を行い、ErrRatetempの平均値ErrRateを算出する（Ｓ４４）。例えば、過去から記憶されてきたErrRatetempの平均値を算出する。
【００６５】
そして、補正係数演算部６３は、下記式（８）で表される効き補正係数Hoseiを演算する（Ｓ４６）。
【００６６】
Hosei＝１／（１＋ErrRate） ・・・（８）
これは、ブレーキの効きが当初予定していた値に対して低下したときに、その低下分を上乗せしてブレーキの効きを補うための補正係数である。
【００６７】
続いて、補正係数演算部６３は、このようにして算出した効き補正係数Hoseiに対して予め設定した１トリップ変動量制限値に基づくフィルタリング処理を行う（Ｓ４８）。ここで、１トリップとはイグニッションスイッチのオン−オフ間を意味するが、１トリップにおけるブレーキの効きの変化はある程度限られるものであることから、そのブレーキの効きが過大である場合には、何らかの異常が生じていると考えられる。そこで、前回のイグニッションスイッチのオフのときに記憶した効き補正係数Hoseiの平均値（後述する）と今回算出した効き補正係数Hoseiとの差、つまり効き補正係数Hoseiの変動量が、その１トリップ変動量制限値よりも大きい場合には、今回の効き補正係数Hoseiを無視する。
【００６８】
さらに、補正係数演算部６３は、予め設定した効き補正係数の上限値および下限値に基づいて、上述のようにして算出した効き補正係数Hoseiのフィルタリング処理を行う（Ｓ５０）。つまり、その効き補正係数Hoseiがその上限値を超えたり、下限値を下回る場合には、今回の計測値を無視する。これは、効き補正係数Hoseiの大きなずれを無視して、制御の安定性を確保するものである。
【００６９】
以上のようにして、無視されることなく算出された効き補正係数Hoseiが効き計測補正項ＫＦＦＡとして設定される（Ｓ５２）。
【００７０】
続いて、補正係数演算部６３は、ブレーキパッドのフェード現象による外乱を解消するフェード補正項ＫＦＦＢを演算する（Ｓ５４）。このフェード補正項ＫＦＦＢを組み込むことにより、例えばブレーキパッドの温度が短期的に上昇してブレーキの効きが低下したときに、そのブレーキの効きを補うことができる。
【００７１】
すなわち、補正係数演算部６３は、ブレーキパッドの温度をその周辺に設置された図示しない温度センサ等の検出値に基づいて推定する。ＥＣＵ２００には、このブレーキパッドの推定温度とフェード補正項ＫＦＦＢとの関係が予めマップ化されて記憶されている。補正係数演算部６３は、ブレーキパッドの推定温度に基づいてマップを参照し、フェード補正項ＫＦＦＢを設定する。
【００７２】
続いて、補正係数演算部６３は、車両の乗員人数や積載重量の変化など車両重量による慣性力に起因する外乱を解消する重量学習補正項ＫＦＦＣを演算する（Ｓ５６）。この重量学習補正項ＫＦＦＣを組み込むことにより、例えば車両の下り坂の走行中にブレーキの効きが低下したときに、そのブレーキの効きを補うことができる。
【００７３】
すなわち、補正係数演算部６３は、図示しないトルクセンサから取得した車両の加速トルクおよびＧセンサ７０から取得した加速度や、図示しない車高センサから取得した車高等から現在の車両重量を推定する。ＥＣＵ２００には、加速トルクおよび加速度と車両重量との関係、並びに車両重量と重量学習補正項ＫＦＦＣとの関係が予めマップ化されて記憶されている。補正係数演算部６３は、前者のマップを参照して車両重量を取得し、さらに後者のマップを参照して重量学習補正項ＫＦＦＣを設定する。
【００７４】
そして、補正係数演算部６３は、以上のようにして設定した効き計測補正項ＫＦＦＡ、フェード補正項ＫＦＦＢおよび重量学習補正項ＫＦＦＣを上記式（５）に代入することによりフィードフォワード項ＫＦＦを算出する（Ｓ５８）。
【００７５】
図６は、補正係数記憶処理を表すフローチャートである。この処理は既述のＳ２４の処理であり、次回のＳ４８の処理に用いる「前回の効き補正係数Hosei」を記憶しておくものである。補正係数演算部６３は、イグニッションスイッチがオフにされたことが確認されると、次回の処理の便宜のために今回の効き補正係数HoseiをバックアップＲＡＭ等の不揮発性メモリに記憶しておく。
【００７６】
すなわち、補正係数演算部６３はまず、ブレーキパッドの温度をその周辺に設置された図示しない温度センサ等の検出値に基づいて推定する（Ｓ７０）。
【００７７】
そして、補正係数演算部６３は、そのブレーキパッドの温度が予め設定した記憶許可温度以下であるか否かを判断する（Ｓ７２）。このとき、ブレーキパッドの温度がその記憶許可温度を超えている場合には（Ｓ７２のＮＯ）、ブレーキパッドまたはその周辺部品に以上が生じていると考えられるため、当該補正係数記憶処理を中断する。つまり、次回のＳ４８の処理には現在記憶されている前回の効き補正係数Hoseiを用いるようにする。
【００７８】
一方、ブレーキパッドの温度がその記憶許可温度以下であれば（Ｓ７２のＹＥＳ）、補正係数演算部６３は、続いて効き補正係数記憶値平均化処理を実行する（Ｓ７４）。ここでは、今回の演算処理により算出された効き補正係数Hoseiの影響が過大にならないように、下記式（９）に基づいて前回記憶された効き補正係数Hoseiとの間でなまし処理を行う。
【００７９】
Hosei記憶値＝β・Hosei＋（１−β）・Hosei前回記憶値 ・・・（９）
Hosei記憶値：今回記憶する効き補正係数Hosei
Hosei前回記憶値：前回のイグニッションスイッチのオフ時に記憶された
効き補正係数Hosei
ここで、βは重み付け係数であり、例えば０．２（つまり２０％）を設定することができる。
【００８０】
補正係数演算部６３は、上記式（９）で演算されたHosei記憶値を、バックアップＲＡＭ等の不揮発性メモリに記憶する（Ｓ７６）。
【００８１】
以上のように、本実施の形態においては、ペダルストロークＳＴおよびマスタシリンダ圧ＰＭＣに基づいて演算された目標減速度ＧｘＲｅｆに、フィードフォワード制御則およびフィードバック制御則に基づく補正がなされ、その補正後のＧｘＲｅｆｈを実現する目標ホイールシリンダ圧Ｐｒｅｆが演算される。特に、フィードフォワード項ＫＦＦにブレーキパッド等の状態に基づいて学習した効き計測補正項ＫＦＦＡが用いられるため、フィードバック制御におけるブレーキ装置の構成要素の経年劣化等の影響が少なくなる。したがって、制御量のハンチングを防止または抑制することができる。また、フィードフォワード項ＫＦＦを加味しながらフィードバック制御が継続的に実行されるため、制御の追従性を保持することもできる。その結果、ブレーキ装置の構成要素の経年劣化等に起因する外乱があっても、制御系の安定性を保持して良好なブレーキフィーリングを保持することができる。
【００８２】
また、ブレーキ装置の構成要素のいずれかの経年劣化が進むなどしていずれかの車輪のブレーキの効きが低下した場合には、その効きの低下を補う補正項が算出されてフィードフォワード項ＫＦＦとして学習される。このため、そのフィードフォワード項ＫＦＦによって予め制御量のかさ上げが行われることになり、フィードバック制御のフィードバックゲインを相対的に小さくしてその安定性を保持することができる。
【００８３】
［第２の実施の形態］
上述した第１の実施の形態において、フィードフォワード項ＫＦＦの特に効き計測補正項ＫＦＦＡを有効に機能させるには、ある程度長期的な学習が必要となる。一方、車両の工場出荷当初はブレーキパッド等に個体間のばらつきがあっても経年劣化はない。このため、工場出荷当初においては、ブレーキの効き状態に基づいて学習したフィードフォワード項ＫＦＦの制御への追従性が良好に得られない場合がある。そこで、本実施の形態では、効き計測補正項ＫＦＦＡを有効に機能させられるタイミングでフィードバックゲインを切り替えるようにする。なお、本実施の形態は、図４に示した目標減速度補正処理の内容が若干異なる点を除いては第１の実施の形態とほぼ同様であるため、同様の構成および方法についてはその説明を省略することにする。
【００８４】
図７は、第２の実施の形態に係る目標減速度補正処理に用いる制御マップを表す説明図である。
【００８５】
すなわち、本実施の形態では、効き計測補正項ＫＦＦＡを有効に機能させられるかどうかを判断するために、図７に示される制御マップが設定されている。同図の横軸はＫＦＦＡ信頼度指数を表し、縦軸はフィードバック項ＫＦＢの比例ゲインＰgainを表している。ここで、ＫＦＦＡ信頼度指数は、効き計測補正項ＫＦＦＡの有効性を判断するための指標であり、これが大きくなるほど効き計測補正項ＫＦＦＡを加味したフィードフォワード制御が有効に機能すると判断できる。このＫＦＦＡ信頼度指数は、下記式（１０）により表され、バックアップＲＡＭ等に逐次記憶される。
【００８６】
ＫＦＦＡ信頼度指数＝学習点数＋学習記憶トリップ回数 ・・・（１０）
ここで、「学習点数」は、第１の実施の形態で説明した処理において、効き計測値ErrRatetempの計測有効条件が満たされるごとに１インクリメントされる。また、「学習記憶トリップ回数」は、後述のＳ６２においてイグニッションスイッチのオフ時に効き補正係数Hoseiを学習して記憶するごとに１インクリメントされる。
【００８７】
同図に示すように、車両の工場出荷当初においては、フィードバックゲイン（ここでは比例ゲインＰgain）を上げて制御の追従性を確保し、ＫＦＦＡ信頼度指数が所定値（例えば３０）を超えると、そのフィードバックゲインを所定の固定値に下げるようにする。この比例ゲインＰgainの適正値は、実験などにより予め求めておく。
【００８８】
図８は、目標減速度補正処理を表すフローチャートである。
【００８９】
本実施の形態の目標減速度補正処理においては、補正係数演算部６３はまず、第１の実施の形態と同様にフィードフォワード項ＫＦＦを演算する（Ｓ３０）。
【００９０】
続いて、補正係数演算部６３は、ＫＦＦＡ信頼度指数を読み込み（Ｓ６０）、上記制御マップを参照して比例ゲインＰgainを設定し（Ｓ６２）、この比例ゲインＰgainに基づいたフィードバック項ＫＦＢを演算する（Ｓ３２）。
【００９１】
そして、補正係数演算部６３は、このようにして演算されたフィードフォワード項ＫＦＦおよびフィードバック項ＫＦＢを用いて、上記式（１）から補正係数Ｋを算出し（Ｓ３４）、上記式（４）により補正された目標減速度ＧｘＲｅｆｈを演算する（Ｓ３６）。
【００９２】
以上に説明したように、本実施の形態では、ブレーキの効き状態に基づく学習が所定回数正常に行われるまではフィードバックゲインを所定量上げておき、その学習が所定回数を超えると、フィードバックゲインを下げるようにした。その結果、フィードフォワード項ＫＦＦを有効に機能させることができる。
【００９３】
本発明は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を各実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。
【００９４】
例えば、上記各実施の形態では、ブレーキペダル１２の踏み込み量に応じて変化するペダルストロークＳＴおよびマスタシリンダ圧ＰＭＣに基づいて目標減速度ＧｘＲｅｆを演算し、その目標減速度ＧｘＲｅｆにフィードフォワード制御則およびフィードバック制御則に基づく補正を行った例を示したが、その目標減速度ＧｘＲｅｆを、ペダルストロークＳＴおよびマスタシリンダ圧ＰＭＣの一方に基づいて演算するようにしてもよい。あるいは、ストロークシミュレータ２４に付与されるストロークシミュレータ圧を検出する圧力センサなどを設け、そのストロークシミュレータ圧に基づいて目標減速度ＧｘＲｅｆを演算するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るブレーキ制御装置を示す系統図である。
【図２】ブレーキ制御装置によるブレーキ制御に係る機能ブロック図である。
【図３】ブレーキ制御処理を表すフローチャートである。
【図４】目標減速度補正処理を表すフローチャートである。
【図５】フィードフォワード項演算処理を表すフローチャートである。
【図６】補正係数記憶処理を表すフローチャートである。
【図７】第２の実施の形態に係る目標減速度補正処理に用いる制御マップを表す説明図である。
【図８】目標減速度補正処理を表すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９６】
１０ ブレーキ制御装置、 １２ ブレーキペダル、１４ マスタシリンダ、２０ ホイールシリンダ、２４ ストロークシミュレータ、４０ 増圧弁、４２ 減圧弁、４４ ＷＣ圧センサ、４８ マスタシリンダ圧センサ、６１ 目標減速度演算部、６２ 目標減速度補正部、６３ 補正係数演算部、６４ 目標減速度補正演算部、６５ 目標油圧演算部、６６ 油圧制御部、７０ Ｇセンサ、２００ ＥＣＵ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に設けられた車輪に付与される制動力を制御するブレーキ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、マスタシリンダにおける液圧とブレーキペダルのペダルストロークとに基づいて目標減速度を算出し、その目標減速度が車両に付与されるように制動力を制御するブレーキ制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このようなブレーキ制御装置は、ブレーキペダルの操作量に応じて加圧されたブレーキフルードを各ホイールシリンダへ向けて送出する。このブレーキ制御は、ブレーキペダルの操作量に基づく要求減速度と、実際の減速度（以下「実減速度」という）との偏差を逐次算出し、その偏差を解消するように制動制御量を決定するフィードバック制御により実行される。
【特許文献１】特開昭６２−１８３５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、各車輪を制動するブレーキパッド等の構成要素にはもともと個体間のばらつきがあり、各構成要素ごとに経年劣化も生じる。このため、このような個体間のばらつきや経年劣化等に起因するブレーキの効きに対する外乱をフィードバック制御のみで補償しようとすると、制御系が不安定となる。つまり、制御の追従性を良くするようにフィードバックゲインを大きくすると、制御のハンチングが発生し易くなり、結果的にブレーキフィーリングが低下するといった問題がある。
【０００５】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、ブレーキ装置の構成要素の経年劣化等に起因する外乱があっても、制御系の安定性を保持して良好なブレーキフィーリングを実現できるブレーキ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様のブレーキ制御装置は、ホイールシリンダに供給する油圧を制御することにより、車輪に付与される制動力を制御するものである。このブレーキ制御装置は、ブレーキ操作部材の操作に基づく車両の目標減速度を演算する目標減速度演算手段と、前記目標減速度演算手段により演算された目標減速度を、少なくともブレーキの効き状態に基づいて学習したフィードフォワード項と、前記フィードフォワード項を加味した目標減速度と実減速度との偏差に基づくフィードバック項との双方を用いて補正する目標減速度補正手段と、前記目標減速度補正手段により補正された目標減速度に基づいて、前記ホイールシリンダへ供給すべき目標油圧を演算する目標油圧演算手段と、前記目標油圧演算手段により演算された目標油圧に基づいて、前記ホイールシリンダに供給する油圧を制御する油圧制御手段と、を備える。
【０００７】
この態様によれば、ブレーキ操作部材の操作量に基づいて演算された目標減速度に、フィードフォワード制御則およびフィードバック制御則に基づく補正がなされ、その補正後の目標減速度を実現する目標油圧が演算される。そして、ホイールシリンダに供給する油圧がこの目標油圧となるように制御される。ここでは、少なくともブレーキの効き状態に基づいて学習したフィードフォワード項がフィードバック項の演算に用いられるため、フィードバック制御による補正量を小さくすることができる。つまり、フィードバック制御におけるブレーキ装置の構成要素の経年劣化等の影響が少なくなる。したがって、制御のハンチングを防止または抑制することができる。また、フィードフォワード項を加味しながらフィードバック制御が継続的に実行されるため、制御の追従性を保持することもできる。その結果、ブレーキ装置の構成要素の経年劣化等に起因する外乱があっても、制御系の安定性を保持して良好なブレーキフィーリングを保持することができる。
【０００８】
目標減速度補正手段は、フィードフォワード項として、少なくともブレーキパッドを含むブレーキ装置の構成要素の状態に基づくブレーキの効きの変化を補う補正項を算出するようにしてもよい。なお、ここでいう「ブレーキ装置の構成要素」には、ブレーキパッドはもちろん、ブレーキパッドの周辺部品など、何らかの要因によるその状態変化がブレーキの効きを変化させるものが含まれ得る。
【０００９】
この態様によれば、例えばブレーキ装置の構成要素のいずれかの経年劣化が進むなどしていずれかの車輪のブレーキの効きが低下した場合には、その効きの低下を補う補正項が算出されてフィードフォワード項として学習される。このため、そのフィードフォワード項によって予め制御量のかさ上げが行われることになり、フィードバック制御のフィードバックゲインを相対的に小さくしてその安定性を保持することができる。
【００１０】
より具体的には、目標減速度補正手段が、フィードフォワード項として、ブレーキ装置の構成要素の状態に基づいて学習した補正項と、車両の重量に基づく補正項とを逐次更新するようにしてもよい。すなわち、個々のブレーキパッド等の個体間のばらつきや経年劣化などによるブレーキパッド等の状態の変化は、ブレーキの効きに長期的に影響を及ぼす。一方、車両の乗員人数や積載重量の変化は、車両走行時の慣性力を一時的に変化させるため、ブレーキの効きに短期的に影響を及ぼす。ここでは、両者のブレーキの効きへの影響を考慮し、それぞれフィードフォワード項を構成する補正項として学習する。各補正項を逐次更新することにより、より適正なフィードフォワード項を用いることができる。
【００１１】
ただし、後述する実施の形態でも述べるように、上述したブレーキの効きは車速依存性があり、また、減速度の変動の大きさによってはその過渡特性の影響で適正に測定できない場合がある。
【００１２】
そこで、目標減速度補正手段は、予め設定した計測有効条件が成立したときにのみ、ブレーキの効き状態に基づく学習を行ってフィードフォワード項を更新するようにしてもよい。なお、ここでいう「計測有効条件」は、ブレーキの効き状態を適正に測定するための条件を意味し、上述した車速や減速度の変動の大きさに基づく条件を含み得るが、ブレーキの効きの適正な測定を阻害するその他の判定指標に基づいて設定することもできる。
【００１３】
また、フィードフォワード項を有効に機能させるには、ある程度長期的な学習が必要な場合がある。例えば車両の工場出荷当初はブレーキパッド等に個体間のばらつきがあっても経年劣化はない。このため、ブレーキの効き状態に基づいて学習したフィードフォワード項の制御への追従性が良好に得られない場合がある。このような場合には、制御の追従性を確保するために、フィードバックゲインを上げておくほうが好ましい。
【００１４】
そこで、目標減速度補正手段は、ブレーキの効き状態に基づく学習が所定回数行われるまではフィードバックゲインを所定量上げておき、その学習が所定回数を超えると、フィードバックゲインを下げるようにするとよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のブレーキ制御装置によれば、制御系の安定性を保持して良好なブレーキフィーリングを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００１７】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るブレーキ制御装置を示す系統図である。同図に示されるブレーキ制御装置１０は、車両用の電子制御式ブレーキシステムを構成しており、運転者によるブレーキ操作部材としてのブレーキペダル１２の操作量に基づいて車両の４輪のブレーキを独立かつ最適に制御するものである。
【００１８】
ブレーキペダル１２は、運転者による踏み込み操作に応じて作動流体としてのブレーキフルードを送り出すマスタシリンダ１４に接続されている。ブレーキペダル１２には、その踏み込みストロークを検出するためのストロークセンサ４６が設けられている。マスタシリンダ１４の一方の出力ポートには、運転者によるブレーキペダル１２の操作力に応じた反力を創出するストロークシミュレータ２４が接続されている。マスタシリンダ１４とストロークシミュレータ２４とを接続する流路の中途には、シミュレータカット弁２３が設けられている。シミュレータカット弁２３は、非通電時に閉状態にあり、運転者によるブレーキペダル１２の操作が検出された際に開状態に切り換えられる常閉型の電磁開閉弁である。また、マスタシリンダ１４には、ブレーキフルードを貯留するためのリザーバタンク２６が接続されている。
【００１９】
マスタシリンダ１４の一方の出力ポートには、右前輪用のブレーキ油圧制御管１６が接続されており、ブレーキ油圧制御管１６は、図示されない右前輪に対して制動力を付与する右前輪用のホイールシリンダ２０ＦＲに接続されている。また、マスタシリンダ１４の他方の出力ポートには、左前輪用のブレーキ油圧制御管１８が接続されており、ブレーキ油圧制御管１８は、図示されない左前輪に対して制動力を付与する左前輪用のホイールシリンダ２０ＦＬに接続されている。右前輪用のブレーキ油圧制御管１６の中途には、右電磁開閉弁２２ＦＲが設けられており、左前輪用のブレーキ油圧制御管１８の中途には、左電磁開閉弁２２ＦＬが設けられている。これらの右電磁開閉弁２２ＦＲおよび左電磁開閉弁２２ＦＬは、何れも、非通電時に開状態にあり、通電時に閉状態に切り換えられる常開型電磁弁である。
【００２０】
また、右前輪用のブレーキ油圧制御管１６の中途には、右前輪側のマスタシリンダ圧を検出する右マスタ圧力センサ４８ＦＲが設けられており、左前輪用のブレーキ油圧制御管１８の途中には、左前輪側のマスタシリンダ圧を計測する左マスタ圧力センサ４８ＦＬが設けられている。ブレーキ制御装置１０では、運転者によってブレーキペダル１２が踏み込まれた際、ストロークセンサ４６によりその踏み込み操作量が検出されるが、これらの右マスタ圧力センサ４８ＦＲおよび左マスタ圧力センサ４８ＦＬによって検出されるマスタシリンダ圧からもブレーキペダル１２の踏み込み操作力（踏力）を求めることができる。このように、ストロークセンサ４６の故障を想定して、マスタシリンダ圧を２つの圧力センサ４８ＦＲおよび４８ＦＬによって監視することは、フェイルセーフの観点からみて好ましい。なお、以下では適宜、右マスタ圧力センサ４８ＦＲおよび左マスタ圧力センサ４８ＦＬを総称して、マスタシリンダ圧センサ４８という。
【００２１】
一方、リザーバタンク２６には、油圧給排管２８の一端が接続されており、この油圧給排管２８の他端には、モータ３２により駆動されるオイルポンプ３４の吸込口が接続されている。オイルポンプ３４の吐出口は、高圧管３０に接続されており、この高圧管３０には、アキュムレータ５０とリリーフバルブ５３とが接続されている。本実施の形態では、オイルポンプ３４として、モータ３２によってそれぞれ往復移動させられる２体以上のピストン（図示せず）を備えた往復動ポンプが採用される。また、アキュムレータ５０としては、ブレーキフルードの圧力エネルギを窒素等の封入ガスの圧力エネルギに変換して蓄えるものが採用される。
【００２２】
アキュムレータ５０は、オイルポンプ３４によって例えば１４〜２２ＭＰａ程度にまで昇圧されたブレーキフルードを蓄える。また、リリーフバルブ５３の弁出口は、油圧給排管２８に接続されており、アキュムレータ５０におけるブレーキフルードの圧力が異常に高まって例えば２５ＭＰａ程度になると、リリーフバルブ５３が開弁し、高圧のブレーキフルードは油圧給排管２８へと戻される。更に、高圧管３０には、アキュムレータ５０の出口圧力、すなわち、アキュムレータ５０におけるブレーキフルードの圧力を検出するアキュムレータ圧センサ５１が設けられている。
【００２３】
そして、高圧管３０は、増圧弁４０ＦＲ，４０ＦＬ，４０ＲＲ，４０ＲＬを介して右前輪用のホイールシリンダ２０ＦＲ、左前輪用のホイールシリンダ２０ＦＬ、右後輪用のホイールシリンダ２０ＲＲおよび左後輪用のホイールシリンダ２０ＲＬに接続されている。以下、適宜、ホイールシリンダ２０ＦＲ〜２０ＲＬを総称して「ホイールシリンダ２０」といい、適宜、増圧弁４０ＦＲ〜４０ＲＬを総称して「増圧弁４０」という。増圧弁４０は、何れも、非通電時は閉じた状態にあり、必要に応じてホイールシリンダ２０の増圧に利用される常閉型の電磁流量制御弁（リニア弁）である。なお、図示されない車両の各車輪に対しては、ディスクブレーキユニットが設けられており、各ディスクブレーキユニットは、ホイールシリンダ２０の作用によってブレーキパッドをディスクに押し付けることで制動力を発生する。
【００２４】
また、右前輪用のホイールシリンダ２０ＦＲと左前輪用のホイールシリンダ２０ＦＬとは、それぞれ減圧弁４２ＦＲまたは４２ＦＬを介して油圧給排管２８に接続されている。減圧弁４２ＦＲおよび４２ＦＬは、必要に応じてホイールシリンダ２０ＦＲ，２０ＦＬの減圧に利用される常閉型の電磁流量制御弁（リニア弁）である。一方、右後輪用のホイールシリンダ２０ＲＲと左後輪用のホイールシリンダ２０ＲＬとは、常開型の電磁流量制御弁である減圧弁４２ＲＲまたは４２ＲＬを介して油圧給排管２８に接続されている。以下、適宜、減圧弁４２ＦＲ〜４２ＲＬを総称して「減圧弁４２」という。
【００２５】
右前輪用、左前輪用、右後輪用および左後輪用のホイールシリンダ２０ＦＲ〜２０ＲＬ付近には、それぞれ対応するホイールシリンダ２０に作用するブレーキフルードの圧力であるホイールシリンダ圧を検出するホイールシリンダ圧センサ４４ＦＲ，４４ＦＬ，４４ＲＲおよび４４ＲＬが設けられている。以下、適宜、ホイールシリンダ圧センサ４４ＦＲ〜４４ＲＬを総称して「ＷＣ圧センサ４４」という。
【００２６】
上述の右電磁開閉弁２２ＦＲおよび左電磁開閉弁２２ＦＬ、増圧弁４０ＦＲ〜４０ＲＬ、減圧弁４２ＦＲ〜４２ＲＬ、オイルポンプ３４、アキュムレータ５０等は、ブレーキ制御装置１０の油圧アクチュエータ８０を構成する。そして、かかる油圧アクチュエータ８０は、電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）２００によって制御される。
【００２７】
ＥＣＵ２００は、各種演算処理を実行するＣＰＵ、各種制御プログラムを格納するＲＯＭ、データ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用されるＲＡＭ、エンジン停止時にも記憶内容を保持できるバックアップＲＡＭ等の不揮発性メモリ、入出力インターフェース、各種センサ等から入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換して取り込むためのＡ／Ｄコンバータ等を備えるものである。
【００２８】
ＥＣＵ２００には、上述の電磁開閉弁２２ＦＲ，２２ＦＬ、シミュレータカット弁２３、増圧弁４０ＦＲ〜４０ＲＬ、減圧弁４２ＦＲ〜４２ＲＬ等の油圧アクチュエータ８０を含む各種アクチュエータ類が電気的に接続されている。また、ＥＣＵ２００には、制御に用いるための信号を出力する各種センサ・スイッチ類が電気的に接続されている。すなわち、ＥＣＵ２００には、ＷＣ圧センサ４４ＦＲ〜４４ＲＬから、ホイールシリンダ２０ＦＲ〜２０ＲＬにおけるホイールシリンダ圧を示す信号が入力される。更に、ＥＣＵ２００には、ストロークセンサ４６からブレーキペダル１２のペダルストロークを示す信号が入力され、右マスタ圧力センサ４８ＦＲおよび左マスタ圧力センサ４８ＦＬからマスタシリンダ圧を示す信号が入力され、アキュムレータ圧センサ５１からアキュムレータ圧を示す信号が入力される。
【００２９】
このように構成されるブレーキ制御装置１０では、ＥＣＵ２００により、ブレーキペダル１２の踏み込み量を表すペダルストロークとマスタシリンダ圧とから車両の目標減速度が算出され、算出された目標減速度に応じて各車輪のホイールシリンダ圧の目標値である目標油圧、つまり目標ホイールシリンダ圧が求められる。そして、ＥＣＵ２００により増圧弁４０および減圧弁４２が制御され、各車輪のホイールシリンダ圧が目標ホイールシリンダ圧になるよう制御される。
【００３０】
一方、このとき電磁開閉弁２２ＦＲ及び２２ＦＬは閉状態とされ、シミュレータカット弁２３は開状態とされる。よって、運転者によるブレーキペダル１２の踏込によりマスタシリンダ１４から送出されたブレーキフルードは、シミュレータカット弁２３を通ってストロークシミュレータ２４に流入する。
【００３１】
また、アキュムレータ圧が予め設定された制御範囲の下限値未満であるときには、ＥＣＵ２００によりオイルポンプ３４が駆動されてアキュムレータ圧が昇圧され、アキュムレータ圧がその制御範囲に入ればオイルポンプ３４の駆動が停止される。
【００３２】
次に、本実施の形態のブレーキ制御の概要について説明する。
【００３３】
まず、運転者がイグニションスイッチをオンにする前、すなわち各電磁弁に対する通電前においては、各電磁弁は内蔵しているバネの付勢力により、図１に示した状態にある。このとき、マスタシリンダ１４から大気圧のブレーキオイルが右および左電磁開閉弁２２ＦＲ、２２ＦＬを介して、それぞれ右前輪と左前輪のホイールシリンダ２０ＦＲ、２０ＦＬに達している。一方、右後輪と左後輪のホイールシリンダ２０ＲＲ、２０ＲＬにも、油圧給排管２８と常開型の減圧弁４２ＲＲ、４２ＲＬを介して、リザーバタンク２６内の液圧と同じ大気圧のブレーキオイルが到達している。この時点では、４つすべてのホイールシリンダ圧が大気圧であり、制動力は発生しない。ただし、非通電時であっても、運転者がブレーキペダル１２を踏めば、その踏込力に応じた制動力が右前輪と左前輪のホイールシリンダ２０ＦＲ、２０ＦＬに直接作用し、これら右前輪と左前輪には制動力が生じる。
【００３４】
運転者がイグニションスイッチをオンすると、必要に応じてモータ３２が作動し、アキュムレータ圧が制御範囲に入る。この後、通常走行に入ったときも各電磁弁は図１の状態にある。続いて、運転者がブレーキペダル１２を踏むと、まずマスタシリンダ１４が押し込まれ、マスタシリンダ１４とリザーバタンク２６の連通が遮断される。また、右および左電磁開閉弁２２ＦＲ、２２ＦＬが閉じられ、シミュレータカット弁２３が開かれ、マスタシリンダ１４から右前輪および左前輪のホイールシリンダ２０ＦＲ、２０ＦＬへの大気圧のブレーキオイルの連通が遮断される。また、右後輪用、左後輪用の減圧弁４２ＲＲ、４２ＲＬが閉じられ、４個の増圧弁４０ＦＲ、４０ＦＬ、４０ＲＲ、４０ＲＬが開けられる。各電磁弁の開度は、後述する各種演算を経て算出された各車輪の目標ホイールシリンダ圧をもとに制御される。
【００３５】
図２は、ブレーキ制御装置によるブレーキ制御に係る機能ブロック図である。
ＥＣＵ２００ではまず、目標減速度演算部６１により、ストロークセンサ４６を介して取得されたペダルストロークＳＴとマスタシリンダ圧センサ４８を介して取得されたマスタシリンダ圧ＰＭＣとに基づき、既知の手法で目標減速度ＧｘＲｅｆが演算される。
【００３６】
そして、目標減速度補正部６２により、目標減速度ＧｘＲｅｆに対してフィードフォワード制御則およびフィードバック制御則を用いて所定の外乱を考慮した補正が施される。すなわち、補正係数演算部６３により、車両の現在の加速度を検出するＧセンサ７０から入力された実際の減速度（以下「実減速度」という）Ｇを用いて補正係数Ｋが演算される。この補正係数Ｋは、後に詳述するフィードフォワード項ＫＦＦとフィードバック項ＫＦＢとの積により算出される。そして、目標減速度補正演算部６４により、補正係数Ｋによって補正された目標減速度ＧｘＲｅｆｈが演算される。
【００３７】
そして、目標油圧演算部６５により、この補正後の目標減速度ＧｘＲｅｆｈに基づく各車輪のホイールシリンダ２０の目標ホイールシリンダ圧Ｐｒｅｆが既知の手法で演算される。
【００３８】
そして、油圧制御部６６により、この目標ホイールシリンダ圧Ｐｒｅｆが実現されるように増圧弁４０および減圧弁４２に制御電流Ｉが付与されてこれらが開閉制御され、各車輪に適正な制動力が付与される。
【００３９】
なお、本実施の形態において、目標減速度演算部６１が目標減速度演算手段に該当し、目標減速度補正部６２が目標減速度補正手段に該当し、目標油圧演算部６５が目標油圧演算手段に該当し、油圧制御部６６が油圧制御手段に該当する。
【００４０】
次に、本実施の形態のブレーキ制御処理の流れについて具体的に説明する。図３は、ブレーキ制御処理を表すフローチャートである。この処理は、制動時に所定の周期ごとにＥＣＵ２００により実行される。
【００４１】
処理が開始されると、ＥＣＵ２００ではまず、目標減速度演算部６１が、ストロークセンサ４６により検出されたペダルストロークＳＴを読み込み（Ｓ１０）、続いて、マスタシリンダ圧センサ４８により検出されたマスタシリンダ圧ＰＭＣを読み込む（Ｓ１２）。なお、測定値として２つのマスタシリンダ圧センサ４８のいずれかの測定値を用いてもよいし、２つの測定値の平均値を用いてもよい。また、マスタシリンダ圧を示す信号にフィルタを適宜かけて滑らかな信号としてもよい。
【００４２】
続いて、目標減速度演算部６１は、ペダルストロークＳＴおよびマスタシリンダ圧ＰＭＣに基づいて目標減速度ＧｘＲｅｆを演算する（Ｓ１４）。ＥＣＵ２００には、ペダルストロークＳＴ、マスタシリンダ圧ＰＭＣおよび目標減速度ＧｘＲｅｆの関係が予めマップ化されて記憶されている。
【００４３】
続いて、目標減速度補正部６２が、この目標減速度ＧｘＲｅｆを適正に補正し、補正後の目標減速度ＧｘＲｅｆｈを得る（Ｓ１６）。なお、この補正処理については後に詳述する。
【００４４】
続いて、目標油圧演算部６５が、この補正後の目標減速度ＧｘＲｅｆｈに基づく各車輪の目標ホイールシリンダ圧Ｐｒｅｆを演算する（Ｓ１８）。なお、ＥＣＵ２００には、目標減速度ＧｘＲｅｆｈと目標ホイールシリンダ圧Ｐｒｅｆとの関係が予めマップ化されて記憶されている。
【００４５】
そして、油圧制御部６６が、この目標ホイールシリンダ圧Ｐｒｅｆに応じた制御電流Ｉを演算し、増圧弁４０または減圧弁４２を通電して適正な油圧制御を実行する（Ｓ２０）。これにより、増圧弁４０および減圧弁４２が開閉制御され、各車輪に適正な制動力が付与される。
【００４６】
なお、以上の処理を終了したときに、イグニッションスイッチがオフにされたことが確認されると（Ｓ２２のＹＥＳ）、目標減速度補正部６２は、次回の処理のために今回の効き補正係数Hosei（後述する）をバックアップＲＡＭ等の不揮発性メモリに記憶しておく（Ｓ２４）。この効き補正係数記憶処理の詳細については後述する。
【００４７】
図４は、目標減速度補正処理を表すフローチャートである。
【００４８】
上述したＳ１６の目標減速度補正処理において、補正係数演算部６３は、下記式（１）で表される補正係数Ｋを演算する。
【００４９】
Ｋ＝ＫＦＦ・ＫＦＢ ・・・（１）
ＫＦＦ：フィードフォワード項
ＫＦＢ：フィードバック項
すなわち、補正係数演算部６３はまず、フィードフォワード項ＫＦＦを演算する（Ｓ３０）。このフィードフォワード項ＫＦＦは、各車輪のブレーキパッドの個体間のばらつきや経年変化に伴う長期的なブレーキの効きの変化に対応した補正項であるが、その具体的な演算手順については、後に詳述する。
【００５０】
続いて、補正係数演算部６３は、ＰＩＤ制御による下記式（２）で表されるフィードバック項ＫＦＢを演算する（Ｓ３２）。
【００５１】
ＫＦＢ＝１＋Ｐgain・err＋Ｉgain・∫err＋d/dt（Ｄgain・err） ・・・（２）
Ｐgain：比例ゲイン
Ｉgain：積分ゲイン
Ｄgain：微分ゲイン
なお、errはフィードフォワード項を加味した目標減速度と実減速度との偏差であり、下記式（３）により演算されるものである。
【００５２】
err＝ＧｘＲｅｆ・ＫＦＦ−Ｇ ・・・（３）
Ｇ：実減速度
続いて、補正係数演算部６３は、このようにして演算されたフィードフォワード項ＫＦＦおよびフィードバック項ＫＦＢを用いて、上記式（１）から補正係数Ｋを算出する（Ｓ３４）。
【００５３】
そして、目標減速度補正演算部６４は、下記式（４）により、補正された目標減速度ＧｘＲｅｆｈを演算する（Ｓ３６）。
【００５４】
ＧｘＲｅｆｈ＝Ｋ・ＧｘＲｅｆ ・・・（４）
図５は、フィードフォワード項演算処理を表すフローチャートである。
【００５５】
上述したＳ３０のフィードフォワード項ＫＦＦは、下記式（５）により表される。
【００５６】
ＫＦＦ＝ＫＦＦＡ・ＫＦＦＢ・ＫＦＦＣ ・・・（５）
ＫＦＦＡ：効き計測補正項
ＫＦＦＢ：フェード補正項
ＫＦＦＣ：重量学習補正項
ここで、効き計測補正項ＫＦＦＡは、各車輪のブレーキの構成要素であるブレーキパッドやその周辺部品などの個体間のばらつきや経年劣化など、ブレーキの効きに長期的にゆっくり影響を及ぼす外乱に対する補正項である。また、フェード補正項ＫＦＦＢは、ブレーキパッドのフェード現象など、ブレーキの効きに短期的に影響を及ぼす外乱に対する補正項である。さらに、重量学習補正項ＫＦＦＣは、車両の乗員人数や積載重量の変化など、車両走行時の慣性力によりブレーキの効きに短期的に影響を及ぼす外乱に対する補正項である。
【００５７】
このフィードフォワード項演算処理において、補正係数演算部６３は、まず効き計測補正項ＫＦＦＡを演算するために、下記式（６）によりブレーキの効きを表す効き計測値ErrRatetempを算出する（Ｓ４０）。
【００５８】
ErrRatetemp＝（realＧx−realＧx0）／nominalＧx−１ ・・・（６）
ここで、realＧxは実減速度に対応するが、詳細には、Ｇセンサ７０から取得した実減速度Ｇからブレーキの油圧制御に無関係な減速要因の減速度を差し引いたものであり、本実施の形態では下記式（７）により算出される。
【００５９】
realＧx＝Ｇセンサ値−他システム減速度−坂路補正分減速度 ・・・（７）
すなわち、realＧxは、Ｇセンサ値からエンジンブレーキによる減速度などの他システム減速度を差し引き、さらに坂路補正分の減速度を差し引いて算出される。ここで、坂路補正分の減速度とは、車両が坂道を走行しているときに作用する慣性力により発生する減速度を意味する。このrealＧxには、例えば車両の減速過程において車速が所定値（例えば３０ｋｍ／ｈ）を経由するときの所定時間（例えば０．２秒間）の平均値を用いることができる。なお、車両がハイブリッド車両などの場合には、他システム減速度に回生ブレーキによる減速度も含まれ得る。
【００６０】
なお、他システム減速度は、運転者によりアクセルペダルが両踏みされているときなどの加速時、図示しないパーキングブレーキがオンにされているとき、図示しないステアリングホイールの操舵角が所定値以上または操舵角変化が大きいときには適正な値が算出されないことがある。このため、このような場合には効き計測値の計測自体を行わないようにする。
【００６１】
また、realＧx0は、運転者がブレーキペダルを踏み込む直前のrealＧxである。ここでは、効き計測値ErrRatetempの精度を高めるために、Ｇセンサの実測値そのものではなく、その変化量を基準に計測するようにしたものである。さらに、nominalＧxは、ＷＣ圧センサ４４により検出されたホイールシリンダ圧から演算される（予測される）減速度であり、車速が所定値（例えば３０ｋｍ／ｈ）を経由するときの所定時間（例えば０．２秒間）の平均値を用いることができる。
【００６２】
なお、以上に説明した効き計測値ErrRatetempは、計測の精度を向上させるために所定の計測有効条件が満たされたときにその計測が実施される。すなわち、１）車速が所定値（上記例では３０ｋｍ／ｈ）のときに所定時間（上記例では０．２秒間）の効き計測が可能であること、２）効き計測時のrealＧxの変動が所定値以下（例えば３ｍ／ｓ２／sec以下）であることが、計測有効条件とされ得る。条件１）は、ブレーキの効きの車速依存性が大きいために、ある速度を基準に変化量を計測するものである。条件２）は、過渡特性の影響を低減するために設定される。つまり、車速が所定値であっても、例えば運転者によるブレーキペダルの操作量が非常に速い場合には、誤差を多く含むことになる。そこで、このようにrealＧxの変動が大きい場合には、効き計測を行わないか無視するようにするものである。
【００６３】
続いて、補正係数演算部６３は、予め設定した効き計測値の上限値および下限値に基づいて、上述のようにして算出した効き計測値ErrRatetempのフィルタリング処理を行う（Ｓ４２）。これは、ブレーキの効き状態としてあり得ない部分を除くものであり、その効き計測値ErrRatetempがその上限値を超えたり、下限値を下回る場合には、今回の計測値を無視する。これは、効き計測値ErrRatetempの大きなずれを無視して、制御の安定性を確保するものである。
【００６４】
続いて、補正係数演算部６３は、計測の精度を向上させるために効き計測値の平均化処理を行い、ErrRatetempの平均値ErrRateを算出する（Ｓ４４）。例えば、過去から記憶されてきたErrRatetempの平均値を算出する。
【００６５】
そして、補正係数演算部６３は、下記式（８）で表される効き補正係数Hoseiを演算する（Ｓ４６）。
【００６６】
Hosei＝１／（１＋ErrRate） ・・・（８）
これは、ブレーキの効きが当初予定していた値に対して低下したときに、その低下分を上乗せしてブレーキの効きを補うための補正係数である。
【００６７】
続いて、補正係数演算部６３は、このようにして算出した効き補正係数Hoseiに対して予め設定した１トリップ変動量制限値に基づくフィルタリング処理を行う（Ｓ４８）。ここで、１トリップとはイグニッションスイッチのオン−オフ間を意味するが、１トリップにおけるブレーキの効きの変化はある程度限られるものであることから、そのブレーキの効きが過大である場合には、何らかの異常が生じていると考えられる。そこで、前回のイグニッションスイッチのオフのときに記憶した効き補正係数Hoseiの平均値（後述する）と今回算出した効き補正係数Hoseiとの差、つまり効き補正係数Hoseiの変動量が、その１トリップ変動量制限値よりも大きい場合には、今回の効き補正係数Hoseiを無視する。
【００６８】
さらに、補正係数演算部６３は、予め設定した効き補正係数の上限値および下限値に基づいて、上述のようにして算出した効き補正係数Hoseiのフィルタリング処理を行う（Ｓ５０）。つまり、その効き補正係数Hoseiがその上限値を超えたり、下限値を下回る場合には、今回の計測値を無視する。これは、効き補正係数Hoseiの大きなずれを無視して、制御の安定性を確保するものである。
【００６９】
以上のようにして、無視されることなく算出された効き補正係数Hoseiが効き計測補正項ＫＦＦＡとして設定される（Ｓ５２）。
【００７０】
続いて、補正係数演算部６３は、ブレーキパッドのフェード現象による外乱を解消するフェード補正項ＫＦＦＢを演算する（Ｓ５４）。このフェード補正項ＫＦＦＢを組み込むことにより、例えばブレーキパッドの温度が短期的に上昇してブレーキの効きが低下したときに、そのブレーキの効きを補うことができる。
【００７１】
すなわち、補正係数演算部６３は、ブレーキパッドの温度をその周辺に設置された図示しない温度センサ等の検出値に基づいて推定する。ＥＣＵ２００には、このブレーキパッドの推定温度とフェード補正項ＫＦＦＢとの関係が予めマップ化されて記憶されている。補正係数演算部６３は、ブレーキパッドの推定温度に基づいてマップを参照し、フェード補正項ＫＦＦＢを設定する。
【００７２】
続いて、補正係数演算部６３は、車両の乗員人数や積載重量の変化など車両重量による慣性力に起因する外乱を解消する重量学習補正項ＫＦＦＣを演算する（Ｓ５６）。この重量学習補正項ＫＦＦＣを組み込むことにより、例えば車両の下り坂の走行中にブレーキの効きが低下したときに、そのブレーキの効きを補うことができる。
【００７３】
すなわち、補正係数演算部６３は、図示しないトルクセンサから取得した車両の加速トルクおよびＧセンサ７０から取得した加速度や、図示しない車高センサから取得した車高等から現在の車両重量を推定する。ＥＣＵ２００には、加速トルクおよび加速度と車両重量との関係、並びに車両重量と重量学習補正項ＫＦＦＣとの関係が予めマップ化されて記憶されている。補正係数演算部６３は、前者のマップを参照して車両重量を取得し、さらに後者のマップを参照して重量学習補正項ＫＦＦＣを設定する。
【００７４】
そして、補正係数演算部６３は、以上のようにして設定した効き計測補正項ＫＦＦＡ、フェード補正項ＫＦＦＢおよび重量学習補正項ＫＦＦＣを上記式（５）に代入することによりフィードフォワード項ＫＦＦを算出する（Ｓ５８）。
【００７５】
図６は、補正係数記憶処理を表すフローチャートである。この処理は既述のＳ２４の処理であり、次回のＳ４８の処理に用いる「前回の効き補正係数Hosei」を記憶しておくものである。補正係数演算部６３は、イグニッションスイッチがオフにされたことが確認されると、次回の処理の便宜のために今回の効き補正係数HoseiをバックアップＲＡＭ等の不揮発性メモリに記憶しておく。
【００７６】
すなわち、補正係数演算部６３はまず、ブレーキパッドの温度をその周辺に設置された図示しない温度センサ等の検出値に基づいて推定する（Ｓ７０）。
【００７７】
そして、補正係数演算部６３は、そのブレーキパッドの温度が予め設定した記憶許可温度以下であるか否かを判断する（Ｓ７２）。このとき、ブレーキパッドの温度がその記憶許可温度を超えている場合には（Ｓ７２のＮＯ）、ブレーキパッドまたはその周辺部品に以上が生じていると考えられるため、当該補正係数記憶処理を中断する。つまり、次回のＳ４８の処理には現在記憶されている前回の効き補正係数Hoseiを用いるようにする。
【００７８】
一方、ブレーキパッドの温度がその記憶許可温度以下であれば（Ｓ７２のＹＥＳ）、補正係数演算部６３は、続いて効き補正係数記憶値平均化処理を実行する（Ｓ７４）。ここでは、今回の演算処理により算出された効き補正係数Hoseiの影響が過大にならないように、下記式（９）に基づいて前回記憶された効き補正係数Hoseiとの間でなまし処理を行う。
【００７９】
Hosei記憶値＝β・Hosei＋（１−β）・Hosei前回記憶値 ・・・（９）
Hosei記憶値：今回記憶する効き補正係数Hosei
Hosei前回記憶値：前回のイグニッションスイッチのオフ時に記憶された
効き補正係数Hosei
ここで、βは重み付け係数であり、例えば０．２（つまり２０％）を設定することができる。
【００８０】
補正係数演算部６３は、上記式（９）で演算されたHosei記憶値を、バックアップＲＡＭ等の不揮発性メモリに記憶する（Ｓ７６）。
【００８１】
以上のように、本実施の形態においては、ペダルストロークＳＴおよびマスタシリンダ圧ＰＭＣに基づいて演算された目標減速度ＧｘＲｅｆに、フィードフォワード制御則およびフィードバック制御則に基づく補正がなされ、その補正後のＧｘＲｅｆｈを実現する目標ホイールシリンダ圧Ｐｒｅｆが演算される。特に、フィードフォワード項ＫＦＦにブレーキパッド等の状態に基づいて学習した効き計測補正項ＫＦＦＡが用いられるため、フィードバック制御におけるブレーキ装置の構成要素の経年劣化等の影響が少なくなる。したがって、制御量のハンチングを防止または抑制することができる。また、フィードフォワード項ＫＦＦを加味しながらフィードバック制御が継続的に実行されるため、制御の追従性を保持することもできる。その結果、ブレーキ装置の構成要素の経年劣化等に起因する外乱があっても、制御系の安定性を保持して良好なブレーキフィーリングを保持することができる。
【００８２】
また、ブレーキ装置の構成要素のいずれかの経年劣化が進むなどしていずれかの車輪のブレーキの効きが低下した場合には、その効きの低下を補う補正項が算出されてフィードフォワード項ＫＦＦとして学習される。このため、そのフィードフォワード項ＫＦＦによって予め制御量のかさ上げが行われることになり、フィードバック制御のフィードバックゲインを相対的に小さくしてその安定性を保持することができる。
【００８３】
［第２の実施の形態］
上述した第１の実施の形態において、フィードフォワード項ＫＦＦの特に効き計測補正項ＫＦＦＡを有効に機能させるには、ある程度長期的な学習が必要となる。一方、車両の工場出荷当初はブレーキパッド等に個体間のばらつきがあっても経年劣化はない。このため、工場出荷当初においては、ブレーキの効き状態に基づいて学習したフィードフォワード項ＫＦＦの制御への追従性が良好に得られない場合がある。そこで、本実施の形態では、効き計測補正項ＫＦＦＡを有効に機能させられるタイミングでフィードバックゲインを切り替えるようにする。なお、本実施の形態は、図４に示した目標減速度補正処理の内容が若干異なる点を除いては第１の実施の形態とほぼ同様であるため、同様の構成および方法についてはその説明を省略することにする。
【００８４】
図７は、第２の実施の形態に係る目標減速度補正処理に用いる制御マップを表す説明図である。
【００８５】
すなわち、本実施の形態では、効き計測補正項ＫＦＦＡを有効に機能させられるかどうかを判断するために、図７に示される制御マップが設定されている。同図の横軸はＫＦＦＡ信頼度指数を表し、縦軸はフィードバック項ＫＦＢの比例ゲインＰgainを表している。ここで、ＫＦＦＡ信頼度指数は、効き計測補正項ＫＦＦＡの有効性を判断するための指標であり、これが大きくなるほど効き計測補正項ＫＦＦＡを加味したフィードフォワード制御が有効に機能すると判断できる。このＫＦＦＡ信頼度指数は、下記式（１０）により表され、バックアップＲＡＭ等に逐次記憶される。
【００８６】
ＫＦＦＡ信頼度指数＝学習点数＋学習記憶トリップ回数 ・・・（１０）
ここで、「学習点数」は、第１の実施の形態で説明した処理において、効き計測値ErrRatetempの計測有効条件が満たされるごとに１インクリメントされる。また、「学習記憶トリップ回数」は、後述のＳ６２においてイグニッションスイッチのオフ時に効き補正係数Hoseiを学習して記憶するごとに１インクリメントされる。
【００８７】
同図に示すように、車両の工場出荷当初においては、フィードバックゲイン（ここでは比例ゲインＰgain）を上げて制御の追従性を確保し、ＫＦＦＡ信頼度指数が所定値（例えば３０）を超えると、そのフィードバックゲインを所定の固定値に下げるようにする。この比例ゲインＰgainの適正値は、実験などにより予め求めておく。
【００８８】
図８は、目標減速度補正処理を表すフローチャートである。
【００８９】
本実施の形態の目標減速度補正処理においては、補正係数演算部６３はまず、第１の実施の形態と同様にフィードフォワード項ＫＦＦを演算する（Ｓ３０）。
【００９０】
続いて、補正係数演算部６３は、ＫＦＦＡ信頼度指数を読み込み（Ｓ６０）、上記制御マップを参照して比例ゲインＰgainを設定し（Ｓ６２）、この比例ゲインＰgainに基づいたフィードバック項ＫＦＢを演算する（Ｓ３２）。
【００９１】
そして、補正係数演算部６３は、このようにして演算されたフィードフォワード項ＫＦＦおよびフィードバック項ＫＦＢを用いて、上記式（１）から補正係数Ｋを算出し（Ｓ３４）、上記式（４）により補正された目標減速度ＧｘＲｅｆｈを演算する（Ｓ３６）。
【００９２】
以上に説明したように、本実施の形態では、ブレーキの効き状態に基づく学習が所定回数正常に行われるまではフィードバックゲインを所定量上げておき、その学習が所定回数を超えると、フィードバックゲインを下げるようにした。その結果、フィードフォワード項ＫＦＦを有効に機能させることができる。
【００９３】
本発明は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を各実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。
【００９４】
例えば、上記各実施の形態では、ブレーキペダル１２の踏み込み量に応じて変化するペダルストロークＳＴおよびマスタシリンダ圧ＰＭＣに基づいて目標減速度ＧｘＲｅｆを演算し、その目標減速度ＧｘＲｅｆにフィードフォワード制御則およびフィードバック制御則に基づく補正を行った例を示したが、その目標減速度ＧｘＲｅｆを、ペダルストロークＳＴおよびマスタシリンダ圧ＰＭＣの一方に基づいて演算するようにしてもよい。あるいは、ストロークシミュレータ２４に付与されるストロークシミュレータ圧を検出する圧力センサなどを設け、そのストロークシミュレータ圧に基づいて目標減速度ＧｘＲｅｆを演算するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るブレーキ制御装置を示す系統図である。
【図２】ブレーキ制御装置によるブレーキ制御に係る機能ブロック図である。
【図３】ブレーキ制御処理を表すフローチャートである。
【図４】目標減速度補正処理を表すフローチャートである。
【図５】フィードフォワード項演算処理を表すフローチャートである。
【図６】補正係数記憶処理を表すフローチャートである。
【図７】第２の実施の形態に係る目標減速度補正処理に用いる制御マップを表す説明図である。
【図８】目標減速度補正処理を表すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９６】
１０ ブレーキ制御装置、 １２ ブレーキペダル、１４ マスタシリンダ、２０ ホイールシリンダ、２４ ストロークシミュレータ、４０ 増圧弁、４２ 減圧弁、４４ ＷＣ圧センサ、４８ マスタシリンダ圧センサ、６１ 目標減速度演算部、６２ 目標減速度補正部、６３ 補正係数演算部、６４ 目標減速度補正演算部、６５ 目標油圧演算部、６６ 油圧制御部、７０ Ｇセンサ、２００ ＥＣＵ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホイールシリンダに供給する油圧を制御することにより、車輪に付与される制動力を制御するブレーキ制御装置において、
ブレーキ操作部材の操作に基づく車両の目標減速度を演算する目標減速度演算手段と、
前記目標減速度演算手段により演算された目標減速度を、少なくともブレーキの効き状態に基づいて学習したフィードフォワード項と、前記フィードフォワード項を加味した目標減速度と実減速度との偏差に基づくフィードバック項との双方を用いて補正する目標減速度補正手段と、
前記目標減速度補正手段により補正された目標減速度に基づいて、前記ホイールシリンダへ供給すべき目標油圧を演算する目標油圧演算手段と、
前記目標油圧演算手段により演算された目標油圧に基づいて、前記ホイールシリンダに供給する油圧を制御する油圧制御手段と、
を備えたことを特徴とするブレーキ制御装置。
【請求項２】
前記目標減速度補正手段は、前記フィードフォワード項として、少なくともブレーキパッドを含むブレーキ装置の構成要素の状態に基づく前記ブレーキの効きの変化を補う補正項を算出することを特徴とする請求項１に記載のブレーキ制御装置。
【請求項３】
前記目標減速度補正手段は、前記フィードフォワード項として、前記構成要素の状態に基づいて学習した補正項と、前記車両の重量に基づく補正項とを逐次更新することを特徴とする請求項２に記載のブレーキ制御装置。
【請求項４】
前記目標減速度補正手段は、予め設定した計測有効条件が成立したときにのみ、前記ブレーキの効き状態に基づく学習を行って前記フィードフォワード項を更新することを特徴とする請求項１に記載のブレーキ制御装置。
【請求項５】
前記目標減速度補正手段は、前記ブレーキの効き状態に基づく学習が所定回数行われるまではフィードバックゲインを所定量上げておき、前記学習が所定回数を超えると、前記フィードバックゲインを下げるようにすることを特徴とする請求項４に記載のブレーキ制御装置。
【請求項１】
ホイールシリンダに供給する油圧を制御することにより、車輪に付与される制動力を制御するブレーキ制御装置において、
ブレーキ操作部材の操作に基づく車両の目標減速度を演算する目標減速度演算手段と、
前記目標減速度演算手段により演算された目標減速度を、少なくともブレーキの効き状態に基づいて学習したフィードフォワード項と、前記フィードフォワード項を加味した目標減速度と実減速度との偏差に基づくフィードバック項との双方を用いて補正する目標減速度補正手段と、
前記目標減速度補正手段により補正された目標減速度に基づいて、前記ホイールシリンダへ供給すべき目標油圧を演算する目標油圧演算手段と、
前記目標油圧演算手段により演算された目標油圧に基づいて、前記ホイールシリンダに供給する油圧を制御する油圧制御手段と、
を備えたことを特徴とするブレーキ制御装置。
【請求項２】
前記目標減速度補正手段は、前記フィードフォワード項として、少なくともブレーキパッドを含むブレーキ装置の構成要素の状態に基づく前記ブレーキの効きの変化を補う補正項を算出することを特徴とする請求項１に記載のブレーキ制御装置。
【請求項３】
前記目標減速度補正手段は、前記フィードフォワード項として、前記構成要素の状態に基づいて学習した補正項と、前記車両の重量に基づく補正項とを逐次更新することを特徴とする請求項２に記載のブレーキ制御装置。
【請求項４】
前記目標減速度補正手段は、予め設定した計測有効条件が成立したときにのみ、前記ブレーキの効き状態に基づく学習を行って前記フィードフォワード項を更新することを特徴とする請求項１に記載のブレーキ制御装置。
【請求項５】
前記目標減速度補正手段は、前記ブレーキの効き状態に基づく学習が所定回数行われるまではフィードバックゲインを所定量上げておき、前記学習が所定回数を超えると、前記フィードバックゲインを下げるようにすることを特徴とする請求項４に記載のブレーキ制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−２３７９７８（Ｐ２００７−２３７９７８Ａ）
【公開日】平成１９年９月２０日（２００７．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−６４７２２（Ｐ２００６−６４７２２）
【出願日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月２０日（２００７．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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