JP7552518B2 - 制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、摩擦制動装置を備える車両に適用される制御装置に関する。

特許文献１には、ブレーキペダルが踏まれた場合に、ホイールシリンダ圧に対しての実際の制動力の大きさを示す関係を、ブレーキの効き度合いとして推定する制動制御装置が開示されている。具体的には、ブレーキを作動させて、前後加速度センサからの検出信号に基づく前後加速度から算出する実減速度と、ホイールシリンダ圧から算出する推定減速度と、の偏差に基づいてブレーキの効き度合いを推定するように構成されている。

特開２００７－１９６７０５号公報

車両の車輪のうち前輪と後輪とでは、車輪と一体回転する回転体に摩擦材を押圧する押圧力の大きさと車輪に付与される制動力の大きさとの関係が異なる場合がある。特許文献１に開示されている制動制御装置では、ブレーキの効き度合いとして一律に推定がなされており、前輪と後輪との差異が考慮されていない。

上記課題を解決するための制御装置は、駆動力を発生させる動力源と、車輪と一体に回転する回転体に摩擦材を押圧する押圧力に応じて当該車輪に制動力を付与するものであり、前記車輪のうち前輪および後輪に対して付与する制動力を各別に調整することができる摩擦制動装置と、を有する車両に適用される制御装置であって、前記摩擦制動装置を制御する制動制御部と、前記押圧力の大きさに対する前記制動力の大きさの関係を表す係数である効力係数を推定する推定部と、を備え、前記制動制御部は、前記駆動力が増大されている場合に、前記前輪および前記後輪の少なくとも一方の車輪に対して制動力を発生させる微小制動制御を開始することができ、前記推定部は、前記微小制動制御の実行中に、前記動力源への要求値に基づく発生駆動力と前記車両に実際に作用する実駆動力との偏差と、前記微小制動制御によって制動力が付与されている車輪に対応する前記押圧力と、に基づいて、前記微小制動制御によって制動力が付与されている車輪についての前記効力係数を推定することをその要旨とする。

上記構成では、効力係数を推定するために制動力を付与する制御として微小制動制御を実行する。微小制動制御では、前輪および後輪の少なくとも一方の車輪に対して制動力を発生させる。そして、制動力が付与されている車輪に対応する押圧力を効力係数の推定に用いるようにしている。これによって、前輪についての効力係数と、後輪についての効力係数とを判別して推定することができる。

さらに、微小制動制御は、駆動力が増大されている場合に開始される。微小制動制御を駆動力が増大されている場合に行うようにしていることで、前輪および後輪の少なくとも一方の車輪に対して制動力を発生させたとしても、車両の搭乗者に違和感を与えたり、車両がピッチング運動をしたりといった制動力の発生による影響を軽減することができる。

図１は、車両の制御装置の一実施形態と、同制御装置を備える車両と、を示す模式図である。 図２は、駆動力の増大中に制動力を付与した場合の制動液圧と駆動力の推移との関係を例示するタイミングチャートである。 図３は、制動液圧と効力係数と駆動力の減少量との関係を示す図である。 図４は、同制御装置が微小制動制御を実行する際の処理の流れを示すフローチャートである。 図５は、微小制動制御の実行時における、要求制動力を算出するためのマップを示す図である。 図６は、同制御装置が効力係数の推定を行う際の処理の流れを示すフローチャートである。 図７は、効力係数推定部を示すブロック図である。 図８は、同制御装置が実行する微小制動制御による制動力の推移を示すタイミングチャートである。 図９は、変更例の制御装置が実行する微小制動制御による制動力の推移を示すタイミングチャートである。

以下、制御装置の一実施形態について、図１～図８を参照して説明する。
図１は、動力源９１と摩擦制動装置７０と制御装置１０とを備える車両９０を示す。制御装置１０は、摩擦制動装置７０を制御対象とする。摩擦制動装置７０は、車両９０に摩擦制動力を発生させることができる。

図１には、車両９０が備える車輪のうち前輪８１の一つと、車両９０が備える車輪のうち後輪８２の一つと、を示している。
車両９０は、制動操作部材７９を備えている。制動操作部材７９は、車両９０の運転者による操作が可能である。制動操作部材７９の一例は、ブレーキペダルである。

車両９０は、車両９０を自動走行させるための指令値を算出する自動運転制御装置３０を備えていてもよい。自動運転制御装置３０は、制御装置１０との間で情報を送受信することができる。

〈動力源〉
車両９０が備える動力源９１の一例は、電動モータである。動力源９１は、電動モータに限らず、内燃機関でもよい。また、電動モータと内燃機関とが動力源９１として採用されていてもよい。その他、動力源９１としては、車両９０の各車輪におけるホイールに電動モータを取り付けたインホイールモータでもよい。

〈摩擦制動装置〉
摩擦制動装置７０について説明する。摩擦制動装置７０は、車両９０の各車輪に対応した制動機構７３Ｆ，７３Ｒを備えている。図１には、前輪８１に対応した制動機構７３Ｆと、後輪８２に対応した制動機構７３Ｒとを例示している。

摩擦制動装置７０の一例は、液圧制動装置である。液圧制動装置としての摩擦制動装置７０は、液圧発生装置７１と、液圧発生装置７１からブレーキ液が供給される制動アクチュエータ７２と、を備えている。液圧発生装置７１には、制動操作部材７９が連結されている。液圧発生装置７１は、車両９０の運転者による制動操作部材７９の操作量である制動操作量に応じた液圧を発生させることができる。液圧発生装置７１は、自動運転制御装置３０が算出した指令値に基づいて液圧を発生させることもできる。

制動機構７３Ｆ，７３Ｒにおけるそれぞれの構成要素は共通であるため、共通の符号を付して説明する。制動機構７３Ｆ，７３Ｒは、ホイールシリンダ７４と、車輪と一体回転する回転体７６と、回転体７６に対して押し付けることができる摩擦材７５と、によって構成されている。制動機構７３Ｆ，７３Ｒの一例は、ディスクブレーキである。制動機構７３Ｆ，７３Ｒは、ドラムブレーキであってもよい。

制動アクチュエータ７２は、各ホイールシリンダ７４に接続されている。たとえば、制動操作部材７９が操作されると、その操作量に応じた量のブレーキ液が各ホイールシリンダ７４に供給される。液圧制動装置では、制動機構７３Ｆ，７３Ｒが備えるホイールシリンダ７４内の液圧であるＷＣ圧に応じて摩擦制動力を発生させることができる。制動機構７３Ｆ，７３Ｒは、ＷＣ圧が高いほど、車輪と一体回転する回転体７６に対して摩擦材７５を押し付ける力が大きくなるように構成されている。各制動機構７３Ｆ，７３Ｒは、ＷＣ圧が高いほど大きな制動力を車輪に付与することができる。ＷＣ圧は、回転体７６に摩擦材７５を押し付ける押圧力を示す値の一例である。

制動アクチュエータ７２は、各車輪に付与する制動力の大きさがそれぞれ異なるように各ホイールシリンダ７４の液圧を個別に変更することができる。前輪８１に対応して設けられている制動機構７３Ｆによって前輪８１に付与される制動力の合計を前輪制動力という。後輪８２に対応して設けられている制動機構７３Ｒによって後輪８２に付与される制動力の合計を後輪制動力という。

〈センサ〉
車両９０は、各種センサを備えている。図１には、各種センサの一例として、液圧センサ６１、前後加速度センサ６２および車輪速センサ６３を示している。各種センサからの検出信号は、制御装置１０に入力される。

液圧センサ６１は、摩擦制動装置７０における摩擦材７５が回転体７６に押し付けられる押圧力を検出するセンサである。一例として、液圧センサ６１は、各ホイールシリンダ７４のＷＣ圧を制動液圧Ｐとして検出することができる。この場合には液圧センサ６１は、各ホイールシリンダ７４に対応して取り付けられている。なお、制動液圧Ｐとして検出する値は、押圧力に対応する圧力であればＷＣ圧に限らない。

前後加速度センサ６２は、車両９０の前後方向における加速度を検出するセンサである。
車輪速センサ６３は、車輪速度を検出するセンサである。車輪速センサ６３は、各車輪のそれぞれに設けられている。車輪速度に基づいて車速を算出することができる。

〈制御装置〉
制御装置１０について説明する。制御装置１０は、各種の制御を実行する複数の機能部によって構成されている。図１には、機能部の一例として、駆動制御部１１、制動制御部１２、取得部１３、摩擦材温度推定部１４、記憶部１５、および効力係数推定部２０を示している。効力係数推定部２０は、効力係数Ｋを推定する推定部に対応する。制御装置１０が備える各機能部は、互いに情報の送受信が可能である。

車両９０は、制御装置１０に限らず、他の制御装置を備えていてもよい。また、制御装置１０が備える機能部の一部は、他の制御装置が備えていてもよい。
なお、制御装置１０、自動運転制御装置３０、および他の制御装置は、以下［ａ］～［ｃ］のいずれかの構成であればよい。［ａ］コンピュータプログラムに従って各種処理を実行する一つ以上のプロセッサを備える。プロセッサは、処理装置を備える。処理装置の例は、ＣＰＵ、ＤＳＰおよびＧＰＵ等である。プロセッサは、メモリを備える。メモリの例は、ＲＡＭ、ＲＯＭおよびフラッシュメモリ等である。メモリは、処理を処理装置に実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。［ｂ］各種処理を実行する一つ以上のハードウェア回路を備える。ハードウェア回路の例は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＣＰＬＤ（Complex Programmable Logic Device）およびＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等である。［ｃ］各種処理の一部をコンピュータプログラムに従って実行するプロセッサと、各種処理のうち残りの処理を実行するハードウェア回路と、を備える回路である。

駆動制御部１１について説明する。駆動制御部１１は、動力源９１を制御することができる。駆動制御部１１は、動力源９１を作動させて駆動力を駆動輪に伝達させることができる。たとえば、駆動制御部１１は、車両９０の運転者によるアクセル操作部材の操作に応じた動力源９１への要求値を算出して、要求値に基づいて動力源９１から駆動力を伝達させることができる。また、たとえば、駆動制御部１１は、自動運転制御装置３０が算出した指令値に基づいて、動力源９１から駆動力を伝達させることもできる。駆動制御部１１は、動力源９１への要求値に基づいて、動力源９１が出力する駆動力として発生駆動力Ｆｐを算出することができる。たとえば、動力源９１として搭載されている電動モータの仕事量に基づいて、発生駆動力Ｆｐを算出することができる。

制動制御部１２について説明する。制動制御部１２は、摩擦制動装置７０を制御することができる。制動制御部１２は、摩擦制動装置７０を作動させて制動力を発生させることができる。

制動制御部１２の機能の一例を説明する。
制動制御部１２は、車両９０に対して付与する制動力の要求値として、要求制動力ＢＰを算出することができる。たとえば、制動操作部材７９の操作量に基づいて要求制動力ＢＰを算出することができる。また、たとえば、自動運転制御装置３０が算出した指令値に基づいて要求制動力ＢＰを取得することもできる。

制動制御部１２は、要求制動力ＢＰのうち前輪８１に付与する制動力が占める比率を示す値として、前後配分比ａを算出することができる。前後配分比ａは、前輪８１に付与する制動力および後輪８２に付与する制動力の和である総制動力に占める前輪８１に付与する制動力の比率を示す。制動制御部１２は、要求制動力ＢＰと、前後配分比ａとに基づいて、前輪制動力の要求値と、後輪制動力の要求値と、を算出することができる。以下では、前輪制動力の要求値のことを要求前輪制動力ＢＰｆという。また、後輪制動力の要求値のことを要求後輪制動力ＢＰｒという。たとえば、前後配分比ａが「１」であれば、要求前輪制動力ＢＰｆが要求制動力ＢＰに等しくなる。また、たとえば、前後配分比ａが「０」であれば、要求後輪制動力ＢＰｒが要求制動力ＢＰに等しくなる。

制動制御部１２は、変換係数Ｋｂを用いて制動力の要求値と押圧力の目標値とを相互に変換することができる。変換係数Ｋｂは、押圧力の大きさに対する制動力の大きさの関係を表す係数である。たとえば、要求前輪制動力ＢＰｆを前輪８１に対するＷＣ圧の目標値に変換できる。同様に、要求後輪制動力ＢＰｒを後輪８２に対するＷＣ圧の目標値に変換できる。制動制御部１２は、発生する押圧力が目標値に追従するように摩擦制動装置７０を作動させる。制動制御部１２は、車両９０の諸元、および実験データ等に基づいて予め算出された値を変換係数Ｋｂの初期値として記憶している。

制動制御部１２は、微小制動制御を実行することができる。詳細は後述するが、微小制動制御は、効力係数推定部２０による係数推定処理を実行するために、前輪８１および後輪８２の少なくとも一方の車輪に対して制動力を発生させる制御である。

取得部１３について説明する。取得部１３は、各種センサからの検出信号に基づいて、車両９０の状態量を算出することができる。たとえば、取得部１３は、液圧センサ６１からの検出信号に基づいて、制動液圧Ｐを算出することができる。取得部１３は、前後加速度センサ６２からの検出信号に基づいて、前後加速度Ｇｘを算出することができる。取得部１３は、車輪速センサ６３からの検出信号に基づいて、車輪速度を算出することができる。

取得部１３は、車両９０の重さとして車両重量Ｍを算出することができる。車両重量Ｍは、車両９０自体の重さに加えて搭乗者および積荷の重さを考慮したものである。車両重量Ｍは、たとえば、発生駆動力Ｆｐと、当該発生駆動力Ｆｐが車両９０に作用したときの前後加速度Ｇｘと、を用いて算出することができる。車両重量Ｍの算出方法は、特に限定されるものではなく、最小二乗法によって算出してもよいし、複数回算出した値の算術平均を車両重量Ｍとしてもよい。

摩擦材温度推定部１４は、摩擦材７５の温度を推定することができる。摩擦材７５の温度は、たとえば、温度増加量と温度減少量との積算によって推定することができる。温度増加量は、たとえば、車両９０の制動時における車輪速度の減少速度、およびＷＣ圧から算出することができる。温度減少量は、たとえば、摩擦材７５が回転体７６に接触していない時間に基づいて算出することができる。

記憶部１５について説明する。記憶部１５は、各種センサから取得した検出値を記憶することができる。また、記憶部１５は、各機能部が算出した算出値を記憶することもできる。

効力係数推定部２０について説明する。効力係数推定部２０は、効力係数Ｋを推定する係数推定処理を実行することができる。効力係数Ｋは、押圧力の大きさに対する制動力の大きさの関係を表す係数である。効力係数推定部２０は、微小制動制御の実行中に、係数推定処理を実行する。係数推定処理では、発生駆動力Ｆｐと車両９０に実際に作用する実駆動力Ｆｘとの偏差と、微小制動制御によって制動力が付与されている車輪に対応する押圧力と、に基づいて、微小制動制御によって制動力が付与されている車輪についての効力係数Ｋが推定される。効力係数推定部２０は、前輪８１についての効力係数Ｋと、後輪８２についての効力係数Ｋと、をそれぞれ推定することができる。効力係数推定部２０は、図７に示すように、偏差算出部２１、変動圧算出部２２および出力部２３を備えている。

〈効力係数の活用〉
効力係数推定部２０によって推定される効力係数Ｋは、次のように用いることができる。たとえば、効力係数Ｋは、制動制御部１２に記憶されている変換係数Ｋｂの補正に用いることができる。たとえば、制動制御部１２は、効力係数Ｋを新たな変換係数Ｋｂとして置き換えることができる。たとえば、制動制御部１２は、前輪８１についての効力係数Ｋと、後輪８２についての効力係数Ｋと、の差異に基づいて前後配分比ａを調整することで、前輪制動力と後輪制動力とを調整することができる。

〈効力係数の推定原理〉
図２および図３を用いて、係数推定処理によって効力係数Ｋを推定する原理について説明する。

図２に示す例では、図２の（ａ）に示すように、タイミングｔ１からタイミングｔ２までの期間において駆動力を増大させている。図２の（ａ）には、発生駆動力Ｆｐを実線で示している。また、実駆動力Ｆｘを破線で示している。発生駆動力Ｆｐが増大しているタイミングｔ１からタイミングｔ２までの期間において、制動力を発生させている。このため、図２の（ｂ）に示すように、制動液圧Ｐがタイミングｔ１からタイミングｔ２までの期間において発生している。発生駆動力Ｆｐの具体例としては、たとえば、動力源９１から車輪の接地面に伝達される駆動力について、全車輪の分を合計したものである。実駆動力Ｆｘの具体例としては、たとえば、実際に車輪の接地面で発生する駆動力について、全車輪の分を合計したものである。

タイミングｔ１からタイミングｔ２までの期間では車両９０に制動力が付与されているため、車両９０に実際に作用する実駆動力Ｆｘは、図２の（ａ）に破線で示すように、発生駆動力Ｆｐよりも小さくなる。このとき、実駆動力Ｆｘは、制動力が大きいほど発生駆動力Ｆｐに対してより小さくなる。換言すれば、制動力が大きいほど発生駆動力Ｆｐと実駆動力Ｆｘとの偏差である駆動力偏差ΔＦが大きくなる。

すなわち、発生駆動力Ｆｐと実駆動力Ｆｘとの偏差である駆動力偏差ΔＦと、制動液圧Ｐの変動量と、を用いることによって、制動液圧Ｐの変動量に応じた駆動力偏差ΔＦに基づいて、車両９０に実際に作用した制動力を推定することができる。これによって、制動液圧Ｐ、すなわち押圧力と、実際の制動力との関係を求めることができる。

図３は、制動液圧Ｐの変動量である液圧変動量ΔＰと駆動力偏差ΔＦとの関係を示す。当該関係は、液圧変動量ΔＰが大きくなるほど駆動力偏差ΔＦが大きくなるものであり、図３に示すように近似直線Ｌとして表すことができる。近似直線Ｌの傾きが、効力係数Ｋに相当する。

効力係数Ｋは、たとえば、最小二乗法によって算出することができる。最小二乗法による算出方法について、関係式（式１）～関係式（式３）を用いて説明する。最小二乗法では、関係式（式１）に示す二乗和誤差Ｊが最小となる効力係数Ｋを求める。

関係式（式１）を関係式（式２）が成立するように解くと、関係式（式３）が得られる。

得られた関係式（式３）によって、効力係数Ｋを算出することができる。

なお、効力係数Ｋを算出する方法は、最小二乗法による算出方法に限らない。効力係数Ｋは、たとえば、算術平均として算出した値でもよい。
〈微小制動制御〉
制動制御部１２が実行する微小制動制御の詳細について説明する。微小制動制御は、以下に説明する付与処理と解消処理とを行うことによって摩擦制動装置７０を作動させる一連の制御のことをいう。

図４は、制動制御部１２が実行する処理の流れを示す。本処理ルーチンは、所定の周期毎に繰り返し実行される。
本処理ルーチンが開始されると、まずステップＳ１０１では、制動制御部１２は、開始条件が成立しているか否かを判定する。たとえば、制動制御部１２は、次の条件Ａおよび条件Ｂが共に成立している場合に開始条件が成立していると判定することができる。
（条件Ａ）車両重量Ｍの算出が完了している。
（条件Ｂ）駆動力が増大中である。

開始条件が成立していない場合には（Ｓ１０１：ＮＯ）、制動制御部１２は、本処理ルーチンを一旦終了する。
一方、開始条件が成立している場合には（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、制動制御部１２は、処理をステップＳ１０２に移行する。

ステップＳ１０２では、制動制御部１２は、付与処理を開始する。付与処理では、制動制御部１２は、発生駆動力Ｆｐに応じた要求制動力ＢＰを算出する。発生駆動力Ｆｐと要求制動力ＢＰとの関係について図５を用いて説明する。

図５は、発生駆動力Ｆｐと要求制動力ＢＰとの関係を示すマップの一例である。制動制御部１２には、当該関係を示すマップが記憶されている。
図５に示す関係に従って、発生駆動力Ｆｐが第１駆動力ｆ１以上であり第３駆動力ｆ３以下である範囲で要求制動力ＢＰが算出される。発生駆動力Ｆｐが第１駆動力ｆ１以上であり第２駆動力ｆ２以下である範囲では、発生駆動力Ｆｐが大きいほど要求制動力ＢＰが大きく算出される。第２駆動力ｆ２は、発生駆動力Ｆｐに関する規定のしきい値に対応する。発生駆動力Ｆｐが第２駆動力ｆ２よりも大きく第３駆動力ｆ３以下である範囲では、発生駆動力Ｆｐが大きいほど要求制動力ＢＰが小さく算出される。すなわち、発生駆動力Ｆｐが第２駆動力ｆ２であるときに、算出される要求制動力ＢＰが最大となる。発生駆動力Ｆｐが第２駆動力ｆ２であるときの最大制動力ｂｍａｘは、第２駆動力ｆ２に釣り合う制動力よりも小さい値が設定されている。ここで、釣り合うとは、路面が水平であると仮定した場合に制動力によって駆動力を相殺して車両９０の移動量が「０」になる状態である。最大制動力ｂｍａｘの一例は、第２駆動力ｆ２に釣り合う制動力の１０％に相当する大きさである。

また、制動制御部１２は、微小制動制御では、前後配分比ａを任意に設定できる。微小制動制御の実行中における前後配分比ａを「０」または「１」に固定すると、算出された要求制動力ＢＰに基づく制動力を前輪８１に付与するか後輪８２に付与するかを選択できる。一例として、制動制御部１２は、前輪８１にのみ制動力を付与する微小制動制御と、後輪８２にのみ制動力を付与する微小制動制御と、を交互に実行することができる。また、制動制御部１２は、微小制動制御の実行中に前後配分比ａを変動させることもできる。前後配分比ａを「０」よりも大きく「１」よりも小さい値にすることで、前輪８１および後輪８２に制動力を付与することもできる。

図４に戻り、制動制御部１２は、ステップＳ１０２において付与処理を開始して要求制動力ＢＰを算出すると、要求制動力ＢＰと変換係数Ｋｂとに基づいて、ＷＣ圧の目標値を算出する。次に制動制御部１２は、ＷＣ圧の目標値に基づいて摩擦制動装置７０を作動させる。この結果として、制動力の付与が開始される。

ステップＳ１０２において付与処理を開始すると、制動制御部１２は、処理をステップＳ１０３に移行する。
ステップＳ１０３では、制動制御部１２は、終了条件が成立しているか否かを判定する。たとえば、制動制御部１２は、付与処理を開始してから規定時間が経過している場合に終了条件が成立していると判定する。

ステップＳ１０３の処理に関して、以下のように判定を行うこともできる。制動制御部１２は、付与処理を開始してから規定時間が経過していない場合でも、終了条件が成立したと判定することができる。たとえば、制動制御部１２は、駆動力が減少に転じた場合には、終了条件が成立したと判定してもよい。またたとえば、制動制御部１２は、運転者による制動操作部材７９の操作が介入した場合に終了条件が成立したと判定することもできる。また、制動制御部１２は、制動操作部材７９の操作速度が規定の減速操作判定値よりも速い場合に終了条件が成立したと判定することもできる。減速操作判定値は、操作速度が減速操作判定値よりも速い場合には運転者が急制動を求めていると判定できる値として設定できる。またたとえば、制動制御部１２は、運転者によるアクセル操作部材の操作速度が規定の加速操作判定値よりも速い場合に終了条件が成立したと判定することもできる。加速操作判定値は、操作速度が加速操作判定値よりも速い場合には運転者が急加速を求めていると判定できる値として設定できる。また、制動制御部１２は、自動運転制御装置３０によって急制動または急加速が要求された場合にも終了条件が成立したと判定してもよい。

終了条件が成立している場合には（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、制動制御部１２は、処理をステップＳ１０４に移行する。一方、終了条件が成立していない場合には（Ｓ１０３：ＮＯ）、制動制御部１２は、ステップＳ１０３の処理を繰り返し実行する。終了条件が成立するまでは、付与処理に従って摩擦制動装置７０が作動される。

ステップＳ１０４では、制動制御部１２は、解消処理を開始する。より詳しくは、制動制御部１２は、付与処理を終了して解消処理を開始する。解消処理では、付与処理によって付与された制動力を「０」まで減少させるように、摩擦制動装置７０を作動させる。たとえば、制動制御部１２は、所定の減少速度で制動力を減少させる。制動制御部１２は、解消処理を開始してから所定の時間以内に制動力を「０」にするようにしてもよい。解消処理を開始すると、制動制御部１２は、本処理ルーチンを終了する。

〈係数推定処理〉
効力係数推定部２０が実行する係数推定処理について説明する。
図６は、効力係数推定部２０が実行する処理の流れを示す。本処理ルーチンは、所定の周期毎に繰り返し実行される。

本処理ルーチンが開始されると、まずステップＳ２０１では、効力係数推定部２０は、微小制動制御を実行中であるか否かを判定する。微小制動制御が実行されていない場合には（Ｓ２０１：ＮＯ）、効力係数推定部２０は、本処理ルーチンを終了する。一方、微小制動制御が実行されている場合には（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、効力係数推定部２０は、処理をステップＳ２０２に移行する。

ステップＳ２０２では、効力係数推定部２０は、制動力が増大中であるか否かを判定する。効力係数推定部２０は、微小制動制御によって車輪に付与されている制動力が増大している場合には（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、処理をステップＳ２０３に移行する。

ステップＳ２０３では、効力係数推定部２０は、駆動力偏差ΔＦおよび液圧変動量ΔＰを算出する。効力係数推定部２０は、算出した値を一時的に記憶して効力係数Ｋの算出に用いる。図７を用いて、駆動力偏差ΔＦおよび液圧変動量ΔＰの算出について説明する。

図７に示すように、効力係数推定部２０は、取得部１３を介して発生駆動力Ｆｐを取得する。さらに、効力係数推定部２０は、取得部１３を介して車両重量Ｍおよび前後加速度Ｇｘを取得する。効力係数推定部２０は、車両重量Ｍに前後加速度Ｇｘを乗算することによって、実駆動力Ｆｘを算出する。発生駆動力Ｆｐおよび実駆動力Ｆｘは、効力係数推定部２０の偏差算出部２１に入力される。偏差算出部２１は、発生駆動力Ｆｐおよび実駆動力Ｆｘに基づいて、駆動力偏差ΔＦを算出する。このとき、偏差算出部２１は、微小制動制御が開始された時点での駆動力偏差ΔＦが「０」となるように算出した補正値を用いて、駆動力偏差ΔＦの算出を行ってもよい。

また、効力係数推定部２０は、取得部１３を介して制動液圧Ｐを取得する。制動液圧Ｐは、効力係数推定部２０の変動圧算出部２２に入力される。この制動液圧Ｐは、実行中である微小制動制御によって制動力が付与されている車輪に対応する制動液圧Ｐである。変動圧算出部２２は、入力された制動液圧Ｐを前回の制動液圧Ｐと比較して、制動液圧Ｐの変動量として液圧変動量ΔＰを算出する。

図６に戻り、ステップＳ２０３において駆動力偏差ΔＦおよび液圧変動量ΔＰを算出すると、効力係数推定部２０は、処理をステップＳ２０４に移行する。
一方で、ステップＳ２０２の処理において、微小制動制御の対象となっている車輪に対する制動力が増大中ではない場合には（Ｓ２０２：ＮＯ）、効力係数推定部２０は、処理をステップＳ２０４に移行する。すなわち、微小制動制御の対象となっている車輪に対する制動力が一定に保持されている場合、または制動力が減少している場合には、効力係数推定部２０は、ステップＳ２０３の処理を行うことなく処理をステップＳ２０４に進める。

ステップＳ２０４では、効力係数推定部２０は、微小制動制御における付与処理が終了しているか否かを判定する。付与処理が終了している場合には（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、効力係数推定部２０は、処理をステップＳ２０５に移行する。

一方、付与処理が終了していない場合には（Ｓ２０４：ＮＯ）、効力係数推定部２０は、処理をステップＳ２０２に移行する。このため、付与処理が終了するまでは、ステップＳ２０２～ステップＳ２０４までの処理が繰り返し実行される。このとき、ステップＳ２０３の処理によって駆動力偏差ΔＦおよび液圧変動量ΔＰが算出されると、効力係数推定部２０は、前回までに算出した駆動力偏差ΔＦおよび液圧変動量ΔＰの値を保持して、新たに算出した駆動力偏差ΔＦおよび液圧変動量ΔＰを記憶する。これによって、駆動力偏差ΔＦおよび液圧変動量ΔＰの算出値が蓄積される。

ステップＳ２０５では、効力係数推定部２０は、効力係数Ｋの推定を実施する。効力係数推定部２０は、ステップＳ２０３の処理が繰り返し実行されることによって蓄積されている駆動力偏差ΔＦおよび液圧変動量ΔＰに基づいて、効力係数Ｋを算出する。

図７に示すように、駆動力偏差ΔＦおよび液圧変動量ΔＰは、効力係数推定部２０の出力部２３に入力される。出力部２３は、駆動力偏差ΔＦおよび液圧変動量ΔＰを用いて、関係式（式３）に基づいて効力係数Ｋを算出する。図６に戻り、ステップＳ２０５において効力係数Ｋの推定を行うと、効力係数推定部２０は、本処理ルーチンを終了する。

図７に示すように、効力係数推定部２０は、算出した効力係数Ｋを記憶部１５に記憶させることができる。このとき、記憶部１５は、効力係数Ｋが算出されたときの車両９０の状態量を効力係数Ｋに関連付けて記憶してもよい。たとえば、記憶部１５は、摩擦材７５の温度と効力係数Ｋとを関連付けて記憶してもよい。記憶部１５は、摩擦材７５の温度と効力係数Ｋと車速とを関連付けて記憶してもよい。

〈作用および効果〉
本実施形態の作用および効果について説明する。
図８の（ａ）には、増大させた発生駆動力Ｆｐを「０」まで減少させることを三回繰り返した例を示している。

図８に示す例では、タイミングｔ１１において、開始条件が成立していると判定されて微小制動制御における付与処理が開始されている（Ｓ１０２）。ここでは、前輪８１のみに対して制動力を付与している。このため、図８の（ｂ）に実線で示すように、要求前輪制動力ＢＰｆがタイミングｔ１１から増大している。タイミングｔ１２では、終了条件が成立していると判定されて付与処理が終了されて解消処理が開始されている（Ｓ１０４）。このため、タイミングｔ１２以降では、要求前輪制動力ＢＰｆが減少している。

ここで、たとえば、制動によって車両９０が減速中であると、車両９０のピッチング運動を抑制するように前後配分比ａが設定されていることがある。このため、効力係数Ｋの推定を行うための制動力の付与を減速中に行おうとすると、前輪８１または後輪８２のどちらかのみに制動力を付与したり、前後配分比ａを変更したりといった調整を行うことが難しい場合がある。仮に、効力係数Ｋの推定を行うために減速中に前後配分比ａを変更すると、ピッチング運動が大きくなったり、車両９０の搭乗者に違和感を与えたりするおそれがある。

これに対して制御装置１０では、駆動力が増大されている場合に、係数推定処理を行うための微小制動制御を開始するようにしている。これによって、前輪８１および後輪８２の少なくとも一方の車輪に対して制動力を発生させたとしても、車両９０がピッチング運動をしたり車両９０の搭乗者に違和感を与えたり、といった制動力の発生による影響を軽減することができる。

また、制御装置１０が実行する微小制動制御では、要求制動力ＢＰが駆動力を上回らないようにしている。このため、微小制動制御を実行した場合でも車両９０の加速が抑制されにくくなる。

図８のタイミングｔ１３では、発生駆動力Ｆｐが再び増大して、付与処理が開始されている。ここでは、後輪８２のみに対して制動力を付与している。このため、図８の（ｂ）に破線で示すように、要求後輪制動力ＢＰｒがタイミングｔ１３から増大している。タイミングｔ１４では、終了条件が成立していると判定されている。タイミングｔ１４以降では、要求後輪制動力ＢＰｒが減少している。

タイミングｔ１５以降では、前輪８１のみに対して付与処理が開始されて要求前輪制動力ＢＰｆが増大している。タイミングｔ１６以降では、解消処理によって要求前輪制動力ＢＰｆが減少している。

図８に示す例では、タイミングｔ１１からタイミングｔ１２までの期間では、要求前輪制動力ＢＰｆが増大している。このため、当該期間では、駆動力偏差ΔＦおよび液圧変動量ΔＰの算出が繰り返し行われている（Ｓ２０３）。液圧変動量ΔＰは、前輪８１についての押圧力に対応した制動液圧Ｐを用いて算出されている。そして、タイミングｔ１２において付与処理が終了すると、前輪８１についての効力係数Ｋの推定が行われる（Ｓ２０５）。

続いて、タイミングｔ１３からタイミングｔ１４までの期間では、要求後輪制動力ＢＰｒが増大している。このため、当該期間では、後輪８２についての押圧力に対応した制動液圧Ｐを用いて液圧変動量ΔＰが算出される。駆動力偏差ΔＦおよび液圧変動量ΔＰの算出が繰り返し行われてタイミングｔ１４において付与処理が終了すると、後輪８２についての効力係数Ｋの推定が行われる。

また、タイミングｔ１５からタイミングｔ１６までの期間では、タイミングｔ１１からタイミングｔ１２までの期間と同様に、前輪８１についての押圧力に対応した制動液圧Ｐを用いて液圧変動量ΔＰが算出されている。そして、前輪８１についての効力係数Ｋの推定が行われる。

制御装置１０が実行する微小制動制御では、前輪８１および後輪８２の少なくとも一方の車輪に対して制動力を発生させる。そして、係数推定処理では、制動力が付与されている車輪に対応する押圧力を効力係数Ｋの推定に用いるようにしている。これによって、前輪８１についての効力係数Ｋと、後輪８２についての効力係数Ｋとを判別して推定することができる。

制御装置１０では、効力係数Ｋの推定に、発生駆動力Ｆｐと実駆動力Ｆｘとの偏差である駆動力偏差ΔＦを用いている。動力源９１として電動モータを採用している車両９０では、動力源９１が内燃機関である場合と比較して、発生駆動力Ｆｐの算出精度が高くなりやすい。このため、動力源９１として電動モータを採用している車両９０では、効力係数Ｋを精度良く推定することができる。

制御装置１０では、制動力が増大中である場合のみ駆動力偏差ΔＦおよび液圧変動量ΔＰの算出を行うようにしている。すなわち、制動力が増大している場合の駆動力偏差ΔＦおよび液圧変動量ΔＰのみが効力係数Ｋの推定に用いられる。このため、制動力を増大させている場合と制動力を減少させている場合との差異が効力係数Ｋの推定に影響することがない。これによって、効力係数Ｋの推定にあたって、摩擦制動装置７０のヒステリシス特性を無視することができる。制御装置１０によれば、効力係数Ｋの推定を精度良く行うことができる。

制御装置１０によれば、効力係数Ｋを用いて変換係数Ｋｂを補正することができる。これによって、押圧力と制動力との関係が正確になり、要求制動力ＢＰと実際に車輪に付与される制動力との乖離を抑制することができる。効力係数Ｋを新たな変換係数Ｋｂとして用いる場合も、同様の効果を奏することができる。

車両９０が運転者によって操作されている場合には、要求制動力ＢＰと実際に車輪に付与される制動力との乖離が生じたとしても、乖離に伴う違和感を解消するような操作を運転者が行うことを期待できる。これに対して、自動走行が行われている場合には、運転者による介入を期待しにくい。このため、自動走行が行われている場合には、制御装置１０のように精度良く効力係数Ｋを推定して、効力係数Ｋを制動力の制御に用いることが効果的である。

仮に、前輪８１における押圧力と制動力との関係と、後輪８２における押圧力と制動力との関係とが大きく異なっている場合には、前後配分比ａに従って付与される実際の前輪制動力の比率が、前後配分比ａに基づいて想定される比率から乖離するおそれがある。この点、制御装置１０によれば、前輪８１についての効力係数Ｋと、後輪８２についての効力係数Ｋと、の差異に基づいて前後配分比ａを調整することができる。これによって、前輪制動力の比率および後輪制動力の比率が所望の比率から乖離することを抑制できる。

（変更例）
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態および以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・上記実施形態では、微小制動制御を繰り返し実行する場合に、前輪８１に対する制動力の付与と、後輪８２に対する制動力の付与と、を交互に行う例を示した。これに限らず、たとえば前輪８１に対して制動力を付与する微小制動制御を複数回繰り返し実行してもよい。

・上記実施形態では、微小制動制御を開始してから当該微小制動制御を終了するまでの間に前輪８１または後輪８２に制動力を付与する例を示した。これに替えて、微小制動制御では、前輪８１および後輪８２に制動力を付与することもできる。図９を用いて説明する。

図９に示す例では、タイミングｔ２１において、開始条件が成立していると判定されて微小制動制御における付与処理が開始されている（Ｓ１０２）。ここでは、まず前輪８１のみに対して制動力を付与している。図９の（ｂ）に実線で示すように、要求前輪制動力ＢＰｆがタイミングｔ２１から増大している。このときの前後配分比ａは、図９の（ｃ）に示すように「１」である。

タイミングｔ２２からは、図９の（ｃ）に示すように、前後配分比ａが徐々に小さくされている。この結果として、図９の（ｂ）に実線で示すように、要求前輪制動力ＢＰｆが減少し始めている。さらに、図９の（ｂ）に破線で示すように、要求後輪制動力ＢＰｒが増加し始めている。前後配分比ａは、タイミングｔ２３において「０」まで減少している。

また、タイミングｔ２３では、終了条件が成立していると判定されて付与処理が終了されて解消処理が開始されている（Ｓ１０４）。このため、タイミングｔ２３以降では、要求後輪制動力ＢＰｒが減少している。要求後輪制動力ＢＰｒは、タイミングｔ２４において「０」になっている。

図９に示す例では、タイミングｔ２３までの期間が、要求制動力ＢＰが増大している期間である。こうした微小制動制御の実行中に、係数推定処理を実行して効力係数Ｋを推定してもよい。この場合には、前後配分比ａを考慮して前輪８１についての液圧変動量ΔＰと後輪８２についての液圧変動量ΔＰとを算出するとよい。

・上記実施形態では、微小制動制御において、図５に示すマップに基づいて要求制動力ＢＰを算出する例を示した。これに替えて、微小制動制御の実行中における要求制動力ＢＰの増加量を設定してもよい。

たとえば、図５における縦軸を要求制動力ＢＰの増加量としたマップを用いて、要求制動力ＢＰの増加量を算出することができる。すなわち、発生駆動力Ｆｐと、要求制動力ＢＰの増加量との関係に基づいて、要求制動力ＢＰの増加量を設定することができる。この場合には、付与処理が実行されている間、制動力の増大が継続されやすくなる。すなわち、付与処理が実行されている間では、制動力が一定に保持される期間、および制動力が減少される期間が生じにくくなる。これによって、微小制動制御によって付与される制動力が大きくなるまでの期間が長くなることを抑制できる。このため、効力係数Ｋの推定が完了するまでの時間を短くすることができる。この結果として、微小制動制御を継続する時間を短くすることができる。微小制動制御を短時間で行うことによって、車両９０の加速を妨げにくくなる。

また、発生駆動力Ｆｐが規定の増加速度Ｆｐｓ以上で増加している場合に、要求制動力ＢＰを予め設定した増加速度によって最大制動力ｂｍａｘまで増大させるようにしてもよい。このように、微小制動制御において要求制動力ＢＰの増加速度を予め設定した増加速度にすることもできる。たとえば、要求制動力ＢＰの増加速度を発生駆動力Ｆｐの増加速度に応じて変動するようにした場合には、要求制動力ＢＰの増加遅れが発生したり、要求制動力ＢＰが急激に増加したりするおそれがある。要求制動力ＢＰが急激に増加する場合には、要求制動力ＢＰの増加に伴って作動音が増大することがある。これに対して、上記構成のように、要求制動力ＢＰの増加速度を予め設定した増加速度とすれば、要求制動力ＢＰの増加遅れの発生を抑制したり、作動音の増大を抑制したりすることができる。

・上記実施形態では、微小制動制御の開始条件として条件Ａおよび条件Ｂを例示したが、開始条件はこれに限らない。開始条件は、車速が規定の判定速度よりも小さいことを含んでいてもよい。開始条件は、車速の変化量が規定の速度変化量よりも小さいことを含んでいてもよい。開始条件は、摩擦材７５の温度が規定の判定温度よりも低いことを含んでいてもよい。

・上記実施形態では、ステップＳ２０２の処理として、制動力が増大している場合にステップＳ２０３の処理を実行するようにした。ステップＳ２０３の処理は、制動力が増大していることに加えて、制動力が規定の判定制動力以上である場合に実行するようにしてもよい。言い換えると、微小制動制御の実行中に制動力が判定制動力未満である間の液圧変動量ΔＰおよび駆動力偏差ΔＦを、効力係数Ｋの推定に用いないようにしてもよい。

・微小制動制御の実行中に制動力が増大している場合であっても、車両９０が旋回しているときには、旋回している間における液圧変動量ΔＰおよび駆動力偏差ΔＦを、効力係数Ｋの推定に用いないようにしてもよい。車両９０が旋回している場合には、制動力以外の要因によって実駆動力Ｆｘが減少していることがある。制動力以外の要因によって実駆動力Ｆｘが減少している場合における液圧変動量ΔＰおよび駆動力偏差ΔＦを推定に使用しないことによって、誤差が生じる要因を排除して効力係数Ｋの推定を精度良く行うことができる。

なお、車両９０が旋回しているか否かは、たとえば、操舵操作部材の操作量によって検出することができる。また、操舵輪の操舵角によって車両９０の旋回を検出することもできる。自動運転制御装置３０による操舵の指令に基づいて車両９０の旋回を検出することもできる。

・上記実施形態では、液圧センサ６１による検出値に基づく制動液圧Ｐを用いて液圧変動量ΔＰを算出した。液圧変動量ΔＰは、たとえば、押圧力の目標値に基づいて算出することもできる。

・微小制動制御の終了条件は、上記実施形態に例示したものに限らない。たとえば、付与処理を開始してから規定時間が経過していない場合でも、車両９０が旋回を開始した場合には、終了条件が成立したと判定することもできる。

・上記実施形態では、摩擦制動装置７０として液圧制動装置を例示した。液圧制動装置に限らず、電動モータの駆動量を機械的に伝達することによって摩擦材を回転体に押し付ける機械式の摩擦制動装置を採用してもよい。この場合には、押圧力の大きさは、電動モータの駆動量に対応する。こうした構成では、上記実施形態における液圧変動量ΔＰに替えて電動モータにおける駆動量の変動量を用いることによって、効力係数Ｋの推定を行うことができる。

・上記実施形態では、摩擦材温度推定部１４によって摩擦材７５の温度を推定した。摩擦材７５の温度は、温度センサによって取得してもよい。

１０…制御装置
１１…駆動制御部
１２…制動制御部
１３…取得部
１４…摩擦材温度推定部
１５…記憶部
２０…効力係数推定部
２０…摩擦制動装置
３０…自動運転制御装置
６１…液圧センサ
６２…前後加速度センサ
６３…車輪速センサ
７０…摩擦制動装置
７５…摩擦材
７６…回転体
８１…前輪
８２…後輪
９０…車両
９１…動力源

Claims (9)

1. 駆動力を発生させる動力源と、車輪と一体に回転する回転体に摩擦材を押圧する押圧力に応じて当該車輪に制動力を付与するものであり、前記車輪のうち前輪および後輪に対して付与する制動力を各別に調整することができる摩擦制動装置と、を有する車両に適用される制御装置であって、
   前記摩擦制動装置を制御する制動制御部と、
   前記押圧力の大きさに対する前記制動力の大きさの関係を表す係数である効力係数を推定する推定部と、を備え、
   前記制動制御部は、前記駆動力が増大されている場合に、前記前輪および前記後輪の少なくとも一方の車輪に対して制動力を発生させる微小制動制御を開始することができ、
   前記推定部は、前記微小制動制御の実行中に、前記動力源への要求値に基づく発生駆動力と前記車両に実際に作用する実駆動力との偏差と、前記微小制動制御によって制動力が付与されている車輪に対応する前記押圧力と、に基づいて、前記微小制動制御によって制動力が付与されている車輪についての前記効力係数を推定する
   制御装置。
2. 前記制動制御部は、前記微小制動制御では、前記前輪および前記後輪のいずれか一方の車輪に対して制動力を発生させる
   請求項１に記載の制御装置。
3. 前記制動制御部は、前記微小制動制御では、前記前輪に付与する制動力および前記後輪に付与する制動力の和である総制動力に占める前記前輪に付与する制動力の比率を示す前後配分比に基づいて、前記前輪および前記後輪の両方の車輪に対して制動力を発生させる
   請求項１に記載の制御装置。
4. 前記制動制御部は、前記微小制動制御を開始すると制動力を付与する付与処理を行い、該付与処理の終了後に制動力を「０」まで減少させる解消処理を行って当該微小制動制御を終了し、
   前記推定部は、前記効力係数を算出する際には、制動力が増大している期間における前記発生駆動力と前記実駆動力との偏差を用いる
   請求項１～３のいずれか一項に記載の制御装置。
5. 前記制動制御部は、前記付与処理では、前記摩擦制動装置の制御に用いる要求制動力として、前記発生駆動力と釣り合う制動力よりも小さい値を算出する
   請求項４に記載の制御装置。
6. 前記制動制御部は、前記付与処理では、前記発生駆動力に応じて前記要求制動力を算出するものであり、前記発生駆動力が規定のしきい値以下である範囲では、前記発生駆動力が大きいほど前記要求制動力を大きく算出する
   請求項５に記載の制御装置。
7. 前記制動制御部は、前記微小制動制御では、前記付与処理を開始してから規定時間が経過した場合に、前記付与処理を終了して前記解消処理を開始する
   請求項４～６のいずれか一項に記載の制御装置。
8. 前記制動制御部は、前記微小制動制御の実行中に前記駆動力が減少に転じた場合には、前記付与処理を開始してから前記規定時間が経過していなくても、前記付与処理を終了して前記解消処理を開始する
   請求項７に記載の制御装置。
9. 前記推定部は、前記微小制動制御の実行中に前記車両が旋回を始めた場合には、前記車両が旋回している期間における前記発生駆動力と前記実駆動力との偏差と、前記押圧力と、を前記効力係数の算出に用いない
   請求項１～８のいずれか一項に記載の制御装置。

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