CN112313124B - 车辆制动控制装置 - Google Patents
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Abstract
制动控制装置应用于具备再生发电机的车辆。制动控制装置具备“由电动泵以及调压阀构成,并调节电动泵与调压阀之间的调压流体路的调整液压的调压单元”和“控制电动泵以及调压阀的控制器”。控制器在开始基于再生发电机的再生制动力与基于调整液压的摩擦制动力的替换工作之前,进行使调整液压从“0”增加至规定液压并维持该规定液压的预加压,当进行了预加压之后,增加电动泵的转速,使调整液压从规定液压增加而执行替换工作。
Description
技术领域
本发明涉及车辆制动控制装置。
背景技术
在专利文献1记载了“为了在替换开始时改善液压制动力的上升延迟,在替换开始之前,使马达的转速上升以在开始泵加压时马达的转速成为补充再生制动力的减少量的转速。通过泵供给的制动液量不会不足,而会产生如第二差压控制阀的差压指示值那样的轮缸压,即使在替换后也能够维持替换前的减速度”。
具体而言,记载了“在制动开始的时刻,通过将再生制动器装置产生的再生制动力与基于利用倍力装置对制动踏板的操作力进行倍力后的力在主缸内产生的主缸压所带来的液压制动力后的合计的制动力,产生驾驶员的要求制动力。然后,随着时间经过,再生制动力替换为基于泵加压的液压制动力。在替换开始之前预先使马达为高旋转以便在替换开始定时,基于泵加压的液压制动力能够追随再生制动力的减少,换句话说在泵加压时对轮缸供给的制动液的量不会不足”。
在制动液压从“0”增加时,由于旋转部件与摩擦材料的缝隙、摩擦材料滑动面相对于旋转部件的倾斜、摩擦材料表面的微小的凹凸等而消耗相当量的制动液量(称为“初始消耗液量”)。因此,在替换工作,在制动液压从“0”增加的制动控制装置中,由于制动初始时的上述液量消耗,而仅通过预先使电动马达的旋转为高旋转,可能产生制动液量不足的情况。在该样的状况下,期望升压响应性的提高。
专利文献1:日本特开2007-276655号公报。
发明内容
本发明的目的在于提供在车辆制动控制装置中,在再生制动与摩擦制动的替换工作中,即使在产生摩擦制动的制动液压从“0”增加时也能够确保充分的升压响应性的技术。
本发明的车辆制动控制装置(SC)应用于在车辆的车轮(WH)具备再生发电机(GN)的车辆。制动控制装置(SC)具备“由电动泵(DC)以及调压阀(UA、UC)构成,并调节上述电动泵(DC)与上述调压阀(UA、UC)之间的调压流体路(HC)的调整液压(Pa、Pc)的调压单元(YC)”和“控制上述电动泵(DC)以及上述调压阀(UA、UC)的控制器(ECU)”。
在本发明的车辆制动控制装置(SC)中,构成为上述控制器(ECU)在开始基于上述再生发电机(GN)的再生制动力(Fg)与基于上述调整液压(Pa、Pc)的摩擦制动力(Fm、Fmf)的替换工作之前,进行使上述调整液压(Pa、Pc)从“0”增加至规定液压(pp)并维持该规定液压的预加压,当进行了上述预加压之后,增加上述电动泵(DC)的转速(Na),使上述调整液压(Pa、Pc)从上述规定液压(pp)增加来执行上述替换工作。
在制动液压为“0”的情况下,由于旋转部件的振动等,在旋转部件与摩擦材料之间产生缝隙。另外,也有摩擦材料的摩擦面(与旋转部件的滑动面)相对于旋转部件的表面倾斜的情况。并且,在摩擦材料的表面存在微小的凹凸。因此,制动液压在旋转部件与摩擦材料的缝隙消除,破坏摩擦材料的表面凹凸之后,从“0”增加。根据上述构成,在替换工作前补充相当于该缝隙、该倾斜、表面凹凸等的制动液量(初始消耗液量),使制动液压稍微上升至规定液压pp。因此,在替换工作中,能够提高增压的响应性以及调压精度。
附图说明
图1是用于说明本发明的车辆制动控制装置SC的第一实施方式的整体构成图。
图2是用于说明与第一实施方式对应的调压控制的第一处理例的控制流程图。
图3是用于说明电动马达MC、以及调压阀UA的驱动处理的功能框图。
图4是用于说明第一实施方式的作用及效果的时间序列线图。
图5是用于说明本发明的车辆制动控制装置SC的第二实施方式的整体构成图。
图6是用于说明与第二实施方式对应的调压控制的第二处理例的控制流程图。
图7是用于说明第二实施方式的作用及效果的时间序列线图。
具体实施方式
<构成部件等的符号以及符号末尾的角标>
在以下的说明中,如“ECU”等那样,附加了相同符号的构成部件、运算处理、信号、特性、以及值是相同功能的内容。在各车轮所涉及的符号末尾附加的角标“i”~“l”是表示其与哪个车轮相关的概括符号。具体而言,“i”表示右前轮,“j”表示左前轮,“k”表示右后轮,“l”表示左后轮。例如,在四个各轮缸中,表述为右前轮轮缸CWi、左前轮轮缸CWj、右后轮轮缸CWk、以及左后轮轮缸CWl。并且,能够省略符号末尾的角标“i”~“l”。在省略了角标“i”~“l”的情况下,各符号表示四个各车轮的总称。例如,“WH”表示各车轮,“CW”表示各轮缸。
在对角线型的制动系统的符号的末尾附加的角标“1”、“2”是表示其与两个制动系统中哪个系统相关的概括符号。具体而言,“1”表示第一系统,“2”表示第二系统。例如,在两个主缸流体路中,表述为第一主缸阀VM1、以及第二主缸阀VM2。并且,能够省略符号末尾的角标“1”、“2”。在省略了角标“1”、“2”的情况下,各符号表示两个各制动系统的总称。例如,“VM”表示各制动系统的主缸阀。
附加在前后型的制动系统的符号的末尾的角标“f”、“r”是表示其与前后轮的哪个系统相关的概括符号。具体而言,“f”表示前轮系统,“r”表示后轮系统。例如,在各车轮的轮缸CW中,表述为前轮轮缸CWf(=CWi、CWj)、以及后轮轮缸CWr(=CWk、CWl)。并且,能够省略符号末尾的角标“f”、“r”。在省略了角标“f”、“r”的情况下,各符号表示两个各制动系统的总称。例如,“CW”表示前后的制动系统中的轮缸。
在流体路中,将接近储液器RV的侧称为“上部”,并将接近轮缸CW的侧称为“下部”。另外,在制动液BF的环流(A)中,将接近流体泵HP的排出部的侧称为“上游侧”,并将远离该排出部的侧称为“下游侧”。
<制动控制装置SC的第一实施方式>
参照图1的整体构成图,对本发明的制动控制装置SC的第一实施方式进行说明。在第一实施方式中,作为两个系统的流体路,采用所谓的对角线型(也称为“X型”)的流体路。这里,流体路是用于移动作为制动控制装置SC的工作液体的制动液BF的路径,相当于制动配管、流体单元的流路、软管等。此外,作为两个系统流体路,也可以采用所谓的前后型的流体路。
车辆是具备驱动用的电动马达GN的混合动力车辆,或者,电动汽车。驱动用的电动马达GN也作为能量再生用的发电机(Generator)发挥作用。例如,在前轮WHi、WHj(=WHf)具备发电机GN。换句话说,前轮WHf为再生车轮。在车辆具备制动操作部件BP、轮缸CW、储液器RV、主缸CM、下部流体单元YL以及车轮速度传感器VW。
制动操作部件(例如,制动踏板)BP是驾驶员为了使车辆减速而操作的部件。通过操作制动操作部件BP,调整车轮WH的制动转矩,在车轮WH产生制动力(摩擦制动力)。具体而言,在车辆的车轮WH固定有旋转部件(例如,刹车盘)KT。而且,将刹车钳配置为插入旋转部件KT。
在刹车钳设置有轮缸CW。通过增加轮缸CW内的制动液BF的压力(制动液压)Pw,将摩擦部件(例如,刹车片)按压至旋转部件KT。旋转部件KT与车轮WH固定为一体地旋转,所以通过在旋转部件KT的表面与摩擦材料的摩擦面滑动时产生的摩擦力,在车轮WH产生制动转矩(摩擦制动力)。
储液器(大气压储液器)RV是工作液体用的罐,在其内部储藏制动液BF。主缸CM与制动操作部件BP机械连接。作为主缸CM,采用串联型的主缸。在制动操作部件BP的非操作时,主缸CM与储液器RV为连通状态。若操作制动操作部件BP,则从储液器RV切断通过主缸CM的内壁和第一、第二主活塞PR1、PR2形成的第一、第二主缸室Rm1、Rm2。若增加制动操作部件BP的操作量Ba,则主缸室Rm的体积减少,从主缸CM压送制动液BF。
在主缸CM连接有第一、第二主缸流体路HM1、HM2。在轮缸CWi~CWl连接有轮缸流体路HWi~HWl。主缸流体路HM在下部流体单元YL内的部位Bw,分支为轮缸流体路HW。因此,第一主缸室Rm1与轮缸CWi、CWl连接,第二主缸室Rm2与轮缸CWj、CWk连接。
下部流体单元YL是用于执行防滑控制、车辆稳定化控制等的公知的流体单元。下部流体单元YL构成为包含电动泵、以及多个电磁阀。通过下部控制器ECL控制这些部件。
在各车轮WH具备车轮速度传感器VW以检测车轮速度Vw。在抑制车轮WH的抱死趋势的防滑控制等采用车轮速度Vw的信号。通过车轮速度传感器VW检测出的各车轮速度Vw输入到下部控制器ECL。在控制器ECL中,基于车轮速度Vw,运算车体速度Vx。
《制动控制装置SC》
制动控制装置SC由操作量传感器BA、行程模拟器SS、模拟器阀VS、主缸阀VM、调压单元YA以及上部控制器ECU构成。
设置操作量传感器BA以检测驾驶员对制动操作部件(制动踏板)BP的操作量Ba。作为制动操作量传感器BA,采用检测主缸CM的压力Pm的主缸液压传感器PQ、检测制动操作部件BP的操作位移Sp的操作位移传感器SP、以及检测制动操作部件BP的操作力Fp的操作力传感器FP中的至少一个。换句话说,通过操作量传感器BA检测主缸液压Pm、操作位移Sp、以及操作力Fp中的至少一个作为制动操作量Ba。
为了使制动操作部件BP产生操作力Fp而设置行程模拟器(也仅称为“模拟器”)SS。换句话说,通过模拟器SS形成制动操作部件BP的操作特性(操作位移Sp与操作力Fp的关系)。在主缸室Rm与模拟器SS之间设置有模拟器阀VS。模拟器阀VS是具有打开位置和关闭位置的常闭型的电磁阀(开关阀)。若启动制动控制装置SC,则模拟器阀VS位于打开位置,使主缸CM与模拟器SS为连通状态。
在第一、第二主缸流体路HM1、HM2的中途设置第一、第二主缸阀VM1、VM2。主缸阀VM是具有打开位置和关闭位置的常开型的电磁阀(开关阀)。在制动控制装置SC的启动时,主缸阀VM位于关闭位置,使主缸CM与轮缸CW为切断状态(非连通状态)。
[调压单元YA]
通过调压单元YA控制制动液压Pw。调压单元YA具备电动泵DC、止回阀GC、调压阀UA、调整液压传感器PA以及分离阀VC。
电动泵DC由电动马达MC以及流体泵HP构成。在电动泵DC中,电动马达MC与流体泵HP成为一体地进行旋转。电动泵DC(特别是电动马达MC)是用于增加制动液压Pw的动力源。通过上部控制器ECU控制电动马达MC。
在流体泵HP的吸入口连接有储液器流体路HV。另外,在流体泵HP的排出口连接有调压流体路HC。通过电动泵DC(特别是流体泵HP)的驱动,从储液器流体路HV吸入制动液BF,并排出到调压流体路HC。例如,采用齿轮泵作为流体泵HP。
在调压流体路HC夹设有止回阀GC(也称为“检查阀”)。通过止回阀GC,制动液BF虽然能够从储液器流体路HV朝向调压流体路HC移动,但阻止从调压流体路HC朝向储液器流体路HV的移动(即,制动液BF的逆流)。
调压阀UA与调压流体路HC以及储液器流体路HV连接。调压阀UA是基于通电状态(例如,供给电流)连续地控制开阀量(升程量)的常开型的线性电磁阀(也称为“比例阀”,或者“差压阀”)。
在电动泵DC进行工作的情况下,制动液BF如虚线箭头(A)所示,按照“HV→HP→GC→UA→HV”的顺序环流。换句话说,在调压单元YA中,形成包含流体泵HP、止回阀GC、调压阀UA的、制动液BF的环流路(制动液BF的流动再次返回到原来的流动的流体路)。
调压阀UA能够经由与第一储液器流体路HV不同的第二储液器流体路HX与储液器RV连接。该情况下,制动液BF的环流路(A)包含储液器RV,成为“HV→HP→GC→UA→HX→RV→HV”的顺序。
在调压阀UA处于全开状态的情况下(非通电时),调压流体路HC内的液压(调整液压)Pa较低,大致为“0(大气压)”。若增加向调压阀UA的通电量,通过调压阀UA对环流路(A)进行节流,则调整液压Pa增加。即,通过调压阀UA的节流效应进行调整液压Pa的调整。在调压流体路HC设置有调整液压传感器PA以检测调整液压Pa。检测出的调整液压Pa输入到控制器ECU。
调压流体路HC经由第一、第二导入流体路HD1、HD2与第一、第二主缸流体路HM1、HM2连接。具体而言,在调压流体路HC的部位Bc、以及主缸流体路HM的部位Bw之间连接导入流体路HD。在导入流体路HD的中途设置有分离阀VC。分离阀VC是具有打开位置和关闭位置的常闭型的电磁阀(开关阀)。在制动控制装置SC的启动时,分离阀VC为打开位置。因此,由于在制动控制装置SC进行工作的情况下,主缸阀VM为关闭位置,所以从调压单元YA向轮缸CW导入(供给)调整液压Pa。换句话说,对四个轮缸CWi~CWl供给同一调整液压Pa。该控制被称为“同一调压”。
上部控制器(也称为“上部电子控制单元”)ECU由微处理器MP以及安装了驱动电路DR的电路基板和在微处理器MP编程而得的控制算法构成。通过控制器ECU基于各种信号(Ba等),控制电动马达MC以及各种电磁阀VM、VS、VC、UA。具体而言,基于微处理器MP内的控制算法,对用于控制各种电磁阀VM、VS、VC、UA的驱动信号Vm、Vs、Vc、Ua进行运算。同样地,对用于控制电动马达MC的驱动信号Mc进行运算。然后,基于这些驱动信号Vm、Vs、Vc、Ua、Mc,驱动电磁阀VM、VS、VC、UA以及电动马达MC。
控制器ECU经由车载通信总线BS与其它的控制器网络连接。从控制器ECU向驱动用的控制器ECD发送再生量Rg,以便执行摩擦制动与再生制动的协调控制(所谓的再生协调控制)。“再生量Rg”是表示通过驱动用马达GN产生的再生制动力的大小的状态量。另外,在下部控制器ECL运算出的车体速度Vx经由通信总线BS发送到上部控制器ECU。
在控制器ECU具备驱动电路DR以便驱动电磁阀VM、VS、VC、UA以及电动马达MC。在驱动电路DR中通过开关元件(MOS-FET、IGBT等功率半导体器件)形成电桥电路以便驱动电动马达MC。基于马达驱动信号Mc,控制各开关元件的通电状态,控制电动马达MC的输出。另外,在驱动电路DR中,基于驱动信号Vm、Vs、Vc、Ua来控制电磁阀VM、VS、VC、UA的激磁状态,以便驱动电磁阀VM、VS、VC、UA。
<调压控制的第一处理例>
参照图2的控制流程图,对与第一实施方式对应的调压控制的第一处理例进行说明。调压控制是用于控制调整液压Pa的电动马达MC以及调压阀UA的驱动控制。该控制的算法编程在上部控制器ECU内。
在步骤S110中,进行制动控制装置SC的初始化,执行各构成要素的初始诊断。在步骤S120中,对电磁阀VM、VC、VS进行通电。换句话说,在装置SC的启动开关接通的情况下,使模拟器阀VS以及分离阀VC为打开位置,并使主缸阀VM为关闭位置。
在步骤S130中,读入制动操作量Ba、调整液压(检测值)Pa以及车体速度Vx。通过操作量传感器BA(操作位移传感器SP、主缸液压传感器PQ、操作力传感器FP)检测操作量Ba。通过调整液压传感器PA检测调整液压Pa。经由通信总线BS,从下部控制器ECL获取车体速度Vx。此外,也可以在上部控制器ECU输入车轮速度Vw,并基于车轮速度Vw,在上部控制器ECU运算车体速度Vx。
在步骤S140中,基于制动操作量Ba,判定“是否为制动中”。例如,在操作量Ba比规定值bo大的情况下,步骤S140为肯定,处理进入步骤S150。另一方面,在操作量Ba在规定值bo以下的情况下,步骤S140为否定,处理返回到步骤S130。这里,规定值bo是相当于制动操作部件BP的游隙的预先设定的常数。
在步骤S150中,如模块X150所示,基于操作量Ba,对要求制动力Fd进行运算。要求制动力Fd是作用于车辆的总制动力F的目标值,是将“基于制动控制装置SC的摩擦制动力Fm”与“基于发电机GN的再生制动力Fg”相加后的制动力。根据运算映射Zfd,以在操作量Ba在从“0”到规定值bo的范围内,决定为“0”,在操作量Ba在规定值bo以上时,随着操作量Ba增加,从“0”开始单调递增的方式对要求制动力Fd进行运算。
在步骤S160中,如模块X160所示,基于车体速度Vx以及运算映射Zfx,对再生制动力的最大值(称为“最大再生力”)Fx进行运算。根据驱动控制器ECD的功率晶体管(IGBT等)的额定以及电池的充电接受性限制发电机GN的再生量Rg。例如,发电机GN的再生量Rg被控制为规定电力(每单位时间的电能)。由于电力(功率)恒定,所以基于发电机GN绕车轮轴的再生转矩与车轮WH的转速(也就是车体速度Vx)成反比例。另外,若发电机GN的转速Ng降低,则再生量Rg减少。并且,对再生量Rg设置有上限值。
在最大再生力Fx用的运算映射Zfx中,设定为在车体速度Vx在“0”以上,且小于第一规定速度vo的范围内,随着车体速度Vx的增加,最大再生力Fx增加。另外,在车体速度Vx在第一规定速度vo以上且小于第二规定速度vp的范围内,最大再生力Fx被决定为上限值fx。而且,设定为在车体速度Vx在第二规定速度vp以上时,随着车体速度Vx增加,最大再生力Fx减少。例如,在最大再生力Fx的减少特性(“Vx≥vp”的特性)中,以双曲线表示车体速度Vx与最大再生力Fx的关系(即,再生电力恒定)。这里,各规定值vo、vp是预先设定的常数。此外,在运算映射Zfx中,能够代替车体速度Vx而采用发电机GN的转速Ng。
在步骤S170中,基于要求制动力Fd以及最大再生力Fx,判定“要求制动力Fd是否在最大再生力Fx以下”。换句话说,判定是否能够仅通过再生制动力Fg实现驾驶员所要求的制动力Fd。在“Fd≤Fx”,而步骤S170为肯定的情况下,处理进入步骤S180。另一方面,在“Fd>Fx”,步骤S170为否定的情况下,处理进入步骤S200。
在步骤S180中,将再生制动力Fg决定为要求制动力Fd(即,“Fg=Fd”)。然后,基于再生制动力Fg,运算再生量Rg。再生量Rg是发电机GN的再生量的目标值。再生量Rg经由通信总线BS,从制动控制器ECU发送到驱动控制器ECD。
在步骤S190中,目标摩擦制动力Fm被运算为“0”(即,“Fm=0”)。目标摩擦制动力Fm是应该通过摩擦制动实现的制动力的目标值。该情况下,车辆减速不采用摩擦制动,仅通过再生制动,实现要求制动力Fd。
在步骤S200中,将再生制动力Fg决定为最大再生力Fx(即,“Fg=Fx”)。然后,基于再生制动力Fg(=Fx),运算再生量Rg。与上述相同,再生量Rg通过通信总线BS发送到驱动控制器ECD。
在步骤S210中,基于要求制动力Fd以及最大再生力Fx运算目标摩擦制动力Fm。具体而言,从要求制动力Fd减去最大再生力Fx来决定目标摩擦制动力Fm(即,“Fm=Fd-Fx”)。换句话说,在要求制动力Fd中,通过目标摩擦制动力Fm补充在再生制动力Fg(=Fx)中不足的量。
在步骤S220,基于摩擦制动力的目标值Fm,运算要求液压Pu。要求液压Pu是调整液压Pa的目标值。具体而言,将目标摩擦制动力Fm换算为液压来决定要求液压Pu。
在步骤S230,基于车体速度Vx(或者,发电机转速Ng)、以及调整液压Pa(调整液压传感器PA的检测值),执行预加压控制。“预加压控制”是在开始“基于再生发电机GN的再生制动力Fg”与“基于制动液压Pw的摩擦制动力Fm”的替换工作之前,制动液压Pw(=Pa)从“0”增加至规定液压pp并维持该规定液压的控制。这里,“替换工作”是指通过摩擦制动力Fm的增加来补偿再生制动力Fg的减少的工作。另外,通过预加压控制,将调整液压Pa稍微增加至规定液压pp这一情形被称为“预加压”。换句话说,当进行了预加压之后,开始再生协调控制的替换工作。
在步骤S230中,基于要求液压Pu以及预加压的有无,决定目标液压Pt。目标液压Pt是调整液压Pa的最终的目标值。
在步骤S240中,驱动电动马达MC,形成包含流体泵HP以及调压阀UA的制动液BF的环流路(A)。并且,基于目标液压Pt以及调整液压(调整液压传感器PA的检测值)Pa,以调整液压Pa接近目标液压Pt并一致的方式对调压阀UA进行反馈控制。后述电动马达MC以及调压阀UA的处理的详细。
<电动马达MC以及调压阀UA的驱动处理>
参照图3的功能框图,对电动马达MC以及调压阀UA的驱动处理进行说明。该处理被编程于上部控制器ECU。
《电动马达MC的驱动控制》
首先,对电动马达MC的驱动控制进行说明。该处理构成为包含要求液压运算模块PU、预加压控制模块PP、目标液压运算模块PT、基准流量运算模块QO、液压变化量运算模块DP、调整流量运算模块QH、目标流量运算模块QT、目标转速运算模块NT、实际转速运算模块NA以及转速反馈控制模块NC。
在要求液压运算模块PU中,基于目标摩擦制动力Fm以及运算映射Zpu,运算要求液压Pu。要求液压Pu是通过调压单元YA调节的调整液压Pa的目标值。根据运算映射Zpu,要求液压Pu被决定为随着目标摩擦制动力Fm从“0”增加而从“0”开始单调递增。
在预加压控制模块PP中,基于车体速度Vx以及调整液压Pa,判定是否需要预加压。在预加压中,在开始再生制动力Fg与摩擦制动力Fm的替换工作之前,将制动液压Pw稍微增加至规定液压pp并保持该规定液压。这里,规定液压pp是预先设定的规定值(微小的常数),以便不产生车辆减速度的影响且摩擦材料(刹车片)的摩擦面(滑动面)的整体与旋转部件(刹车盘)接触。
如模块X160所示,随着车体速度Vx的降低,再生制动力Fg减少。具体而言,若车体速度Vx成为第一规定速度vo以下,则开始再生制动力Fg的减少。因此,在“Vx=vo”时,开始替换工作。在车体速度Vx比规定速度vx大的情况下不从预加压控制模块PP输出任何液压,在车体速度Vx达到规定速度vx的时刻,输出规定液压pp作为预加压控制。这里,规定速度(阈值速度)vx是比第一规定速度vo大的预先设定的阈值(常数)。由于是“vx>vo”的关系,所以在替换工作之前输出预加压的规定液压pp。
在目标液压运算模块PT中,基于要求液压Pu以及规定液压pp,运算目标液压Pt。目标液压Pt是调整液压Pa的最终的目标值。具体而言,在没有来自预加压控制模块PP的输出的情况下(预加压控制的非执行时),直接将要求液压Pu决定为目标液压Pt。在执行预加压控制的情况下,将要求液压Pu以及规定液压pp中较大的一方决定为目标液压Pt。换句话说,若要求液压Pu在规定液压pp以上,则不执行预加压控制(换句话说,设为控制禁止状态)。在已经是“Pu≥pp”的情况下,基于不需要执行预加压这一情形。
在基准流量运算模块QO中,基于目标液压Pt以及运算映射Zqo,运算基准流量Qo。基准流量Qo是为了根据调压阀UA的节流效应来调整液压而最低限度需要的电动泵DC(即,流体泵HP)的排出量(流量)的目标值。根据运算映射Zqo,基准流量Qo被决定为随着目标液压Pt从“0”增加而从规定流量qo开始单调递增。这基于液压越高,流体泵HP的内部泄露越大这一情形。其中,规定流量qo是预先设定的常数。
在液压变化量运算模块DP中,基于目标液压Pt,运算液压变化量dP。具体而言,对目标液压Pt进行时间微分,决定液压变化量dP。以随着制动操作部件BP的操作速度dB(操作量Ba的时间变化量)的增加而增大的方式来运算液压变化量dP。
在调整流量运算模块QH中,基于液压变化量dP、目标液压Pt以及运算映射Zqh,运算调整流量Qh。调整流量Qh是为了使调整液压Pa增加所需要的电动泵DC的排出流量的目标值。根据运算映射Zqh,调整流量Qh被决定为在液压变化量dP在“0”以下时,运算为“0”,随着液压变化量dP从“0”增加而从“0”开始单调递增。液压变化量dP越大,越较大地决定调整流量Qh以便向轮缸CW供给大量的制动液BF。换句话说,在保持制动操作部件BP的情况下(即,“dP=0”),或者,在制动操作部件BP返回的情况下(即,“dP<0”),决定为“Qh=0”。
另外,根据运算映射Zqh,调整流量Qh被决定为目标液压Pt越小则越大,并被决定为目标液压Pt越大则越小。调整液压Pa(结果是制动液压Pw)基于根据刹车钳、摩擦材料等的刚性(非线性弹性常数)而增加这一情形。换句话说,在调整液压Pa较低的情况下,需要大量的流量,但在调整液压Pa较高的情况下,流量不需要那么大。因此,决定为目标液压Pt越小,则调整流量Qh越大。
在目标流量运算模块QT中,基于基准流量Qo以及调整流量Qh,运算目标流量Qt。目标流量Qt是电动泵DC(即,流体泵HP)的排出流量的目标值。具体而言,将基准流量Qo与调整流量Qh相加来决定目标流量Qt(即,“Qt=Qo+Qh”)。在目标转速运算模块NT中,基于目标流量Qt,运算目标转速Nt。目标转速Nt是电动泵DC(特别是电动马达MC)的转速的目标值。由于流体泵HP的每一圈旋转的排出量已知,所以目标流量Qt能够转换运算为目标转速Nt。在实际转速运算模块NA中,基于实际的旋转角Ka(旋转角传感器KA的检测值)来运算实际的转速Na。具体而言,对实旋转角Ka进行时间微分来决定实际转速Na。
在转速反馈控制模块NC中,基于目标转速Nt以及实际转速Na,执行电动马达MC的转速反馈控制。换句话说,以实际的转速Na接近目标转速Nt并最终与其一致的方式,决定驱动信号Mc。基于驱动信号Mc,对驱动电路DR的开关元件进行驱动,控制电动马达MC。
《调压阀UA的驱动控制》
接下来,对调压阀UA的驱动控制进行说明。该处理构成为包含目标液压运算模块PT、液压变化量运算模块DP、要求通电量运算模块IS、补偿通电量运算模块IH、目标通电量运算模块IT以及通电量反馈控制模块CA。其中,目标液压运算模块PT以及液压变化量运算模块DP是与电动马达MC相同的处理,所以省略说明。
在要求通电量运算模块IS中,基于目标液压Pt、基准流量Qo以及运算映射Zis,运算要求通电量Is。要求通电量Is是供给至调压阀UA的通电量(电流)的目标值。根据运算映射Zis,要求通电量Is被决定为随着目标液压Pt从“0”增加而从“0”开始以“上凸”的特性单调递增。另外,基于应该在调压阀UA流过的流量来运算要求通电量Is。具体而言,根据运算映射Zis,决定为基准流量Qo越小,则要求通电量Is越大,并决定为基准流量Qo越大,则要求通电量Is值越小。由于调压阀UA为常开型,所以基准流量Qo越大,要求通电量Is越被运算为较小,调压阀UA的开阀量越增加。此外,为了增加制动液压Pw,相当于调整流量Qh的制动液BF朝向轮缸CW移动。
在补偿通电量运算模块IH中,基于目标液压Pt与调整液压Pa的偏差hP以及运算映射Zih,运算补偿通电量Ih。补偿通电量Ih是用于使调整液压Pa与目标液压Pt一致的向调压阀UA供给的通电量(电流)的目标值。首先,从目标液压Pt减去调整液压Pa(调整液压传感器PA的检测值),运算液压偏差hP(即,“hP=Pt-Pa”)。然后,在偏差hP在规定值“-po”以下的情况下以及偏差hP在规定值po以上的情况下,以随着液压偏差hP的增加而增加的方式决定补偿通电量Ih。另外,在液压偏差hP在从规定值“-po”到规定值po的范围内时,补偿通电量Ih被决定为“0”。这里,规定值po是预先设定的正的常数。
在目标通电量运算模块IT中,基于要求通电量Is以及补偿通电量Ih,运算目标通电量It。目标通电量It是供给至调压阀UA的通电量(电流)的最终的目标值。具体而言,将要求通电量Is与补偿通电量Ih相加,运算目标通电量It(即,“It=Is+Ih”)。
在通电量反馈控制模块CA中,基于目标通电量It以及实际的通电量Ia,执行调压阀UA的通电量反馈控制。换句话说,以实际通电量Ia与目标通电量It一致的方式,决定驱动信号Ua。这里,通过设置于驱动电路DR的通电量传感器IA来检测实际通电量Ia。然后,基于驱动信号Ua,驱动驱动电路DR,控制调压阀UA。
在液压变化量dP比“0”大的情况下,将调整流量Qh运算为比“0”大。然后,决定为液压变化量dP越大(调整液压Pa的增加梯度越大),调整流量Qh越大。结果为,在“dP>0”时,随着液压变化量dP的增加,目标转速Nt增加。另一方面,在调整液压Pa维持为恒定的情况下,制动液BF的流量(电动泵DC的排出流量)为基准流量Qo即充分。另外,在减少调整液压Pa的情况下也相同。因此,在液压变化量dP在“0”以下的情况下,调整流量Qh被运算为“0”。因此,在增加之后保持或者减少制动操作部件BP的操作的情况下,增加后的目标转速Nt减少。
运算与制动操作部件BP的操作对应的液压变化量dP,来决定电动泵DC(特别是,电动马达MC)的转速(旋转速度),电动泵DC(特别是,流体泵HP)不会排出不需要的流量,所以能够使制动控制装置SC节电化。并且,在需要制动液压Pw的剧增的情况下(例如,对制动操作部件BP进行了紧急操作的情况下),电动马达MC的转速Na剧增,向轮缸CW供给充分的液量(制动液BF的体积)。因此,能够提高制动液压Pw的升压响应性,并且降低基于偏差hP的反馈控制中的时间延迟,确保了制动液压Pw的调压精度。
并且,在调压单元YA设置有止回阀GC,所以若调压阀UA完全关闭,则调整液压Pa能够保持为恒定。另外,若稍微打开调压阀UA,则调整液压Pa能够逐渐减少。在液压变化量dP在“0”以下的情况下(即,制动操作部件BP保持或者返回的情况下),“Qo=0”,目标流量Qt能够决定为“0”。结果为,能够停止电动泵DC(=MC)的旋转(即,“Nt=0”)。通过在制动操作部件BP保持时或者返回时,使电动马达MC为停止状态,能够进一步实现节电化。此外,在从停止电动马达MC的状态开始,增加制动液压Pw的情况下,目标流量Qt能够被决定为调整流量Qh(即,“Qt=Qh”)。
在调整液压Pa(即,制动液压Pw)为“0”的情况下,由于旋转部件KT的振动(相对于与旋转轴垂直的面的旋转部件滑动面的振动)等,在旋转部件KT与摩擦材料之间产生缝隙。另外,也可能产生摩擦材料的摩擦面(与旋转部件KT的表面滑动的面)相对于旋转部件KT的表面(滑动面)倾斜的情况。并且,摩擦材料的表面(滑动面)并不是均匀的平面,存在微小的凹凸。因此,在旋转部件KT与摩擦材料滑动面的缝隙、以及摩擦材料滑动面相对于旋转部件KT的倾斜消失,摩擦材料的表面凹凸被破坏之后,调整液压Pa从“0”增加。消耗与该缝隙、该倾斜、表面凹凸等相当的制动液量(称为“初始消耗液量”)。在制动控制装置SC中,在开始替换工作之前,进行预加压以供给与初始消耗液量相当的液量(制动液BF的体积)。具体而言,在“Pu=0”的情况下,基于车体速度Vx,在减少最大再生力Fx之前的时刻,决定“Pt=pp”,并使调整液压Pa(=Pw)增加至规定液压pp并保持该规定液压。这里,规定液压pp是不对车辆的减速度造成影响,消除上述的缝隙、倾斜,摩擦材料的滑动面整体与旋转部件KT接触的液压,且是预先设定的常数。通过预加压,能够确保替换工作中的增压的响应性以及调压精度。
预加压是用于补充初始消耗液量的处理。因此,在预加压之前的调整液压Pa在规定液压pp以上的情况下,禁止预加压的执行。具体而言,在目标液压运算模块PT中,将要求液压Pu以及规定液压pp中较大的一方决定为最终的目标液压Pt。另外,在预加压控制模块PP中,也可以在满足了预加压控制的开始条件(即,“Vx≤vx”)的时刻,基于调整液压Pa,调整液压Pa在规定液压pp以上的情况下,不输出任何液压(换句话说,不输出规定液压pp)。此外,在预加压控制模块PP中,能够代替车体速度Vx而采用发电机转速Ng作为预加压控制的执行条件。
<第一实施方式的作用及效果>
参照图4的时间序列线图,对第一实施方式的作用及效果进行说明。
在制动控制装置SC中,根据制动操作部件BP的操作量Ba运算目标液压Pt,并基于该目标液压Pt运算液压变化量dP。基于液压变化量dP调整电动泵DC的转速Na。具体而言,在“dP≤0”的情况下,电动泵DC的转速Na为“0(停止)”或者维持为恒定值。而且,在“dP>0”的情况下,液压变化量dP越大,越增加转速Na以使转速Na变大。这里,线图是假定了在要求制动力Fd维持为恒定,且在“dP=0”的情况下停止电动泵DC的状况。
维持“Fd=fa”的状态。到时刻t0为止,“Fd<Fx”,因此决定为“Fg=fa,Fm=0”。并且,由于“dP=0”,所以“Na=0(电动马达MC的停止)”。在时刻t0,车体速度Vx降低至规定速度vx。满足预加压控制的开始条件“Vx≤vx”,所以输出规定液压pp,开始目标液压Pt的增加。目标液压Pt(结果是调整液压Pa)以规定的增加梯度逐渐增加至规定液压pp以便避免对车辆减速度的影响,之后,维持为规定液压pp。从时刻t0起增加目标液压Pt,因此运算“dP>0”,目标转速Nt从“0”增加。因此,实际的转速Na增加至值na。
在时刻t1,车体速度Vx达到第一规定速度vo,最大再生力Fx减少,因此再生制动力Fg减少。由于补偿再生制动力Fg的降低而增加摩擦制动力Fm。随着摩擦制动力的增加,目标液压Pt(结果是调整液压Pa、制动液压Pw)从规定液压pp增加。由此,作用于车辆的制动力F与要求制动力Fd(=fa)一致。换句话说,在进行了预加压之后的时刻t1,开始再生制动力Fg与摩擦制动力Fm的替换工作。随着替换工作中的目标液压Pt的增加,增加液压变化量dP,增加目标转速Nt。结果为,实际的转速Na增加至值nb(参照特性Ca)。
在时刻t2,结束替换工作。在时刻t2以后,调整液压Pa维持为恒定,所以转速Na减少至值nc。此外,也可以通过使调压阀UA为全闭状态,使转速Na为“0(停止)”。
在制动控制装置SC中,根据需要来驱动电动泵DC,所以能够实现节电化。具体而言,在“dP≤0”时,电动泵DC停止(即,“Nt、Na=0”),或者,以低旋转(即,与基准流量Qo相当的转速」)进行驱动。而且,在“dP>0”时,控制为液压变化量dP越大,目标转速Nt(结果为实际的转速Na)越大。
在调整液压Pa从“0”增加的情况下,首先,需要对轮缸CW供给初始消耗液量的制动液BF。这里,初始消耗液量是为了填充旋转部件KT与摩擦材料的缝隙,矫正旋转部件KT与摩擦材料的倾斜,破坏摩擦材料表面的凹凸,使摩擦材料的表面整体与旋转部件KT接触所需要的制动液BF的体积。不执行预加压控制的情况如虚线的特性Cb所示。随着目标液压Pt的增加,基于液压变化量dP,转速Na剧增至值nd。但是,由于电动泵DC的惯性质量,可能在制动液BF的供给产生延迟。因此,难以确保调整液压Pa的响应性。另外,由于转速Na急剧上升,所以也可能产生工作声响的课题。
在制动控制装置SC中,在“Pa=0”的状态下进行替换工作的情况下,在开始替换工作之前(时刻t0),执行预加压控制。通过预加压控制,供给初始消耗液量的制动液BF,能够确保调整液压Pa的升压响应性。并且,随着目标液压Pt的增加,转速Na的增加不会那么大,工作声响较小。
<制动控制装置SC的第二实施方式>
参照图5的整体构成图,对本发明的制动控制装置SC的第二实施方式进行说明。在第二实施方式中,作为两个系统流体路,采用所谓的前后型。在第一实施方式中,是对四个轮缸CW供给调整液压Pa的“同一调压”,但在第二实施方式中,独立地控制前轮轮缸CWf和后轮轮缸CWr。将该控制称为“独立调压”。
与上述相同,附加了相同符号的构成部件、运算处理、信号、特性、以及值是相同功能的内容。在各车轮所涉及的符号末尾附加的角标“i”~“l”是表示其与哪个车轮相关的概括符号。具体而言,“i”表示右前轮,“j”表示左前轮,“k”表示右后轮,“l”表示左后轮。能够省略符号末尾的角标“i”~“l”。此时,各符号表示四个各车轮的总称。附加在前后型的制动系统的符号的末尾的角标“f”、“r”是表示其与前后轮的哪个系统相关的概括符号,“f”表示前轮系统,“r”表示后轮系统。另外,在对角线型的制动系统的符号的末尾附加的角标“1”、“2”是表示其与哪个系统相关的概括符号,“1”表示第一系统,“2”表示第二系统。能够省略符号末尾的角标“f”、“r”、“1”、“2”。此时,各符号表示两个各制动系统的总称。
《制动控制装置SC》
第二实施方式的制动控制装置SC构成为包含上部流体单元YU。通过上部控制器ECU控制上部流体单元YU。与第一实施方式相同,在第二实施方式中,也在车辆设置有通过下部控制器ECL控制的下部流体单元YL。上部控制器ECU和下部控制器ECL经由通信总线BS连接,以共享各信号(传感器检测值、运算值等)。
在第二实施方式中,也在前轮WHf(再生车轮)具备发电机GN。第二实施方式中的上部流体单元YU由操作量传感器BA、主单元YM、调压单元YC、以及再生协调单元YK构成。
设置操作量传感器BA以检测制动操作部件(制动踏板)BP的操作量Ba。作为操作量传感器BA,除了操作位移传感器SP、操作力传感器FP之外,还设置检测模拟器SS内的液压(模拟器液压)Ps的模拟器液压传感器PS、检测再生协调单元YK的输入室Rn内的液压(输入液压)Pn的输入液压传感器PN。即,能够采用操作位移Sp、操作力Fp、模拟器液压Ps、以及输入液压Pn中的至少一个,作为制动操作量Ba。检测出的制动操作量Ba输入到上部控制器ECU。此外,在第二实施方式中,主缸液压Pm不符合操作量Ba。
[主单元YM]
通过主单元YM,经由主缸室Rm,调整前轮轮缸CWf内的液压(前轮制动液压)Pwf。主单元YM构成为包含主缸CM、主活塞PM以及主弹性体SM。
主缸CM是具有底部的带台阶的缸体部件(即,具有小径部和大径部)。作为主缸CM,采用单一型的主缸。主活塞PM是插入到主缸CM的内部的活塞部件,具有凸缘部(frange)Tm。主缸CM与主活塞PM被密封件SL密封。主活塞PM能够与制动操作部件BP的操作联动地移动。主缸CM的内部通过主活塞PM划分为三个液压室Rm、Rs、Ro。主活塞PM能够沿着主缸CM的中心轴Jm顺畅地移动。
主缸室(也仅称为“主室”)Rm是通过“主缸CM的小径内周部、小径底部”、以及主活塞PM的端部划分的液压室。在主室Rm连接有主缸流体路HM,并经由下部流体单元YL,最终与前轮轮缸CWf(=CWi、CWj)连接。
主缸CM的内部通过主活塞PM的凸缘部Tm,分隔为伺服液压室(也仅称为“伺服室”)Rs和反作用力液压室(也仅称为“反作用力室”)Ro。伺服室Rs是通过“主缸CM的大径内周部、大径底部”、以及主活塞PM的凸缘部Tm划分的液压室。主室Rm与伺服室Rs配置为隔着凸缘部Tm相对。在伺服室Rs连接有前轮调压流体路HF,从调压单元YC导入调整液压Pc。
反作用力室Ro是通过主缸CM的大径内周部、台阶部以及主活塞PM的凸缘部Tm划分的液压室。反作用力室Ro在中心轴Jm的方向,被主液压室Rm与伺服液压室Rs夹着,位于它们之间。在反作用力室Ro连接有模拟器流体路HS。
在主活塞PM的端部与主缸CM的小径底部之间设置有主弹性体(例如,压缩弹簧)SM。主弹性体SM在主缸CM的中心轴Jm的方向,将主活塞PM推压至主缸CM的大径底部。在非制动时,主活塞PM与主缸CM的大径底部抵接。在该状态下,主室Rm与储液器RV为连通状态。
主室Rm通过其内压(“主缸液压”,也称为“主液压”)Pm,给予主活塞PM沿着中心轴Jm的后退方向Hb的作用力Fb(称为“后退力”)。伺服室Rs通过其内压(即,导入的调整液压Pc),给予主活塞PM与后退力Fb对置的前进方向Ha的作用力Fa(称为“前进力”)。换句话说,在主活塞PM中,基于伺服室Rs内的液压Pc的前进力Fa与基于主室Rm内的液压(主液压)Pm的后退力Fb在中心轴Jm的方向相互对抗(相向),在静态上平衡。设置主缸液压传感器PQ以检测主液压Pm。例如,主缸液压传感器PQ能够设置于主缸流体路HM。另外,主缸液压传感器PQ也可以包含于下部流体单元YL。
[调压单元YC]
调压单元YC具备电动泵DC、止回阀GC、第一、第二调压阀UB、UC、以及第一、第二调整液压传感器PB、PC。通过调压单元YC,能够独立并且分开地调节前轮轮缸CWf的液压(前轮制动液压)Pwf和后轮轮缸CWr的液压(后轮制动液压)Pwr。具体而言,能够在不具备发电机GN的后轮WHr的制动液压Pwr以下的范围独立地调整具备发电机GN的前轮WHf的制动液压Pwf。
电动泵DC由电动马达MC以及流体泵HP构成,它们成为一体地进行旋转。在流体泵HP中,吸入口与第一储液器流体路HV连接,排出口与调压流体路HC的一方的端部连接。在调压流体路HC设置有止回阀GC。调压流体路HC的另一方的端部经由第二调压阀UC与第二储液器流体路HX连接。第一、第二储液器流体路HV、HX与储液器RV连接。
在调压流体路HC以串联的方式设置有两个调压阀UB、UC。具体而言,在调压流体路HC设置有第一调压阀UB。在调压流体路HC的另一方的端部配置有第二调压阀UC。在第二调压阀UC连接有第二储液器流体路HX的端部。第一、第二调压阀UB、UC与调压阀UA相同,是基于通电状态(例如,供给电流)连续地控制开阀量(升程量)的常开型线性电磁阀(比例阀、差压阀)。
若驱动电动泵DC,则形“HV→HP→GC→UB→UC→HX→RV→HV”那样的制动液BF的环流(A)。即,在制动液BF的环流路(A)包含有流体泵HP、第一、第二调压阀UB、UC、以及储液器RV。此外,如第一实施方式所示,第二调压阀UC也可以与第一储液器流体路HV连接。该情况下,环流路(A)成为“HV→HP→GC→UB→UC→HV”的顺序。
在第一、第二调压阀UB、UC处于全开状态的情况下,调压流体路HC内的液压(第一、第二调整液压)Pb、Pc均大致为“0(大气压)”。若增加对第一调压阀UB的通电量,通过调压阀UB对环流(A)进行节流,则在调压流体路HC中,第一调压阀UB的上游侧的液压(例如,流体泵HP与第一调压阀UB之间的液压(第一调整液压)Pb)从“0”增加。另外,若增加对第二调压阀UC的通电量,通过调压阀UC对环流(A)进行节流,则在调压流体路HC中,第二调压阀UC的上游侧的液压(例如,第一调压阀UB与第二调压阀UC之间的液压(第二调整液压)Pc)从“0”增加。
第一、第二调压阀UB、UC以串联的方式配置于调压流体路HC,所以通过第二调压阀UC调整的第二调整液压Pc在第一调整液压Pb以下。换句话说,通过第二调压阀UC,将第二调整液压Pc调整为从“0(大气压)”增加,通过第一调压阀UB,将第一调整液压Pb调整为从第二调整液压Pc增加。在调压单元YC中,设置第一、第二调整液压传感器PB、PC以检测第一、第二调整液压Pb、Pc。此外,由于主单元YM的规格(主活塞PM的受压面积等)已知,所以也可以代替第二调整液压传感器PC,而使用主缸液压传感器PQ。换句话说,能够省略第二调整液压传感器PC。
调压流体路HC在流体泵HP与第一调压阀UB之间的部位Bh,被分支为后轮调压流体路HR。后轮调压流体路HR经由下部流体单元YL与后轮轮缸CWr连接。另外,调压流体路HC在第一调压阀UB与第二调压阀UC之间的部位Bg,被分支为前轮调压流体路HF。前轮调压流体路HF与伺服室Rs连接。因此,第二调整液压Pc导入(供给)伺服室Rs。
[再生协调单元YK]
通过再生协调单元YK,实现摩擦制动与再生制动的协调控制(称为“再生协调控制”)。例如,通过再生协调单元YK,能够形成虽然操作制动操作部件BP,但不产生制动液压Pw的状态。再生协调单元YK由输入缸CN、输入活塞PK、输入弹性体SN、第一开闭阀VA、第二开闭阀VB、行程模拟器SS、模拟器液压传感器PS、以及输入液压传感器PN构成。
输入缸CN是固定于主缸CM的具有底部的缸体部件。输入活塞PK是插入到输入缸CN的内部的活塞部件。输入活塞PK与制动操作部件BP机械连接以与制动操作部件BP联动。在输入活塞PK设置有凸缘部(frange)Tn,在凸缘部Tn与向主缸CM的安装面之间设置有输入弹性体(例如,压缩弹簧)SN。因此,输入弹性体SN在中心轴Jm的方向,将输入活塞PK的凸缘部Tn推压至输入缸CN的底部。
在非制动时,主活塞PM的台阶部与主缸CM的大径底部抵接,输入活塞PK的凸缘部Tn与输入缸CN的底部抵接。在非制动时,在输入缸CN的内部,主活塞PM的端面Mq与输入活塞PK的端面Mg的缝隙Ks为规定距离ks(称为“初始缝隙”)。即,在两个活塞PM、PK处于最后退方向Hb(与前进方向Ha相反的方向)的位置(称为各活塞的“初始位置”)的情况下(即,非制动时),主活塞PM与输入活塞PK分离规定距离ks。这里,规定距离ks与再生量Rg的最大值对应。在执行再生协调控制的情况下,通过调整液压Pc控制(调节)缝隙(也称为“分离位移”)Ks。
若从“Ba=0”的状态踏下制动操作部件BP,则输入活塞PK从其初始位置向前进方向Ha移动。此时,若调整液压Pc保持为“0”,则主活塞PM保持在初始位置,所以缝隙Ks(端面Mg与端面Mq之间的距离)逐渐减少。另一方面,若调整液压Pc从“0”增加,则主活塞PM从其初始位置向前进方向Ha移动。因此,能够通过调整液压Pc,在“0≤Ks≤ks”的范围内与制动操作量Ba独立地调整缝隙Ks。换句话说,通过对调整液压Pa进行调整,能够调节输入活塞PK与主活塞PM的缝隙Ks,实现再生协调控制。
再生协调单元YK的输入室Rn与主单元YM的反作用力室Ro利用模拟器流体路HS连接。在模拟器流体路HS设置有第一开闭阀VA。第一开闭阀VA是具有打开位置、以及关闭位置的常闭型电磁阀(开关阀)。在模拟器流体路HS的第一开闭阀VA与反作用力室Ro之间的部位Bs连接第三储液器流体路HT。在第三储液器流体路HT设置有第二开闭阀VB。第二开闭阀VB是具有打开位置、以及关闭位置的常开型电磁阀(开关阀)。
模拟器SS在第一开闭阀VA与反作用力室Ro之间的部位Bo,与模拟器流体路HS连接。换句话说,再生协调单元YK的输入室Rn通过模拟器流体路HS与模拟器SS连接。在执行再生协调控制的情况下,使第一开闭阀VA为打开位置,并使第二开闭阀VB为关闭位置。由于使第二开闭阀VB为关闭位置,所以在第三储液器流体路HT,切断向储液器RV的流路。因此,制动液BF从输入缸CN的输入室Rn移动到模拟器SS内。通过模拟器SS,产生操作制动操作部件BP的情况下的操作力Fp。
在第一开闭阀VA与反作用力室Ro之间的模拟器流体路HS设置有模拟器液压传感器PS,以便检测模拟器SS内的液压(称为“模拟器液压”)Ps。另外,在第一开闭阀VA与输入室Rn之间的模拟器流体路HS设置有输入液压传感器PN,以便检测输入室Rn内的液压(称为“输入液压”)Pn。模拟器液压传感器PS以及输入液压传感器PN是上述的制动操作量传感器BA之一。检测出的液压Ps、Pn作为制动操作量Ba,输入到上部控制器ECU。此外,在对第一、第二开闭阀VA、VB进行通电的情况下“Ps=Pn”,所以能够省略模拟器液压传感器PS以及输入液压传感器PN中的任意一者。
通过上部控制器ECU,基于各种信号(Ba等)控制电动马达MC、以及、电磁阀VA、VB、UB、UC。具体而言,在上部控制器ECU中,运算用于控制各种电磁阀VA、VB、UB、UC的驱动信号Va、Vb、Ub、Uc。同样地,运算用于控制电动马达MC的驱动信号Mc。然后,基于驱动信号Va、Vb、Ub、Uc、Mc,驱动电磁阀VA、VB、UB、UC、以及电动马达MC。此外,也可以代替第二调整液压Pc,而采用主缸液压Pm。
<调压控制的第二处理例>
参照图6的控制流程图,对与第二实施方式对应的调压控制的第二处理例进行说明。在第一处理例中,对四个轮缸CW的全部供给了同一调整液压Pa。在第二处理例中,在“Pb≥Pc”的范围内,独立地控制前轮轮缸CWf的液压Pwf和后轮轮缸CWr的液压Pwr。步骤S310~步骤S360的处理与步骤S110~步骤S160的处理相同,所以简洁地进行说明。
在步骤S310中,进行制动控制装置SC的初始化。在步骤S320中,对第一、第二开闭阀VA、VB进行通电,使第一开闭阀VA为打开位置,并使第二开闭阀VB为关闭位置。在步骤S330中,读入制动操作量Ba、第一、第二调整液压(检测值)Pb、Pc(或者,主缸液压Pm)、以及车体速度Vx。在步骤S340中,基于制动操作量Ba,判定“是否在制动中”。在“Ba>bo(规定值)”的情况下,处理进入步骤S350。在“Ba≤bo”的情况下,处理返回到步骤S330。
在步骤S350中,基于模块X350的运算映射Zfd以及操作量Ba,运算要求制动力Fd(总制动力F的目标值)。将要求制动力Fd运算为在操作量Ba在从“0”到规定值bo的范围内,决定为“0”,在操作量Ba在规定值bo以上时,随着操作量Ba增加,从“0”开始单调递增。在步骤S360中,基于模块X360的运算映射Zfx、以及车体速度Vx(或者,发电机转速Ng),运算最大再生力(能够产生的再生制动力的最大值)Fx。将最大再生力Fx运算为在“0≤Vx<vo(规定速度)”的情况下,随着车体速度Vx的增加,最大再生力Fx增加。运算为在“vo≤Vx<vp(规定速度)”的情况下,最大再生力Fx决定为上限值fx。在“Vx≥vp”的情况下,随着车体速度Vx增加,最大再生力Fx减少。
在步骤S370中,设定制动力的分配比率(特别是后轮制动力相对于制动力整体F的比率,称为“后轮比率Hr”),例如,能够将后轮比率Hr决定为预先设定的常数(规定值)hr。另外,能够基于转弯状态量Ta、车体速度Vx以及要求制动力Fd中的至少一个决定后轮比率Hr。这里,转弯状态量Ta是表示车辆的转弯状态的变量,例如相当于横摆率、横向加速度。
在步骤S380中,基于要求制动力Fd以及最大再生力Fx,判定“要求制动力Fd是否在最大再生力Fx以下”。换句话说,判定是否能够仅通过再生制动力实现要求的制动力Fd。在“Fd≤Fx”的情况下,进入处理步骤S390,在“Fd>Fx”的情况下,进入步骤S400。
在步骤S390中,基于要求制动力Fd,运算再生制动力(目标值)Fg、以及前后轮的摩擦制动力(目标值)Fmf、Fmr。具体而言,将目标再生制动力Fg决定为与要求制动力Fd一致,并将前后轮的目标摩擦制动力Fmf、Fmr运算为“0”(即,“Fg=Fd、Fmf=Fmr=0”)。换句话说,在再生制动力Fg未达到最大再生力Fx的情况下(在“Fg<Fx”的情况下),车辆减速不采用摩擦制动,仅通过再生制动,实现要求制动力Fd。
在步骤S400中,运算目标再生制动力Fg、补充制动力Fh、以及后轮基准力Fs。再生制动力Fg被运算为与最大再生力Fx一致。换句话说,在再生制动力Fg达到最大再生力Fx的情况下(在“Fg≥Fx”的情况下),运算为“Fg=Fx”,使再生能量最大化。基于要求制动力Fd、以及后轮比率Hr运算后轮基准力Fs。后轮基准力Fs是对要求制动力Fd考虑了制动力的前后比率(即,后轮比率Hr)的值,为了实现后轮比率Hr作为基准。具体而言,对要求制动力Fd乘以后轮比率Hr,运算出后轮基准力Fs(即,“Fs=Hr×Fd”)。另外,基于要求制动力Fd、以及最大再生力Fx运算补充制动力Fh。补充制动力Fh是为了实现要求制动力Fd,而应该通过摩擦制动补充的制动力。具体而言,从要求制动力Fd减去最大再生力Fx,运算补充制动力Fh(即,“Fh=Fd-Fx”)。
在步骤S410中,对补充制动力Fh与后轮基准力Fs进行比较,判定“补充制动力Fh是否在后轮基准力Fs以下”。在“Fh≤Fs”的情况下进入步骤S420,在“Fh>Fs”的情况下进入步骤S430。
在步骤S420中,将前轮摩擦制动力Fmf决定为“0”,并以与补充制动力Fh一致的方式运算后轮摩擦制动力Fmr(即,“Fmf=0、Fmr=Fh”)。在补充制动力Fh在后轮基准力Fs以下的情况下,在前轮WHf不产生前轮摩擦制动力Fmf,仅作用再生制动力Fg。而且,为了满足要求制动力Fd,在后轮WHr产生摩擦制动力Fmr。
另一方面,在步骤S430中,以与后轮基准力Fs一致的方式运算后轮摩擦制动力Fmr,并且以与从补充制动力Fh减去后轮基准力Fs的值(称为“前轮指示力”)Fc一致的方式运算前轮摩擦制动力Fmf(即,“Fmf=Fc=Fh-Fs、Fmr=Fs”)。在补充制动力Fh比后轮基准力Fs大的情况下,使后轮摩擦制动力Fmr为考虑了后轮比率Hr的后轮基准力Fs,并将相对于要求制动力Fd不足的量(=Fc)决定为前轮摩擦制动力Fmf。
在步骤S440中,基于再生制动力Fg,运算再生量Rg。再生量Rg是发电机GN的再生量的目标值。再生量Rg经由通信总线BS,从上部控制器ECU发送到驱动控制器ECD。
在步骤S450中,基于摩擦制动力的目标值Fm(=Fmf、Fmr),运算目标液压Pt(=Ptf、Ptr)。换句话说,对摩擦制动力Fm进行液压换算,决定目标液压Pt。后轮目标液压Ptr是与第一调整液压Pb对应的后轮轮缸CWr的液压的目标值。另外,前轮目标液压Ptf是与第二调整液压Pc对应的前轮轮缸CWf的液压的目标值。
在步骤S460中,基于车体速度Vx(或者,发电机转速Ng)、以及第一、第二调整液压Pb、Pc(第一、第二调整液压传感器PB、PC的检测值),执行预加压控制。与第一实施方式相同,“预加压控制”是在开始“基于再生发电机GN的再生制动力Fg”与“基于调整液压Pc的前轮摩擦制动力Fmf”的替换工作之前,使前轮制动液压Pwf(=Pc)从“0”增加至规定液压pp并维持的控制。在随着车体速度Vx(结果,最大再生力Fx)的减少,开始了步骤S430的处理的时刻(即,首次否定了步骤S410的时刻)开始替换工作。因此,预加压控制在执行步骤S420的处理的情况下,使前轮目标液压Ptf(结果是实际的调整液压Pc)稍微增加至规定液压pp。
在步骤S470中,基于前轮目标液压Ptf、以及后轮目标液压Ptr,控制电动马达MC。与第一实施方式相同,对目标液压Pt(=Ptf、Ptr)进行时间微分,运算液压变化量dP。将基于目标液压Pt的基准流量Qo和基于液压变化量dP的调整流量Qh相加,运算目标流量Qt(即,“Qt=Qo+Qhf+Qhr”)。然后,基于目标流量Qt,决定目标转速Nt,并执行转速反馈控制以使实际的转速Na接近目标转速Nt并与其一致。
在步骤S470中,在前轮、后轮液压变化量dPf、dPr中的至少一个比“0”大的情况下,运算为前轮、后轮调整流量Qhf、Qhr的和(“Qhf+Qhr”,称为“合计流量”)比“0”大。而且,决定为前轮、后轮液压变化量dPf、dPr越大(例如,制动操作部件BPが急操作され,剧增压が必要な的情况下),合计流量(Qhf+Qhr)越大,越较大地运算目标转速Nt。换句话说,根据制动液压Pwf、Pwr的增压梯度,增加电动泵DC的目标转速Nt(结果是实际的转速Na),增加其排出流量。另一方面,在“恒定地维持第一、第二调整液压Pb、Pc的情况下”、以及“第一、第二调整液压Pb、Pc减少的情况下”,电动泵DC的排出流量为基准流量Qo即充分。在这些情况下,合计流量(Qhf+Qhr)被运算为“0”,增加后的目标转速Nt减少。
另外,在步骤S470中,基于前轮目标液压Ptf以及后轮目标液压Ptr,控制第一、第二调压阀UB、UC。与第一实施方式相同,基于液压变化量dP(=dPf、dPr)决定要求通电量Is(=Isf、Isr)。基于前轮、后轮目标液压Ptf、Ptr与液压传感器检测值Pc、Pb的偏差hP(=hPf、hPr),运算补偿通电量Ih(=Ihf、Ihr)。然后,基于要求通电量Is、以及补偿通电量Ih,决定目标通电量It(=Itf、Itr),并基于目标通电量It,执行通电量反馈控制。结果,将两个调压阀UC、UB控制为实际的调整液压Pc、Pb接近前轮、后轮目标液压Ptf、Ptr并与其一致。
在第二实施方式中,在“Pb≥Pc”的范围,独立并且分开调整第一调整液压Pb、以及第二调整液压Pc。由此,在考虑了制动力的前后分配的基础上,执行再生协调控制,所以能够确保车辆的减速性、稳定性,并且使再生能量最大化。
此外,在第二实施方式中,在前轮目标液压Ptf(=Pc)在规定液压pp以上的情况下,也不需要预加压,所以为控制禁止的状态。另外,由于在调压单元YC设置有止回阀GC,所以若完全关闭第一、第二调压阀UB、UC,则调整液压Pb、Pc保持为恒定。另外,能够通过调压阀UB、UC的开阀,进行调整液压Pb、Pc的减少。因此,在“dPf≤0,并且,dPr≤0”的情况下,“Qo=0”,将目标流量Qt决定为“0”。而且,能够停止电动泵DC(=MC)的旋转(即,“Nt=0”)。通过在制动操作部件BP保持时,或者,返回时,使电动马达MC为停止状态,能够实现进一步的省电力。
<第二实施方式的作用及效果>
参照图7的时间序列线图,对第二实施方式的作用及效果进行说明。与第一实施方式相同,线图假定要求制动力Fd维持为恒定,且车体速度Vx减少的状况。
维持“Fd=fb+fc”的状态。到时刻u0为止,“Vx>vx”,所以决定“Fg=fb,Fmf=0,Fmr=fc”。据此,运算出“Ptf=0,Ptr=pb”,根据值ne驱动转速Na。在时刻u0,满足作为预加压控制的开始条件的“车体速度Vx在阈值速度vx以下”,所以开始前轮目标液压Ptf的增加。前轮目标液压Ptf(结果是调整液压Pc)为了避免对车辆减速度的影响,以规定的增加梯度,逐渐增加至规定液压pp,并维持为规定液压pp。
在时刻u1,随着车体速度Vx的降低而最大再生力Fx减少,所以再生制动力Fg减少。为了补偿再生制动力Fg的降低,使车辆的总制动力F与要求制动力Fd一致,增加前轮摩擦制动力Fmf。而且,根据前轮摩擦制动力Fmf的增加,前轮目标液压Ptf从规定液压pp增加。换句话说,在时刻u1(进行了预加压之后),开始再生制动力Fg与基于调整液压Pc的摩擦制动力Fmf的替换工作。随着前轮目标液压Ptf的增加,后轮液压变化量dPf增加,所以转速Na增加至值nh。若在时刻u2,结束替换工作,则前轮目标液压Ptf(=Pc)维持为恒定。由于“dPf=0”,所以转速Na减少至值ng。
在第二实施方式中,起到与第一实施方式相同的效果。在制动控制装置SC中,基于液压变化量dP控制电动泵DC,所以能够实现省电力化。具体而言,在“dP≤0”时,电动泵DC停止,或者以低旋转进行驱动。而且,若变为“dP>0”,则以液压变化量dP越大,目标转速Nt(结果是实际的转速Na)越大的方式控制电动泵DC。其后,若液压变化量dP再次变为“0”以下,则停止或者低速驱动电动泵DC。
在替换工作中,在前轮制动液压Pwf从“0”增加的情况下,首先,需要向前轮轮缸CWf供给初始消耗液量的制动液BF。通过预加压控制,在替换工作之前供给相当于该量的制动液BF,所以能够提高制动液压Pw的调整精度、响应性。另外,由于避免电动泵DC的快速旋转,所以能够降低工作音。除此之外,在第二实施方式中,能够独立并且分开调整第一调整液压Pb、以及第二调整液压Pc,所以能够在通过再生协调控制使再生的能量最大化的基础上,确保车辆的减速性以及方向稳定性。
<其它的实施方式>
以下,对其它的实施方式进行说明。在其它的实施方式中,也起到与上述相同的效果(替换工作中的液压响应性的提高等)。
在第一实施方式中,例示了串联型主缸CM与调压单元YA的组合,在第二实施方式中,例示了单一型主缸CM与调压单元YC的组合。能够组合这些构成。在同一调压中,能够组合具有串联型主缸CM的主单元YM和调压单元YA。在该构成中,对伺服室Rs供给调整液压Pa。在独立调压时,对采用前后型流体路的串联型主缸CM组合调压单元YC。而且,对后轮轮缸CWr供给第一调整液压Pb,对前轮轮缸CWf供给第二调整液压Pc。
在上述实施方式中,在前轮WHf具备发电机GN,但也可以在后轮WHr具备。换句话说,能够使后轮WHr为再生车轮。在第二实施方式中,在后轮WHr具备发电机GN的构成中,第一调整液压Pb导入伺服室Rs(或者,前轮轮缸CWf),第二调整液压Pc导入后轮轮缸CWr。因此,替换工作从“Ptr=0”的状态开始,增加后轮目标液压Ptr(=Pc)以补偿最大再生力Fx的减少量。而且,在预加压控制中,在开始替换工作之前,逐渐将后轮目标液压Ptr增加至规定液压pp。同样地,在后轮目标液压Ptr(=Pc)在规定液压pp以上的情况下,禁止预加压控制。
Claims (2)
1.一种车辆制动控制装置,在车辆的车轮具备再生发电机,
上述车辆制动控制装置具备:
调压单元,由电动泵以及调压阀构成,并调节上述电动泵与上述调压阀间的调压流体路的调整液压;以及
控制器,控制上述电动泵以及上述调压阀,
上述控制器构成为,在开始基于上述再生发电机的再生制动力和基于上述调整液压的摩擦制动力的替换工作之前,进行使上述调整液压从零增加至预先设定的规定液压并维持该规定液压的预加压,以便不对上述车辆的减速度造成影响且摩擦材料的整个摩擦面与固定于上述车轮的旋转部件接触,当进行了上述预加压之后,增加上述电动泵的转速,将上述调整液压从上述规定液压增加而执行上述替换工作。
2.根据权利要求1所述的车辆制动控制装置,其中,
在上述预加压之前上述调整液压为上述规定液压以上的情况下,上述控制器禁止上述预加压的执行。
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