JP2005059626A - ブレーキ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リザーバに貯留されたブレーキ液を適切なポンプ作動により掻き上げ可能なブレーキ制御装置を提供すること。
【解決手段】ブレーキ制御装置において、路面ミュー検出手段により検出された路面摩擦係数が低いときは、高いときに比べて、モータ駆動周波数を大きな周波数に決定し、決定されたモータ駆動周波数によりモータを駆動しポンプを回転させることとした。また、ブレーキ制御装置において、マスタシリンダ圧検出手段により検出されたマスタシリンダ圧の高さに応じて、マスタシリンダ圧が高いときは低いときに比べてモータ駆動周波数を大きな周波数に決定し、決定されたモータ駆動周波数によりモータを駆動しポンプを回転させることとした。
【選択図】 図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブレーキ制御装置に関し、特にリザーバに貯留されたブレーキ液を、ポンプ駆動によりブレーキ回路に還流する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ブレーキ液圧を減圧・保持・増圧して、所望の制動力を得るブレーキ制御装置が知られている。このとき、減圧作動によって、ホイルシリンダ内のブレーキ液はリザーバに貯留されるため、ポンプ駆動により、貯留されたブレーキ液をマスタシリンダ側に汲み上げる。
【０００３】
上記従来技術として、例えば特許文献１に記載の技術が知られている。この公報には、ポンプ駆動モータの回転数を計測し、回転数に応じて周波数を変化させている。
【０００４】
【特許文献１】
特表平８−５０１５１６号公報。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来技術にあっては、モータの回転速度を検出するための手段（センサ等）が必要となり、ユニットの拡大につながる。
【０００６】
本発明は、上述の従来の問題点に着目して成されたもので、リザーバに貯留されたブレーキ液を適切なポンプ作動により掻き上げ可能なブレーキ制御装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明は、ブレーキ制御装置において、路面ミュー検出手段により検出された路面摩擦係数が低いときは、高いときに比べて、モータ駆動周波数を大きな周波数に決定し、決定されたモータ駆動周波数によりモータを駆動しポンプを回転させることとした。
【０００８】
すなわち、路面摩擦係数が低いときは、高いときに比べ、ブレーキ液がリザーバに流れ込む頻度が高い傾向にあるため、その頻度に合わせてモータ駆動周波数を決定することで、適正なモータ駆動タイミングを得ることができる。
【０００９】
また、ブレーキ制御装置において、マスタシリンダ圧検出手段により検出されたマスタシリンダ圧の高さに応じて、マスタシリンダ圧が高いときは低いときに比べてモータ駆動周波数を大きな周波数に決定し、決定されたモータ駆動周波数によりモータを駆動しポンプを回転させることとした。
【００１０】
すなわち、マスタシリンダ圧によって作用する負荷に応じてモータ駆動周波数を制御することで、適正なモータ駆動タイミングを得ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（実施の形態１）
まず、構成について説明する。
図１は実施の形態１のブレーキ制御装置における油路構成を示す油圧回路図であって、図において、ＷＣはホイルシリンダを示している。なお、（）内の符号、ＦＬは左前輪のホイルシリンダ、ＦＲは右前輪のホイルシリンダ、Ｒは後輪のホイルシリンダを示している。なお、後輪のホイルシリンダＷＣは、左右の車輪にそれぞれ設けられているが、本実施の形態では、両者は同圧に制御するため、図面では１つしか示していない。また、後輪についても、前輪と同様に構成して、左右独立で液圧制御可能としてもよい。
これらホイルシリンダＷＣは、ブレーキ回路１，２を介してマスタシリンダＭＣに接続されているもので、左右前輪のホイルシリンダＷＣ（ＦＬ），ＷＣ（ＦＲ）に接続されたブレーキ回路１と、左右後輪のホイルシリンダＷＣ（Ｒ）に接続されたブレーキ回路２との２系統が設けられている。また、以下の説明において前記ホイルシリンダＷＣ（ＦＬ）（ＦＲ）（Ｒ）について、特定のものを指さない場合には、ＷＣとだけ表記する。
【００１２】
前輪側のブレーキ回路１は、分岐点１ｄにおいて各前輪のホイルシリンダＷＣ（ＦＬ），（ＦＲ）に向けて分岐回路１Ｌと分岐回路１Ｒとに分岐され、各分岐回路１Ｌ，１Ｒの途中には、流入弁５が設けられ、また、ブレーキ回路２の途中にも流入弁５が設けられている。これらの流入弁５は、非作動時にスプリング力により各回路１Ｌ，１Ｒ，２を連通状態とし、作動時（通電時）にこれらを遮断する常開の２ポート２ポジションの電磁切替弁により構成されている。また、各流入弁５には、これを迂回するバイパス路１ｈが設けられ、このバイパス路１ｈに、下流（ホイルシリンダＷＣ側）から上流（マスタシリンダＭＣ側）への戻りのみを許す一方弁１ｇが設けられている。
【００１３】
また、流入弁５の下流には、ブレーキ回路１，２とリザーバ７とを連通させるドレーン回路１０が接続されている。そして、これらドレーン回路１０に流出弁６が設けられている。これらの流出弁６は、非作動時にドレーン回路１０を遮断し、作動時にドレーン回路１０を連通させる常閉の２ポート２ポジションの電磁切替弁により構成されている。
【００１４】
前記ドレーン回路１０は、還流回路１１を介して、各ブレーキ回路１，２の流入弁５よりも上流位置に接続されている。そして、前記還流回路１１の途中にリザーバ７に貯留されているブレーキ液をブレーキ回路１，２に戻すポンプ４，４が設けられている。これらポンプ４は、それぞれプランジャ４ｐが摺動するのに伴って容積室の容積が変化することで吸入・吐出を行うプランジャ型のものであり、モータＭの駆動で作動する。なお、各ポンプ４には、それぞれ一方弁構造の吸入弁４ａ，吐出弁４ｂが設けられているとともに、吐出側に脈動吸収用のダンパ４ｄが設けられている。
【００１５】
なお、以上説明した構成のうち、図１において一点鎖線ＢＵで囲んでいる構成がＡＢＳユニットであって、図外のハウジングにまとめて収容されている。
【００１６】
図２に示すとおり、前記電磁弁構造の各弁５，６の切替およびポンプ４の駆動源であるモータＭの駆動は、ＡＢＳ制御手段としてのコントロールユニットＣＵにより制御される。すなわち、コントロールユニットＣＵには、図外の各車輪の回転速度を検出する車輪速センサＳ，運転者のブレーキペダルＢＰの踏込状態に応じて切り替わるブレーキスイッチＢＳ，車両の前後左右加速度を検出するＧセンサＧＳ、路面の摩擦係数を検出する路面ミュー検出手段μＳ、マスタシリンダ圧を検出するマスタシリンダ圧センサＭＳなどを有したセンサ群ＳＧが接続されている。コントロールユニットＣＵは、これらセンサ群ＳＧから入力される信号に基づいて各車輪の車輪速Ｖｗを求めて、制動時に車輪速Ｖｗが、疑似車体速Ｖｉから求めた減圧しきい値λ１よりも低下すると（車輪のスリップ率が所定以上になると）、車輪ロックを防止するＡＢＳ制御を行うよう構成されている。
【００１７】
図３は本実施の形態のＡＢＳ制御における基本的な制御流れを示すフローチャートである。
【００１８】
ステップＳ１では、各車輪速センサＳから信号を読み込んで、各車輪の車輪速Ｖｗを演算する。続くステップＳ２では、各車輪速Ｖｗの変化率、すなわち車輪加速度△Ｖｗを演算する。
【００１９】
ステップＳ３では、疑似車体速Ｖｉを求める。この疑似車体速Ｖｉは、各車輪速Ｖｗのうちで最も大きい値により形成される。
【００２０】
ステップＳ４では、各車輪ごとに減圧しきい値λ１を求める処理を行う。
【００２１】
ステップＳ５では、各車輪について車輪速度Ｖｗが減圧しきい値λ１以下であるか否かを判断し、Ｖｗ≦λ１でステップＳ６に進み、Ｖｗ＞λ１でステップＳ１０に進む。
【００２２】
ステップＳ６では、後述するＡＢＳフラグＡＳがセットされている（ＡＳ＝１である）か否かを判定し、ＡＳ＝１でステップＳ７に進んで、スリップカウンタＴＳＬＰをインクリメントし、ＡＳ＝０でステップＳ８に進む。
【００２３】
ステップＳ８では、車輪加速度△Ｖｗが正の所定値Ｂ未満であるか否か判定し、△Ｖｗ＜ＢでステップＳ９に進み、△Ｖｗ≧ＢでステップＳ１１に進む。
ステップＳ１０では、車輪加速度△Ｖｗが０を含む負の所定値Ａ未満であるか否か判定し、△Ｖｗ＜ＡでステップＳ１２に進み、△Ｖｗ≧ＡでステップＳ１１に進む。
【００２４】
ステップＳ９では、増圧処理を実行し、すなわち流入弁５を開弁する一方で流出弁６を閉弁させる。ステップＳ１１では、保持処理を実行し、すなわち流入弁５を閉弁させるとともに流出弁６も閉弁させる。
【００２５】
ステップＳ１２では、減圧処理を実行し、すなわち流入弁５を閉弁させる一方で流出弁６を開弁させ、さらに、このステップＳ１２では、ＡＢＳ制御に基づくホイルシリンダＷＣの圧力制御を実行していることを示すＡＢＳ制御フラグＡＳを１にセットし、かつ、スリップカウンタＴＳＬＰを０にリセットし、さらに、モータＭの駆動を開始させる。ちなみに、前記スリップカウンタＴＳＬＰは、ＡＳ＝１の状態において、車輪速Ｖｗが減圧を不要とする領域、本実施の形態では、車輪速度Ｖｗが減圧しきい値λ１よりも大きな値となっている時間を計測するものである。また、本実施例にあっては、疑似車体速Ｖｉは各車輪速Ｖｗの最も大きな値を示すものであるから、前記スリップカウンタＴＳＬＰの計測値は、車輪速Ｖｗが疑似車体速Ｖｉと減圧しきい値λ１との間の範囲に収まっている時間である。また、モータＭの駆動は、デューティ制御によって駆動されるものとする。
【００２６】
上記ステップＳ９，Ｓ１１，Ｓ１２のいずれかの処理を行って進むステップＳ１３ではＡＳ＝１であるか否かを判定し、ＡＳ＝１でステップＳ２０に進んでＡＢＳ終了制御を実行し、ＡＳ＝０で１回の流れを終了する。ちなみに、ＡＢＳ終了制御は、前記スリップカウンタＴＳＬＰの計測時間が所定値を越えた場合に、ＡＢＳ制御フラグＡＳが０にリセットされた結果実行されるものであり、リザーバ７に貯留されたブレーキ液を確実にマスタシリンダＭＣに戻す処理を主体として成される。
【００２７】
次に、本実施の形態の特徴とするモータ駆動制御について説明する。
図４は本実施の形態のＡＢＳ制御時のモータ駆動制御を示すフローチャートである。
【００２８】
ステップ２０１では、路面μ検出手段μＳにより検出された路面μが所定値ｍ１よりも大きいかどうかを判断し、大きい時はステップ２０２へ進み、それ以外はステップ２０３へ進む。
【００２９】
ステップ２０２では、検出された路面μに比例した周波数補正量ＦｒｅｑＨｏｓｅｉ１を算出する。
【００３０】
ステップ２０３では、周波数補正量ＦｒｅｑＨｏｓｅｉ１を０にセットする。
【００３１】
ステップ２０４では、マスタシリンダ圧センサＭＳにより検出されたマスタシリンダ圧が所定値ｍ２よりも大きいかどうかを判断し、大きいときはステップ２０５へ進み、それ以外はステップ２０６へ進む。
【００３２】
ステップ２０５では、検出されたマスタシリンダ圧に比例した周波数補正量ＦｒｅｑＨｏｓｅｉ２を算出する。
【００３３】
ステップ２０６では、周波数補正量ＦｒｅｑＨｏｓｅｉ２を０にセットする。
【００３４】
ステップ２０７では、モータ駆動周波数Ｆｒｅｑを下記式から算出する。
Ｆｒｅｑ＝Ｆｂａｓｅ＋ＦｒｅｑＨｏｓｅｉ１＋ＦｒｅｑＨｏｓｅｉ２
【００３５】
ステップ２０８では、モータ駆動用のオンデューティ時間ＯＮ−ＤＵＴＹを下記式により算出する。
ＯＮ−ＤＵＴＹ＝（１／Ｆｒｅｑ）×１０％
すなわち、モータ駆動周波数の逆数は駆動周期を表し、この周期に固定デューティ比１０％を掛けた値がオンデューティ時間としてセットされる。
【００３６】
上述のモータ駆動制御を図５のタイムチャートに基づいて説明する。図５（ａ）は路面μに基づく駆動周波数補正を実行した場合のタイムチャートであり、図５（ｂ）はマスタシリンダ圧に基づく駆動周波数補正を実行した場合のタイムチャートである。
【００３７】
〔路面μに基づく駆動周波数補正制御〕
図５（ａ）に基づいて説明する。ＡＢＳ制御中のある周期（ｎ）において、路面μは所定値ｍ１よりも大きく、ブレーキ液がリザーバ７に流れ込む頻度が低いため、予め設定された基本駆動周波数Ｆｂａｓｅでモータ駆動信号が出力される。
【００３８】
次のモータ駆動周期（ｎ＋１）における時刻ｔ１において、路面μが所定値ｍ１を下回ると、路面μの低下に伴う減圧回数の増加が想定され、ブレーキ液がリザーバ７に流れ込む頻度が高くなるため、駆動周波数の補正を行う。この補正量ＦｒｅｑＨｏｓｅｉ１は、路面μの値に比例して（路面μの減少に比例して補正量ＦｒｅｑＨｏｓｅｉ１が基本周波数Ｆｂａｓｅに加算される）設定される。尚、比例制御のみでなく、マップ等から補正量を算出してもよい。
【００３９】
このように駆動周波数Ｆｒｅｑが補正されると、モータ駆動周期が変更され、周期（ｎ＋１）は短めにセットされることとなる。ここで、オンデューティ比は１０％と一定に固定されているため、駆動周波数が高くなり、周期が短くなる分、オンデューティ時間ＯＮ−ＤＵＴＹも短くセットされることとなる（請求項１に対応）。尚、オンデューティ比は、ＡＢＳ制御が介入する最小のマスタシリンダ圧の時に、掻き出し能力及び適正な作動音を発生するオンデューティ比を実験等から決定されるものであり、特に１０％に限定するものではない。このように、オンデューティ比を固定しておくことで、デューティ比を変更するロジックを省略することができる（請求項３に対応）。
【００４０】
〔マスタシリンダ圧に基づく駆動周波数補正制御〕
図５（ｂ）に基づいて説明する。ＡＢＳ制御中のある周期（Ｎ）において、マスタシリンダ圧は所定値ｍ２よりも小さく、ブレーキ液がリザーバ７に流れ込む頻度が低いため、予め設定された基本駆動周波数Ｆｂａｓｅでモータ駆動信号が出力される。
【００４１】
次のモータ駆動周期（Ｎ＋１）における時刻ｔ２において、マスタシリンダ圧が所定値ｍ２を上回ると、マスタシリンダ圧の増加に伴う減圧回数の増加が想定され、ブレーキ液がリザーバ７に流れ込む頻度が高くなるため、駆動周波数の補正を行う。この補正量ＦｒｅｑＨｏｓｅｉ２は、マスタシリンダ圧の値に比例して（マスタシリンダ圧の増加に比例して補正量ＦｒｅｑＨｏｓｅｉ２が基本周波数Ｆｂａｓｅに加算される）設定される。尚、比例制御のみでなく、マップ等から補正量を算出してもよい。
【００４２】
このように駆動周波数Ｆｒｅｑが補正されると、モータ駆動周期が変更され、周期（Ｎ＋１）は短めにセットされることとなる。ここで、オンデューティ比は１０％と一定に固定されているため、駆動周波数が高くなり、周期が短くなる分、オンデューティ時間ＯＮ−ＤＵＴＹも短くセットされることとなる（請求項２に対応）。
【００４３】
最終的には、上述の路面μに基づく駆動周波数補正量ＦｒｅｑＨｏｓｅｉ１と、マスタシリンダ圧に基づく駆動周波数補正量ＦｒｅｑＨｏｓｅｉ２と、基本周波数Ｆｂａｓｅを加算した値をモータ駆動周波数Ｆｒｅｑとして出力することで、走行状況やブレーキペダルの操作状況に応じたモータ駆動周波数Ｆｒｅｑを設定することができる。
【００４４】
このように、モータ駆動周期を変更することで、ＯＮ−ＤＵＴＹ時間を分散させることが可能となり、モータＭの回転数が一気に上昇することによるうねり音を防止しつつ、リザーバ７に貯留されるブレーキ液量に応じた掻き上げ量を確保することができる（請求項１，２に対応）。
【００４５】
尚、モータ駆動周期を元々短く設定し、オンデューティ比を変更することも考えられるが、その場合、制御信号を出力するための電子回路素子等に負担がかかり、耐久性の高い高価な素子を必要とする。また、温度上昇を招きやすく、温度補償による制御ロジックによって本来の制御を達成できないといった状態を招きかねない。これに対し、通常の制御状態では、比較的長めのモータ駆動周期に設定しておき、状況に応じてモータ駆動周期を変更することで、低コスト化を図りつつ、安定したモータ駆動制御を達成することができる。
【００４６】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても本発明に含まれる。例えば、本実施の形態では、所定値ｍ１，ｍ２を閾値として設定し、この閾値を越えたときに補正量を算出したが、常に補正量を算出してもよい。また、この所定値ｍ１，ｍ２を走行状況や、バッテリ状況等に応じて変更してもよい。
【００４７】
例えば、実施の形態では、ブレーキユニットとしてＡＢＳ制御のみを行うＡＢＳユニットＢＵを示したが、これに限定されるものではなく、マスタシリンダとは別に液圧源を有して、必要なときに自動的に制動力を発生させて車速をコントロールしたり、あるいは車両を安定させる方向に車両にヨーモーメントを発生させるべく、所望の輪に制動力を発生させることができるような構成のブレーキユニットにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施の形態１のブレーキ制御装置の構成を示す油圧回路図である。
【図２】実施の形態１における要部の構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１におけるＡＢＳ制御の基本的な制御流れを示すフローチャートである。
【図４】実施の形態１におけるモータ駆動制御の流れを示すフローチャートである。
【図５】実施の形態１の作動例を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
ＢＰ ブレーキペダル
ＢＳ ブレーキスイッチ
ＣＵ コントロールユニット
ＧＳ Ｇセンサ
Ｍ モータ
ＭＣ マスタシリンダ
Ｓ 車輪速センサ
ＳＧ センサ群
ＷＣ ホイルシリンダ
１ ブレーキ回路
２ ブレーキ回路
１ｄ 分岐点
１ｇ 一方弁
１ｈ バイパス路
１Ｌ 分岐回路
１Ｒ 分岐回路
４ ポンプ
４ｂ 吐出弁
４ａ 吸入弁
４ｄ ダンパ
４ｐ プランジャ
５ 流入弁（電磁弁）
６ 流出弁（電磁弁）
７ リザーバ
１０ ドレーン回路
１１ 還流回路

Claims (3)

1. マスタシリンダ圧が作用するブレーキ回路内を、ホイルシリンダをリザーバに接続させた減圧状態と、ホイルシリンダを液圧源側に接続させた増圧状態と、ホイルシリンダをリザーバ及び液圧源側と非接続とする保持状態と、を形成可能なブレーキユニットと、
   減圧作動により前記リザーバに貯留されたブレーキ液をブレーキ回路中に還流するポンプと、
   ブレーキ制御手段からの制御信号に基づいて前記ポンプを駆動するモータと、
   を備えたブレーキ制御装置において、
   路面の摩擦係数を検出する路面ミュー検出手段と、前記モータの駆動周波数を決定する周波数決定手段を設け、
   前記周波数決定手段は、前記路面ミュー検出手段により検出された路面摩擦係数が低いときは、高いときに比べて、モータ駆動周波数を大きな周波数に決定する手段とし、
   前記ブレーキ制御手段は、前記周波数決定手段により決定されたモータ駆動周波数により前記モータを駆動し前記ポンプを回転させることを特徴とするブレーキ制御装置。
2. マスタシリンダ圧が作用するブレーキ回路内を、ホイルシリンダをリザーバに接続させた減圧状態と、ホイルシリンダを液圧源側に接続させた増圧状態と、ホイルシリンダをリザーバ及び液圧源側と非接続とする保持状態と、を形成可能なブレーキユニットと、
   減圧作動により前記リザーバに貯留されたブレーキ液をブレーキ回路中に還流するポンプと、
   ブレーキ制御手段からの制御信号に基づいて前記ポンプを駆動するモータと、
   を備えたブレーキ制御装置において、
   前記マスタシリンダの圧力を検出するマスタシリンダ圧検出手段と、前記モータの駆動周波数を決定する周波数決定手段を設け、
   前記周波数決定手段は、前記マスタシリンダ圧検出手段により検出されたマスタシリンダ圧の高さに応じて、マスタシリンダ圧が高いときは低いときに比べてモータ駆動周波数を大きな周波数に決定する手段とし、
   前記ブレーキ制御手段は、前記周波数決定手段により決定されたモータ駆動周波数により前記モータを駆動し前記ポンプを回転させることを特徴とするブレーキ制御装置。
3. 請求項１または２に記載のブレーキ制御装置において、
   前記ブレーキ制御手段からモータに対する制御信号をデューティ制御信号とし、前記デューティ制御信号のオンデューティ比を一定としたことを特徴とするブレーキ制御装置。

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