JP2006056292A

JP2006056292A - ブレーキ制御装置

Info

Publication number: JP2006056292A
Application number: JP2004237585A
Authority: JP
Inventors: Koji Numakura; 幸二沼倉
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2004-08-17
Filing date: 2004-08-17
Publication date: 2006-03-02

Abstract

【課題】センサの数を削減しつつ各系統の液圧制御を達成可能なブレーキ制御装置を提供すること。
【解決手段】マスタシリンダとホイルシリンダを接続する主通路と、該主通路に接続され、ホイルシリンダを加圧可能なポンプと、前記主通路中のマスタシリンダとポンプ接続点との間に配置された圧力センサと、該圧力センサの上流側に配置された第１電磁弁と、前記圧力センサの下流側に配置された第２電磁弁とを備え、前記圧力センサは、前記第１電磁弁が閉状態で前記第２電磁弁が開状態の第１制御状態時にはホイルシリンダ内の圧力を検出し、前記第１電磁弁が開弁状態で前記第２電磁弁が閉状態の第２制御状態時にはマスタシリンダ圧を検出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数系統のブレーキ液圧を制御可能なブレーキ制御装置に関する。

車両に制動力を発生させるブレーキバイワイヤ制御として、特許文献１に記載の技術が開示されている。この技術では、自動ブレーキやブレーキアシスト機能を得るために１系統あたりを制御するのにマスタシリンダ圧センサと各系統（ホイルシリンダ）の液圧を検出するホイルシリンダ圧センサの少なくとも２つを用いて制御している。
特開２００２−２５５０１８号公報

しかしながら、上述の従来技術にあっては、１系統当たりを制御するのにマスタシリンダ圧とホイルシリンダ圧センサの２つが必要となり、２系統制御しようとすると、更にホイルシリンダ圧センサが必要となり（合計３つ）、多くのセンサが必要でコストアップを招いていた。

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、センサの数を削減しつつ各系統の液圧制御を達成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。

上述の目的を達成するため、本発明の車両制御装置は、マスタシリンダとホイルシリンダを接続する主通路と、該主通路に接続され、ホイルシリンダを加圧可能なポンプと、前記主通路中のマスタシリンダとポンプ接続点との間に配置された圧力センサと、該圧力センサの上流側に配置された第１電磁弁と、前記圧力センサの下流側に配置された第２電磁弁とを備え、前記圧力センサは、前記第１電磁弁が閉状態で前記第２電磁弁が開状態の第１制御状態時にはホイルシリンダ内の圧力を検出し、前記第１電磁弁が開弁状態で前記第２電磁弁が閉状態の第２制御状態時にはマスタシリンダ圧を検出する。

よって、１つの圧力センサによってマスタシリンダ圧とホイルシリンダ圧の両方を検出することが可能となり、コストの低減を図ることができる。

以下に、本発明を実施する最良の形態を実施例として図面に基づいて説明する。

まず、構成について図１を用いて説明する。実施例のブレーキ制御装置ＢＵには、車両のヨーレイト，横加速度，前後加速度を検出する一体型センサａ１と、車輪速センサａ２と、ドライバのステアリング装舵角を検出する舵角センサａ３と、前方車両もしくは障害物との相対的な距離を検出するレーザレーダａ４が設けられている。また、ブレーキ制御装置ＢＵ内には所定箇所の液圧を検出する液圧センサPa，Pbが設けられている。ブレーキ制御装置ＢＵから出力された液圧は、各車輪のホイルシリンダ１４，１５に供給され、所望の制動力を達成する。

各種センサから検出されたセンサ値は、コントロールユニットＣＵに入力され、アクチュエータ群としてのアクチュエータユニットＡＵに駆動信号を出力し、各電磁弁及びモータ１１の駆動制御を実行する。

図２はブレーキ制御装置の回路構成を表す図である。この回路図の各電磁弁は非通電の初期状態を表すものとする。
ドライバのブレーキペダル操作により圧力を発生するマスタシリンダ１には、Ａ系統油路２０ａ及びＢ系統油路２０ｂが接続されている。基本的な油路構成はＡ系統及びＢ系統共に同様であり、各構成要素もａ，ｂもしくはＬ,Ｒを付して区別しているため、Ａ系統についてのみ説明する。

Ａ系統油路２０ａには、マスタシリンダ１を上流側として下流側に向かって順に、ノーマルオープン型の第１減圧電磁弁３ａと、ノーマルオープン型の第２減圧電磁弁４と、上流側に向かって吐出するポンプ１２Ｒが設けられている。また、Ａ系統油路２０ａ上であって、第１減圧電磁弁３ａと第２減圧電磁弁４の間には、圧力センサPaが設けられている。また、第２減圧電磁弁４とポンプ１２Ｒとの間には左前輪系統油路２１ａが接続されている。また、同様に第２減圧電磁弁４とポンプ１２Ｒとの間には右後輪系統油路２４ａが接続されている。

ポンプ１２Ｒは、同型のポンプ１２ＬがＢ系統油路２０ｂにも設けられており、互いに１つのモータ１１によって駆動される。吸入油路２７ａ上には、下流側に向かって順にノーマルクローズ型の第１増圧電磁弁２ａと、ダイヤフラム１４ａが設けられている。ポンプ１２Ｌ，Ｒとしてプランジャ型のポンプを使用した場合、ポンプの吸入工程において十分にブレーキ液を吸入できない虞がある。そこで、ポンプの吐出工程においてマスタシリンダ側からブレーキ液を吸引し、次のポンプの吸入工程においてポンプに近接されたダイヤフラム１４ａ，ｂからスムーズな吸入を達成している。

左前輪系統油路２１ａ上には、上流側のみ流れを許容するバイパス油路が併設されたノーマルオープン型の前輪側ABS増圧電磁弁７Ｌが設けられている。左前輪系統油路２１ａには油路２２ａが分岐し、左前輪ホイルシリンダ１４Ｌと接続されている。左前輪系統油路２１ａと接続され油路２２ａよりも下流側には第２減圧油路２３ａが接続されている。この第２減圧油路２３ａ上には、ノーマルクローズ型の前輪側ABS減圧電磁弁８Ｌが設けられている。

右後輪系統油路２４ａ上には、上流側のみ流れを許容するバイパス油路が併設されたノーマルオープン型の後輪側ABS増圧電磁弁９Ｒが設けられている。右後輪系統油路２４ａには油路２５ａが分岐し、右後輪ホイルシリンダ１５Ｒと接続されている。右後輪系統油路２４ａと接続され油路２５ａよりも下流側には第２減圧油路２６ａが接続されている。この第２減圧油路２６ａ上には、ＡＢＳリザーバ１３ａが設けられている。

上記各油路及び電磁弁の構成については、Ｂ系統についても同様の構成が設けられており、Ｌ,Ｒの符号、もしくはａ，ｂの符号が異なるのみであるため、説明を省略する。ただし、本実施例１では、第２減圧電磁弁４がＡ系統油路２０ａのみに設けられている点が異なる。

〔通常制動時におけるブレーキアシスト作用〕
・増圧時
ドライバのブレーキペダル操作によりマスタシリンダ圧が増圧されると、Ａ系統油路２０ａ及びＢ系統油路２０ｂにそれぞれ同じ液圧が作用し、第１減圧電磁弁３ａ，ｂを介して前輪系統油路２１ａ，ｂ及び後輪系統油路２４ａ，ｂに供給される。次に、ABS増圧電磁弁７Ｌ，Ｒを介して油路２２ａ，ｂから前輪側ホイルシリンダ１４Ｌ，Ｒを増圧し、ABS増圧電磁弁９Ｌ，Ｒを介して油路２４ａ，ｂから後輪側ホイルシリンダ１５Ｌ，Ｒを増圧する。

このとき、ドライバのブレーキペダル踏力が不十分であって、要求制動力を確保する必要がある場合には、第１増圧電磁弁２ａ，ｂを開き、Ａ系統油路２０ａの第１減圧電磁弁３ａを開き、第２減圧電磁弁４を閉じ、Ｂ系統油路２０ｂの第１減圧電磁弁３ｂを閉じた状態とする。次に、液圧センサPaによりマスタシリンダ圧を検出し、このマスタシリンダ圧に応じた必要アシスト量を演算する。このアシスト量に応じたモータ駆動によりマスタシリンダ１から吸入油路２７ａ，ｂを介してポンプ１２Ｌ，Ｒにブレーキ液を供給し、各ホイルシリンダに液圧を供給することでブレーキアシストを実行する。

・減圧時
マスタシリンダ圧が減圧されると、増圧時と同じ経路をたどって前輪側ホイルシリンダ１４Ｌ，Ｒを減圧する。このとき、ABS増圧電磁弁７Ｌ，Ｒ及び９Ｌ，Ｒに設けられたバイパス油路を通って素早い減圧を達成する。また、ブレーキアシスト制御時の減圧では、モータ駆動量の低減、更には第１増圧電磁弁２ａ，ｂを閉じることによるブレーキ液の供給停止により行われる。尚、通常制動時においてドライバの踏力が強すぎ、車輪がロック傾向となると、ABS増圧電磁弁７Ｌ，Ｒ及び９Ｌ，Ｒ、ABS減圧電磁弁８Ｌ，Ｒ及び１０Ｌ，Ｒの開閉制御によりABS制御が実行される。

〔自動ブレーキ・TCS・VDC制御時における制動作用〕
・VDC制御時の作用
次に、VDC制御時における制動作用について説明する。ドライバのブレーキペダル操作にかかわらず、ドライバの操舵角及びヨーレイト、横加速度、前後加速度等からヨーレイトの非安定方向挙動が検出されると、VDC制御モードとなり、第１減圧電磁弁３ａ，ｂは閉じ、第２減圧電磁弁４は開いた状態とする。次に、第１増圧電磁弁２ａ，ｂ（もしくはどちらか一方）を開き、モータ１１を駆動することでマスタシリンダ１内のブレーキ液を第１増圧電磁弁２ａ，２ｂを経由して吸入しポンプ１２Ｌ，Ｒを液圧源として駆動する。次に、対象系統のホイルシリンダ圧を圧力センサPa,Pbにより検出し、対象系統のホイルシリンダ圧のみを増圧し、ヨーレイトが安定方向となる制動力を発生する。本実施例１では左前輪と右後輪がＡ系統、右前輪と左後輪がＢ系統とされており、これらＸ状に分割された系統の制動力を制御することで車両挙動安定制御を実行する。尚、Ａ系統及びＢ系統にはそれぞれ液圧センサPa,Pbが設けられていることから、安定した制御が達成できる。

対象系統のホイルシリンダ圧を保持する場合には、対象車輪のABS増圧電磁弁７Ｌ，Ｒもしくは９Ｌ，Ｒを閉じることで液圧を保持する。また、減圧時には、第１減圧電磁弁３ａ，ｂを開くことでマスタシリンダ１側へブレーキ液を環流させ減圧する。

・TCS制御時の作用
次に、TCS制御時における制動作用について説明する。ドライバのブレーキペダル操作にかかわらず、駆動輪のスリップが検出されると、TCS制御モードとなり、第１減圧電磁弁３ａ，ｂは閉じ、第２減圧電磁弁４は開いた状態とする。次に、第１増圧電磁弁２ａ，ｂを開き、モータ１１を駆動することでマスタシリンダ１内のブレーキ液を第１増圧電磁弁２ａ，２ｂを経由して吸入しポンプ１２Ｌ，Ｒを液圧源として駆動する。次に、例えばFR車両であれば、前輪側のABS増圧電磁弁７Ｌ，Ｒを閉じ、後輪側のABS増圧電磁弁９Ｌ，Ｒを開く。これにより、対象系統のホイルシリンダ圧を圧力センサPa,Pbにより検出することで、対象系統のホイルシリンダ圧は後輪側のホイルシリンダ圧に等しいため、駆動輪のスリップが抑制される制動力を発生する。

対象系統のホイルシリンダ圧を保持する場合には、第１増圧電磁弁２ａ，ｂを閉じることで行うか、もしくは対象車輪のABS増圧電磁弁７Ｌ，Ｒもしくは９Ｌ，Ｒを閉じることで液圧を保持する。また、減圧時には、第１減圧電磁弁３ａ，ｂを開くことでマスタシリンダ１側へブレーキ液を環流させ減圧する。

・自動ブレーキ制御時の作用
次に、自動ブレーキ制御における制動作用について説明する。レーザレーダａ４で検出された車両前方の障害物との相対距離が設定値未満になると、ドライバの制動意志にかかわらず必要制動力が演算され、上記TCS・VDC制御と同様の増圧作用によって必要な制動力が確保される。基本的には四輪全てに対し同じ制動力を与えればよく、VDC・TCS制御を実行しない構成であれば液圧センサはPaの１つのみで達成可能である。

図３は自動ブレーキ制御からブレーキアシスト制御に移行する状態を表すタイムチャートである。

時刻ｔ１において、車両前方の障害物との相対距離が近接すると、ドライバの制動意図にかかわらず自動ブレーキ制御が開始される。このとき、第１減圧電磁弁３ａ，ｂは閉じ、第２減圧電磁弁４を開いた状態とする。次に、第１増圧電磁弁２ａ，ｂを開き、モータ１１を駆動することでマスタシリンダ１内のブレーキ液を第１増圧電磁弁２ａ，２ｂを経由して吸入しポンプ１２Ｌ，Ｒを液圧源として駆動する。このとき、ポンプ１２Ｌ，Ｒで発生した液圧、すなわちホイルシリンダ圧は、液圧センサPaにより検出することができるため、この液圧センサ値に基づいてフィードバック制御を行う。

時刻ｔ２において、所望のホイルシリンダ圧が得られ、保持状態に移行すると、第１増圧電磁弁２ａ，ｂを閉じることでホイルシリンダ圧を保持する。

時刻ｔ３において、車両前方の障害物との相対的な関係から減圧指令が出力されると、第１減圧電磁弁３ａ，３ｂが開き、減圧されたブレーキ液はマスタシリンダに戻される。尚、第１減圧電磁弁３ａ，３ｂをＰＷＭ駆動することで所定の減圧勾配が得られる。

時刻ｔ４〜ｔ５及び時刻ｔ６〜ｔ７は保持状態であり、時刻ｔ２〜ｔ３の間と同じであるため説明を省略する。時刻ｔ５〜ｔ６は増圧状態であり、時刻ｔ１〜ｔ２の間と同じであるため説明を省略する。

時刻ｔ７において、ドライバのブレーキペダル操作が開始されると、必要な制動力を確保するためにブレーキアシスト制御が実行される。このときは、ドライバの制動意志を検出する必要があるため、第１減圧電磁弁３ｂは閉じた状態のまま第１減圧弁３ａを開き、第２減圧電磁弁４を閉じることで、液圧センサPaによりマスタシリンダ圧を検出する。この検出されたマスタシリンダ圧に基づいてブレーキアシスト制御が実行される。

時刻ｔ８において、ドライバのブレーキペダル操作が保持状態となり、時刻ｔ９において減圧が開始されると、モータ１１の駆動を停止し、第１増圧電磁弁２ａ，ｂを閉じ、第１減圧電磁弁３ａ，３ｂを開くことにより減圧が開始される。時刻ｔ１０において、ドライバのブレーキペダル操作が終了すると、第１減圧電磁弁３ｂ及び第２減圧電磁弁４もOFFとされ開いた状態とする。

以上説明したように、実施例１のブレーキ制御装置にあっては、液圧センサPaの上流に第１減圧電磁弁３ａを設け、下流に第２減圧電磁弁４を設けた。ここで、ホイルシリンダ圧を検出したい場合には第１減圧電磁弁３ａを閉じ、第２減圧電磁弁４を開くことで検出し、マスタシリンダ圧を検出したい場合には第１減圧電磁弁３ａを開き、第２減圧電磁弁４を閉じることで検出する。すなわち、１つの液圧センサでマスタシリンダ圧とホイルシリンダ圧の両方を検出することが可能となり、液圧センサの個数低減によりコストの削減を図ることができる。

特に、運転者の制動意図にかかわらず制動力を発生させる局面においてはホイルシリンダ圧が必要となり、また、運転者の制動意図に応じて制動力を発生させる局面においてはマスタシリンダ圧が必要となる。よって、実施例１のように複数の制動モードを備えたブレーキ制御装置にあっては特に有利となる。

尚、実施例１では、第２減圧電磁弁４をＡ系統油路２０ａ側にのみ設けたが、Ｂ系統油路２０ｂ側にも液圧センサPbの下流側に第２減圧電磁弁を設けた構成としても良い。また、自動ブレーキ制御とブレーキアシスト制御のみを達成し、VDC制御やTCS制御を実行しない構成にあっては液圧センサはPaのみでよいため、１つの液圧センサのみ設けた構成としても良い。

更に、上記実施例から把握しうる請求項以外の技術的思想について、以下にその効果と共に記載する。

（イ）請求項１に記載のブレーキ制御装置において、
前記第１制御状態時は、検出されたホイルシリンダ圧が所定値になるようにポンプによりホイルシリンダ内を加圧する自動ブレーキ制御手段と、
前記第２制御状態時は、検出されたマスタシリンダ圧に応じた制動力が得られるようにポンプによりホイルシリンダ内に加圧するブレーキアシスト制御手段と、
を備えることを特徴とするブレーキ制御装置。

よって、それぞれの制御要求にあった圧力を制御状態に応じて検出することが可能となり、要求に応じた複数の制御が達成できる。

実施例１のブレーキ制御装置を備えた車両の全体システム図である。実施例１のブレーキ制御回路を表す回路図である。実施例１の自動ブレーキ制御からブレーキアシスト制御に移行する状態を表すタイムチャートである。

符号の説明

１マスタシリンダ
２ａ，２ｂ第１増圧電磁弁
３ａ，３ｂ第１減圧電磁弁
４第２減圧電磁弁
１１モータ
１２Ｌ，１２Ｒポンプ

Claims

マスタシリンダとホイルシリンダを接続する主通路と、
該主通路に接続され、ホイルシリンダを加圧可能なポンプと、
前記主通路中のマスタシリンダとポンプ接続点との間に配置された圧力センサと、
該圧力センサの上流側に配置された第１電磁弁と、
前記圧力センサの下流側に配置された第２電磁弁と、
を備え、
前記圧力センサは、前記第１電磁弁が閉状態で前記第２電磁弁が開状態の第１制御状態時にはホイルシリンダ内の圧力を検出し、前記第１電磁弁が開弁状態で前記第２電磁弁が閉状態の第２制御状態時にはマスタシリンダ圧を検出することを特徴とするブレーキ制御装置。