JP2006240339A - Fluid pressure control device and fluid pressure control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流体圧制御装置および流体圧制御方法、特に、複数の流体圧制御弁を用いて流体圧動作装置を動作させる場合の流体圧制御弁の制御の改良に関する。 The present invention relates to a fluid pressure control device and a fluid pressure control method, and more particularly to improvement of control of a fluid pressure control valve when a fluid pressure operation device is operated using a plurality of fluid pressure control valves.
従来から機械装置に用いられるアクチュエータの駆動源として、油圧や空気圧などの流体圧が用いられている。例えば、自動車ではブレーキ装置のホイールシリンダの駆動源として油圧が利用されている。通常、ホイールシリンダなどの流体圧動作装置で必要とされる流体圧より高圧の流体圧源が準備されている。また、流体圧源と流体圧動作装置との間には、流体圧動作装置に所望のタイミングで所望の動作を実行させるべく最適な流体圧が提供されるように動作流体の流れを制御する流体圧制御弁が配置されている。この流体圧制御弁として、例えば電磁作用による吸引力とばねの付勢力とを利用して、弁の開閉を行うポペット式のものがある。 2. Description of the Related Art Conventionally, fluid pressure such as hydraulic pressure or pneumatic pressure has been used as a drive source for actuators used in mechanical devices. For example, in an automobile, hydraulic pressure is used as a drive source for a wheel cylinder of a brake device. Usually, a fluid pressure source having a pressure higher than that required for a fluid pressure operating device such as a wheel cylinder is prepared. A fluid that controls the flow of the working fluid between the fluid pressure source and the fluid pressure operating device so that an optimum fluid pressure is provided to cause the fluid pressure operating device to perform a desired operation at a desired timing. A pressure control valve is arranged. As this fluid pressure control valve, for example, there is a poppet type valve that opens and closes a valve by utilizing a suction force by an electromagnetic action and a biasing force of a spring.
このポペット式の流体圧制御弁は、構造上異物の噛み込みが発生し難いためブレーキ装置など、フェールセーフを重視する装置に多用されている。例えば、特許文献1には、ブレーキ装置の流体圧制御にポペット式の流体圧制御弁を用いた流体圧制御装置が開示されている。
ところで、ポペット式の流体圧制御弁の場合、その構造上、流体圧動作装置の要求する流体圧に対して、その流体圧を上回る流体圧源がインポート側に接続されるため、流体圧源の圧力を上回る付勢力で閉弁する必要がある。したがって、ポペット式の流体圧制御弁には、流体圧源の流体圧に応じた付勢力を発生し得るばねを備えると共に、その付勢力に打ち勝って開弁するための吸引力を発生する電磁駆動部が必要となる。つまり、要求される流体圧が大きい場合、必然的に流体圧制御弁の構成が大型化すると共に、流体圧制御弁の電磁駆動部を駆動するための消費電力も増大していた。 By the way, in the case of a poppet type fluid pressure control valve, a fluid pressure source that exceeds the fluid pressure with respect to the fluid pressure required by the fluid pressure operating device is connected to the import side due to its structure. It is necessary to close the valve with an urging force exceeding the pressure. Therefore, the poppet type fluid pressure control valve is provided with a spring that can generate an urging force corresponding to the fluid pressure of the fluid pressure source, and an electromagnetic drive that generates a suction force to overcome the urging force and open the valve. Part is required. That is, when the required fluid pressure is large, the configuration of the fluid pressure control valve inevitably increases, and the power consumption for driving the electromagnetic drive unit of the fluid pressure control valve increases.
そのため、例えば、流体圧動作装置で要求される流体圧より容量の小さな流体圧制御弁を複数連結して必要な流体圧を確保するものが提案されている。つまり、小型で小電力で駆動可能な流体圧制御弁を複数並列に配置することにより、要求される動作流体の流量を全体として確保するバルブシステムの提案が行われている。 For this reason, for example, there has been proposed one that secures a required fluid pressure by connecting a plurality of fluid pressure control valves having a capacity smaller than the fluid pressure required by the fluid pressure operating device. That is, there has been proposed a valve system that secures the required flow rate of the working fluid as a whole by arranging a plurality of small fluid pressure control valves that can be driven with low power in parallel.
しかし、このように流体圧制御弁を複数個並列に配置して構成するシステムにおいては、各流体圧制御弁の相互干渉や劣化対策、省エネルギ対策などの検討すべき点が多く残されているというのが現状である。 However, in such a system configured by arranging a plurality of fluid pressure control valves in parallel, there are still many points to be examined such as mutual interference, deterioration countermeasures, energy saving measures, etc. of each fluid pressure control valve. That is the current situation.
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数個の流体圧制御弁を並列に配置して利用するシステムにおいて、その流体圧制御弁を制御する新たな制御技術を提案することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and its object is to propose a new control technology for controlling a fluid pressure control valve in a system that uses a plurality of fluid pressure control valves arranged in parallel. There is to do.
上記課題を解決するために、本発明のある態様では、流体圧源と当該流体圧源から供給される流体圧により動作する流体圧動作装置との間に複数個並列に配置され、前記流体圧動作装置に対する流体圧を制御する流体圧制御弁と、前記流体圧動作装置の目標動作状態と現実の動作状態との偏差から前記目標動作状態を得るためのフィードバック制御量を演算するフィードバック演算手段と、演算した前記フィードバック制御量を前記各流体圧制御弁に分配し、流体圧制御弁ごとの制御量を算出する分配算出手段と、前記分配した制御量に基づき前記各流体圧制御弁を駆動する弁駆動手段と、を含むことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, in one aspect of the present invention, a plurality of fluid pressure sources arranged in parallel between a fluid pressure source and a fluid pressure operation device operated by a fluid pressure supplied from the fluid pressure source, the fluid pressure A fluid pressure control valve for controlling a fluid pressure with respect to the operating device, and a feedback calculating means for calculating a feedback control amount for obtaining the target operating state from a deviation between the target operating state and the actual operating state of the fluid pressure operating device; , Distributing the calculated feedback control amount to each fluid pressure control valve, calculating a control amount for each fluid pressure control valve, and driving each fluid pressure control valve based on the distributed control amount And valve drive means.
ここで、複数個並列に配置される流体圧制御弁の数は2以上であれば任意である。また、各流体圧制御弁に分配するフィードバック制御量は、各流体圧制御弁に分配する制御量の総量をフィードバックする総制御量に等しくするのは言うまでもないが、各流体圧制御弁に均等配分してもよいし、不均等に配分してもよい。 Here, the number of fluid pressure control valves arranged in parallel is arbitrary as long as it is two or more. Needless to say, the feedback control amount distributed to each fluid pressure control valve is equal to the total control amount that feeds back the total control amount distributed to each fluid pressure control valve, but is equally distributed to each fluid pressure control valve. Alternatively, it may be distributed unevenly.
この態様によれば、流体圧動作装置の目標動作状態と現実の動作状態との偏差から前記目標動作状態を得るためのフィードバック制御量を並列に配置された複数の流体圧制御弁に分配し、個々の流体圧制御弁を制御するので、個々の流体圧制御弁がフィードバック制御量全体に反応して動作し、相互に干渉してしまうことを回避可能となる。その結果、複数の流体圧制御弁全体として所望制御量のフィードバック制御をスムーズに行うことができる。 According to this aspect, the feedback control amount for obtaining the target operating state from the deviation between the target operating state of the fluid pressure operating device and the actual operating state is distributed to a plurality of fluid pressure control valves arranged in parallel. Since the individual fluid pressure control valves are controlled, it is possible to avoid that the individual fluid pressure control valves operate in response to the entire feedback control amount and interfere with each other. As a result, feedback control of a desired control amount can be performed smoothly as a whole of the plurality of fluid pressure control valves.
また、上記態様において、前記分配算出手段は、前記制御量を並列に配置された全ての流体圧制御弁が動作するように分配してもよい。この態様によれば、各流体圧制御弁の使用頻度の均一化が可能になり、流体圧制御弁の劣化管理を容易に行うことができる。また、各流体圧制御弁にフィードバック制御量を配分することにより個々の流体圧制御弁に割り当てられるフィードバック制御量を少なくすることが可能になり、流体圧制御弁において開閉動作精度が安定した低流量域を利用可能になり、高精度の動作制御を行うことができる。 In the above aspect, the distribution calculation means may distribute the control amount so that all the fluid pressure control valves arranged in parallel operate. According to this aspect, the usage frequency of each fluid pressure control valve can be made uniform, and deterioration management of the fluid pressure control valve can be easily performed. Also, by distributing the feedback control amount to each fluid pressure control valve, it becomes possible to reduce the feedback control amount assigned to each fluid pressure control valve, and the fluid pressure control valve has a low flow rate with stable opening / closing operation accuracy. The area can be used, and high-precision operation control can be performed.
また、上記態様において、さらに、前記流体圧動作装置を目標動作状態に動作させるフィードフォワード制御量を演算するフィードフォワード演算手段を含み、前記分配算出手段は、前記フィードフォワード制御量と前記フィードバック制御量とを、前記複数の流体圧制御弁のそれぞれに分配するようにしてもよい。この態様によれば、フィードフォワード制御を行うことにより、必要となるフィードバック制御量が低減される。その結果、複数の流体圧制御弁を用いたフィードバック制御の全体制御量が低減し、高精度の制御を容易に行うことができる。また、フィードフォワード制御に並列に配置した複数の流体圧制御弁を用いることにより、流体圧動作装置が必要とする最大流体圧に対して、流体圧制御弁の数を増減することで対応することができる。つまり、標準的な流体圧制御弁を準備するのみで、様々な能力の流体圧動作装置に対応することができる。 Further, in the above aspect, the apparatus further includes a feedforward calculation unit that calculates a feedforward control amount that causes the fluid pressure operating device to operate in a target operation state, and the distribution calculation unit includes the feedforward control amount and the feedback control amount. May be distributed to each of the plurality of fluid pressure control valves. According to this aspect, the necessary feedback control amount is reduced by performing the feedforward control. As a result, the overall control amount of feedback control using a plurality of fluid pressure control valves is reduced, and highly accurate control can be easily performed. In addition, by using a plurality of fluid pressure control valves arranged in parallel with feedforward control, the maximum fluid pressure required by the fluid pressure operating device can be handled by increasing or decreasing the number of fluid pressure control valves. Can do. That is, it is possible to cope with fluid pressure operating devices having various capacities only by preparing a standard fluid pressure control valve.
また、上記態様において、前記分配算出手段は、前記フィードフォワード制御量を所定の流体圧制御弁に分配し、前記フィードバック制御量を前記フィードフォワード制御量を分配した流体圧制御弁以外の流体圧制御弁に分配するようにしてもよい。上記態様によれば、フィードフォワード制御と、フィードバック制御とで使用する流体圧制御弁を分離することにより、相互の制御を迅速に行うことが可能になり、高精度の流体圧制御をスムーズに行うことができる。なお、フィードフォワード制御が行われることによりフィードバック制御量は低減されるので、フィードバック制御専用の流体圧制御弁の数は、少数化することができる。 In the above aspect, the distribution calculating means distributes the feedforward control amount to a predetermined fluid pressure control valve, and controls the fluid pressure control other than the fluid pressure control valve that distributes the feedback control amount to the feedforward control amount. You may make it distribute to a valve. According to the above aspect, by separating the fluid pressure control valve used in the feedforward control and the feedback control, it becomes possible to quickly perform the mutual control and smoothly perform the high-precision fluid pressure control. be able to. Since the feedback control amount is reduced by performing the feedforward control, the number of fluid pressure control valves dedicated to the feedback control can be reduced.
また、上記態様において、前記分配算出手段は、少なくとも前記フィードバック制御量を含む総制御量に応じて所定の流体圧制御弁を非動作にするようにしてもよい。この態様によれば、実動作する流体圧制御弁の数を低減することができるので、流体圧制御弁に対する消費電力を抑制することができる。 In the above aspect, the distribution calculation unit may deactivate a predetermined fluid pressure control valve according to a total control amount including at least the feedback control amount. According to this aspect, the number of fluid pressure control valves that are actually operated can be reduced, so that power consumption for the fluid pressure control valve can be suppressed.
また、上記態様において、前記分配算出手段は、前記非動作にする流体圧制御弁を分配動作ごとに選択するようにしてもよい。この態様によれば、非動作となる流体圧制御弁を順次変更させることができるので、各流体圧制御弁の摩耗による劣化を均一化することが可能になる。その結果、流体圧制御装置全体の耐久性向上に寄与することができる。 In the above aspect, the distribution calculation means may select the non-operating fluid pressure control valve for each distribution operation. According to this aspect, the non-operating fluid pressure control valves can be sequentially changed, so that deterioration due to wear of each fluid pressure control valve can be made uniform. As a result, it is possible to contribute to improving the durability of the entire fluid pressure control device.
また、上記課題を解決するために、本発明の他の態様では、流体圧源と当該流体圧源から供給される流体圧により動作する流体圧動作装置との間に複数の流体圧制御弁を並列に配置し、当該流体圧制御弁により前記流体圧動作装置に対する流体圧を制御する流体圧制御方法であって、前記流体圧動作装置の目標動作状態と現実の動作状態との偏差から前記目標動作状態を得るためのフィードバック制御量を演算し、当該制御量を前記並列に配置された流体圧制御弁に分配して、流体圧制御弁ごとの制御量を決定することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, in another aspect of the present invention, a plurality of fluid pressure control valves are provided between a fluid pressure source and a fluid pressure operating device that operates by fluid pressure supplied from the fluid pressure source. A fluid pressure control method that is arranged in parallel and controls the fluid pressure with respect to the fluid pressure operating device by the fluid pressure control valve, wherein the target is determined from a deviation between a target operating state of the fluid pressure operating device and an actual operating state. A feedback control amount for obtaining an operating state is calculated, the control amount is distributed to the fluid pressure control valves arranged in parallel, and a control amount for each fluid pressure control valve is determined.
この態様によれば、流体圧動作装置の目標動作状態と現実の動作状態との偏差から前記目標動作状態を得るためのフィードバック制御量を並列に配置された複数の流体圧制御弁に分配し、個々の流体圧制御弁を制御するので、個々の流体圧制御弁がフィードバック制御量全体に反応して動作し、相互に干渉してしまうことを回避可能となり、複数の流体圧制御弁全体として所望制御量のフィードバック制御をスムーズに行うことができる。 According to this aspect, the feedback control amount for obtaining the target operating state from the deviation between the target operating state of the fluid pressure operating device and the actual operating state is distributed to a plurality of fluid pressure control valves arranged in parallel. Since each fluid pressure control valve is controlled, it is possible to avoid that each fluid pressure control valve operates in response to the entire feedback control amount and interferes with each other. Control amount feedback control can be performed smoothly.
本発明の流体圧制御装置および流体圧制御方法によれば、複数の流体圧制御弁を用いたフィードバック制御を高精度に行うことができる。また、流体圧制御弁のフィードバック制御をスムーズに行うことができる。 According to the fluid pressure control device and the fluid pressure control method of the present invention, feedback control using a plurality of fluid pressure control valves can be performed with high accuracy. Further, feedback control of the fluid pressure control valve can be performed smoothly.
以下、本発明の実施の形態(以下実施形態という)を、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention (hereinafter referred to as an embodiment) will be described with reference to the drawings.
本実施形態の流体圧制御装置は、流体圧源とこの流体圧源から供給される流体圧により動作する流体圧動作装置との間に複数個並列に配置された流体圧制御弁の制御を行うものである。特に流体圧動作装置の目標動作状態と現実の動作状態との偏差に基づき、目標動作状態を得るためのフィードバック制御量を、並列に配置された各流体圧制御弁へ分配することにより、各流体圧制御弁が相互に動作干渉することなく、またスムーズに動作することを可能にするものである。なお、本実施形態においては、流体圧動作装置の一例として、車両に搭載され、油圧により駆動するディスクブレーキ装置を示す。 The fluid pressure control device according to the present embodiment controls a plurality of fluid pressure control valves arranged in parallel between a fluid pressure source and a fluid pressure operation device that operates by a fluid pressure supplied from the fluid pressure source. Is. In particular, based on the deviation between the target operating state of the fluid pressure operating device and the actual operating state, the feedback control amount for obtaining the target operating state is distributed to each of the fluid pressure control valves arranged in parallel. The pressure control valves can operate smoothly without interfering with each other. In the present embodiment, a disc brake device mounted on a vehicle and driven by hydraulic pressure is shown as an example of a fluid pressure operating device.
図1は、本実施形態の流体圧制御装置が適用される車両制動装置100と電子制御ユニット200(以下、「ECU200」と表記する)の全体構成を示す説明図である。車両制動装置100は主にアクチュエータ80とアクチュエータ80以外のマスタシリンダ14などを備える。車両制動装置100は、電子制御式ブレーキシステム(ECB)であり、ブレーキペダルの操作量をセンサで検知し、最適なブレーキ油圧を算出して四輪独立にブレーキを作動させることができる。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the overall configuration of a
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は、運転者によるブレーキペダル12の踏み込み操作に応じ、作動流体であるブレーキオイルを圧送する。
The
マスタシリンダ14には右前輪用のブレーキ油圧制御導管16および左前輪用のブレーキ油圧制御導管17の一端が接続され、これらのブレーキ油圧制御導管はそれぞれ、右前輪および左前輪の制動力を発揮する右前輪用および左前輪用のホイールシリンダ20FR、20FLに接続されている。本実施形態では、ブレーキ装置として、ホイールシリンダ20FR、20FLおよび後述するホイールシリンダ20RR、20RLによりブレーキパッドを開閉駆動してディスクロータを挟持することで制動力を発揮するディスクブレーキ装置を例示する。右前輪用および左前輪用のブレーキ油圧制御導管16,17の途中には、右前輪電磁開閉弁22FRおよび左前輪電磁開閉弁22FLが間挿されている。右前輪電磁開閉弁22FRおよび左前輪電磁開閉弁22FLは非通電時に開状態にあり、ブレーキ操作を検出した際に閉状態に切り替わる(これを「常開型」とよぶ)電磁弁である。
One end of a brake hydraulic
また、ブレーキ油圧制御導管16,17の途中には、それぞれ右前輪側および左前輪側のマスタシリンダ液圧を計測する右マスタ圧力センサ48FRおよび左マスタ圧力センサ48FLが設けられている。運転者によってブレーキペダル12が踏まれたとき、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、右マスタ圧力センサ48FRおよび左マスタ圧力センサ48FLによるマスタシリンダ液圧の計測によってもブレーキペダル12の踏み込み操作力が検出されるようになっている。なお、マスタシリンダ液圧をふたつの圧力センサで監視するのは、フェイルセーフの観点による。
A right master pressure sensor 48FR and a left master pressure sensor 48FL for measuring the master cylinder fluid pressure on the right front wheel side and the left front wheel side are provided in the middle of the brake hydraulic
マスタシリンダ14にはリザーバタンク26が接続され、また、開閉弁23を介して、運転者の操作量に応じた反力を創出するストロークシミュレータ24が接続される。開閉弁23は、非通電時に閉状態にあり、ブレーキ操作時に開状態に切り替わる常閉型の電磁弁である。また、リザーバタンク26には油圧給排導管28の一端が接続される。油圧給排導管28にはモータ32により駆動されるオイルポンプ34が設けられている。オイルポンプ34の吐出側は高圧導管30になっており、アキュムレータ50とリリーフバルブ53が設けられている。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という範囲(以下「制御範囲」という)の高圧にされたブレーキオイルを蓄積する。リリーフバルブ53は、アキュムレータ圧が異常に高く、例えば25MPaといった高圧になったとき開き、油圧給排導管28へ高圧のブレーキオイルを逃がす。
A
高圧導管30にはアキュムレータ圧を計測するアキュムレータ圧センサ51が設けられる。後述のECU200にはアキュムレータ圧センサ51の出力であるアキュムレータ圧が入力され、このアキュムレータ圧が制御範囲に収まるようモータ32を制御する。
The
高圧導管30には、ディスクブレーキ装置に含まれるホイールシリンダ20FR,20FL,20RL,20RR(総称してホイールシリンダ20という場合もある)の油圧状態を増圧するための増圧用の電磁流量制御弁(以下、リニアバルブという)と、油圧状態を減圧するための減圧用のリニアバルブと、で構成されるバルブユニット40,42が接続されている。
The high-
バルブユニット40は、図2(a)に示すように、非通電時は閉じた状態にあり、必要なときに通電して開いた状態になる常閉型のリニアバルブ70を増圧用と減圧用にそれぞれ複数並列に配置したものである。図2(a)に例示されるバルブユニット40は、並列に配置された例えば4個の常閉型のリニアバルブ70a,70b,70c,70d(特定のバルブを指さない場合には、常閉型リニアバルブ70と表記する場合もある)を有し、それぞれの常閉型リニアバルブ70のインポート側が高圧導管30に接続されている。また、常閉型リニアバルブ70a,70b,70c,70dのアウトポート側は、右前輪用のブレーキ油圧制御導管16または左前輪用のブレーキ油圧制御導管17に接続されると共に、並列に配置された例えば4個の常閉型のリニアバルブ70e,70f,70g,70h(特定のバルブを指さない場合には、常閉型リニアバルブ70と表記する場合もある)のインポート側に接続されている。さらに、リニアバルブ70e,70f,70g,70hのアウトポート側は、油圧給排導管28に接続されている。
As shown in FIG. 2A, the
つまり、右前輪用のブレーキ油圧制御導管16に接続されたホイールシリンダ20FRまたは左前輪用のブレーキ油圧制御導管17に接続されたホイールシリンダ20FLを増圧する場合には、リニアバルブ70a,70b,70c,70dの少なくとも一つに増圧量に応じた通電を行い開弁させると共に、常閉型リニアバルブ70e,70f,70g,70hは全て非通電とし閉弁させて、高圧導管30からの油圧を供給し増圧する。逆に、ホイールシリンダ20FRまたはホイールシリンダ20FLの減圧を行う場合には、常閉型リニアバルブ70a,70b,70c,70dを全て閉弁し、常閉型リニアバルブ70e,70f,70g,70hの少なくとも1つを減圧量に応じて開弁し、油圧給排導管28に油圧を流し減圧する。
That is, when the wheel cylinder 20FR connected to the brake hydraulic
一方、バルブユニット42は、図2(b)に示すように、増圧用に常閉型のリニアバルブ70を複数並列に配置すると共に、減圧用に非通電時は開いた状態にあり、必要なときに通電して閉じた状態になる常開型リニアバルブ72を複数並列に配置したものである。図2(b)に例示されるバルブユニット42は、並列に配置された例えば4個の常閉型リニアバルブ70a,70b,70c,70dを有し、それぞれの常閉型リニアバルブ70のインポート側が高圧導管30に接続されている。また、常閉型リニアバルブ70a,70b,70c,70dのアウトポート側が右後輪用のブレーキ油圧制御導管18または左後輪用のブレーキ油圧制御導管19に接続されると共に、並列に配置された例えば4個の常開型のリニアバルブ72a,72b,72c,72d(特定のバルブを指さない場合には、常開型リニアバルブ72と表記する場合もある)のインポート側に接続されている。さらに、リニアバルブ72a,72b,72c,72dのアウトポート側は、油圧給排導管28に接続されている。
On the other hand, as shown in FIG. 2B, the
つまり、左後輪用のブレーキ油圧制御導管18に接続されたホイールシリンダ20RLまたは右後輪用のブレーキ油圧制御導管19に接続されたホイールシリンダ20RRを増圧する場合には、常閉型リニアバルブ70a,70b,70c,70dの少なくとも一つに増圧量に応じた通電を行い開弁させると共に、常開型リニアバルブ72a,72b,72c,72d全てに通電し閉弁させて、高圧導管30からの油圧を供給し増圧する。逆に、ホイールシリンダ20RLまたはホイールシリンダ20RRの減圧を行う場合には、常閉型リニアバルブ70a,70b,70c,70dを全て閉弁し、常開型リニアバルブ72a,72b,72c,72dの少なくとも1つを開弁し、油圧給排導管28に油圧を流し減圧する。
That is, when the pressure of the wheel cylinder 20RL connected to the brake hydraulic
なお、前輪側を制御するバルブユニット40の減圧用に常閉型リニアバルブ70を用い、後輪側を制御するバルブユニット42の減圧用に常開型リニアバルブ72を用いているのは、増圧用のリニアバルブ70に動作流体の漏れが生じた場合にフェールセーフを行うためである。図1に示すように、前輪側には、アキュムレータ50からの所定の油圧が供給できない時のために、ブレーキペダル12の操作によりマスタシリンダ14で発生する油圧を直接前輪側のホイールシリンダ20FR,FLに供給する右前輪用のブレーキ油圧制御導管16、および左前輪用のブレーキ油圧制御導管17が接続されて、ブレーキ油圧のバックアップ回路を形成している。この構成において、前輪側で増圧用の常閉型リニアバルブ70の動作流体が漏れた場合を考える。その場合、常閉型リニアバルブ70のアウトポート側が、電磁開閉弁22FR,22FLを介して、マスタシリンダ14に接続されているので、漏れが生じた場合でも、動作流体はマスタシリンダ14側に流れ前輪側のホイールシリンダ20FR,20FLに油圧が付与されることはない。つまり、ブレーキの引き摺りを生じさせることはない。
Note that the normally closed
一方、後輪側には、図1に示すように、通常マスタシリンダ14側に接続されたバックアップ回路は設けられていないので、後輪側で増圧用の常閉型リニアバルブ70の動作流体が漏れた場合、減圧用のリニアバルブが常閉型だとすると、漏れた動作流体がホイールシリンダ20RL,RRに流れて、ブレーキ力を発生し引き摺りを生じてしまう。そのため、減圧側を常開型リニアバルブ72とすることで、非制御時でも漏れた動作流体を油圧給排導管28を介してリザーバタンク26に戻すことができる。つまり、各リニアバルブの非通電時のフェールセーフとして機能する。もちろん、車両制動装置100の構成により並列するリニアバルブのタイプは適宜選択することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 1, since the back-up circuit connected to the
図1に戻り、右前輪、左前輪、右後輪、左後輪のホイールシリンダ20FR、20FL、20RR、20RL付近には、それぞれホイールシリンダ内の液圧を計測する右前輪用、左前輪用、右後輪用、左後輪用の圧力センサ44FR、44FL、44RR、44RL(特定の圧力センサを指さない場合は、圧力センサ44と表記する場合もある)が設けられている。 Returning to FIG. 1, in the vicinity of the wheel cylinders 20FR, 20FL, 20RR, 20RL of the right front wheel, the left front wheel, the right rear wheel, and the left rear wheel, the right front wheel, the left front wheel, Pressure sensors 44FR, 44FL, 44RR, and 44RL for the right rear wheel and the left rear wheel (may be referred to as the pressure sensor 44 when not pointing to a specific pressure sensor) are provided.
ECU200は、主として電磁開閉弁22FR、22FL、開閉弁23、モータ32、2個のバルブユニット40と、2個のバルブユニット42などを制御する。ECU200はマイクロコンピュータによる演算ユニット202、各種制御プログラムを格納するROM204、および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RAM206などを備える。
The
演算ユニット202には、ストロークセンサ46を介してブレーキペダル12の踏み込みストロークを示す信号(以下ストローク信号という)が供給される。また、右マスタ圧力センサ48FRおよび左マスタ圧力センサ48FLからはマスタシリンダ液圧を示す信号(以下マスタシリンダ液圧信号という)が供給され、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(以下アキュムレータ圧信号という)が供給される。
A signal indicating the depression stroke of the brake pedal 12 (hereinafter referred to as a stroke signal) is supplied to the
ECU200のROMは所定の制動制御フローを記憶している。演算ユニット202はストローク信号とマスタシリンダ液圧信号に基づき車両の目標減速度を演算し、演算された目標減速度に基づいて各輪の目標ホイールシリンダ液圧を演算し、各輪のホイールシリンダ液圧が目標ホイールシリンダ液圧になるよう、バルブユニット40,42を制御する。
The ROM of
モータ32によって駆動されるオイルポンプ34は、リザーバタンク26から油圧給排導管28を通じてブレーキオイルをくみ上げ、高圧にされたブレーキオイルをアキュムレータ50に蓄積する。アキュムレータ50の高油圧は、目標ホイールシリンダ液圧に応じてバルブユニット40,42を開閉制御することによって、各ホイールシリンダ20に供給される。
The
ブレーキペダル12が踏まれることによってアキュムレータ50から高油圧のブレーキオイルが消費されると、ECU200は、アキュムレータ50の圧力が常に制御範囲に収まるように、モータ32を作動させてオイルポンプを駆動し、アキュムレータ50に高圧にされたブレーキオイルを蓄積する。この蓄圧動作は、アキュムレータ圧センサ51の検出値にしたがって、自動的に実行される。
When high-pressure brake oil is consumed from the
図3は、ECU200の演算ユニット202の内部構造を説明する機能ブロック図であり、特に、本実施形態に関連するフィードバック制御量の演算に関連する機能ブロックを示している。
FIG. 3 is a functional block diagram illustrating the internal structure of the
演算ユニット202は、目標油圧設定部300、現在油圧取得部302、偏差計算部304、フィードバック制御量演算部306、分配算出部308、必要電流計算部310、電流出力部312などを含んでいる。なお、本実施形態の場合、右前輪のホイールシリンダ20FR、左前輪のホイールシリンダ20FL、右後輪のホイールシリンダ20RR、左後輪のホイールシリンダ20RLそれぞれに対し、個別の油圧制御を行うが、その制御手順はいずれも実質的に同じであり、演算ユニット202において、それぞれ並列処理されている。したがって、本実施形態では、右前輪のホイールシリンダ20FRを一例として代表させ油圧制御の手順を説明する。
The
目標油圧設定部300は、ストロークセンサ46が検出したブレーキペダル12の踏み込みストロークに基づき、運転者が要求する制動力を得るための次の制御タイミングにおけるホイールシリンダ20の次の目標動作状態を示す目標油圧値を取得する。なお、右前輪のホイールシリンダ20FRまたは左前輪のホイールシリンダ20FLの制御の場合、目標油圧設定部300は、右および左のマスタ圧力センサ48FR,48FLからの信号に基づき、マスタシリンダ14の発生している油圧を取得し、運転者が要求する制動力を得るための次の制御タイミングの目標油圧値とすることもできる。また、車両制動装置100が取得する様々な情報に基づいて、車両側のシステムが制御力を要求する場合、その制動力を目標油圧値としてもよい。現在油圧取得部302は、右前輪用の圧力センサ44FRを介して、右前輪のホイールシリンダ20FRの現実の動作状態を示す値である現在実際に作用している圧力を取得する。
The target hydraulic
偏差計算部304は、現在油圧取得部302から提供される現在のホイールシリンダ20FRに実際に作用している油圧と、目標油圧設定部300から提供される目標油圧値とに基づき、両油圧値の差分を算出する。そして、フィードバック制御量演算部306は、現在油圧取得部302から提供される現在のホイールシリンダ20FRに実際に作用している油圧と、目標油圧設定部300から提供される目標油圧値との偏差を低減させ、ホイールシリンダ20FRを目標動作状態にするためのフィードバック制御量を算出する。なお、本実施形態において、フィードバック制御量とは、バルブユニット40における動作流体の流量である。
The
分配算出部308は、フィードバック制御量演算部306から提供されるフィードバック制御量をバルブユニット40を構成する各常閉型リニアバルブ70に分配する。この分配の方法は、種々あり詳細に後述するが、例えば、フィードバック制御量を各常閉型リニアバルブ70に均等に分配してもよいし、所定の分配比に基づいて分配してよい。また、特定の常閉型リニアバルブ70のみで分配してもよい。
The
必要電流計算部310は、各常閉型リニアバルブ70に分配される制御量、つまり分配された動作流体の流量を確保するために必要とされる常閉型リニアバルブ70の開弁を実行するための常閉型リニアバルブ70のコイルに流す電流量を算出する。言い換えれば、常閉型リニアバルブ70を閉弁しているばねのセット荷重をキャンセルする電流を計算し、さらに、分配されたフィードバック制御量に応じてばねを圧縮させる電流値の演算を行う。そして、電流出力部312は、算出された電流値をバルブユニット40の所定の常閉型リニアバルブ70に対して出力する。したがって、本実施形態では、必要電流計算部310と電流出力部312とで、弁駆動手段を構成することになる。
The required
図4には、演算ユニット202で行う処理の手順を示すフローチャートが示されている。演算ユニット202は、目標油圧設定部300を介して、次のタイミングのホイールシリンダ20FRの目標油圧値を設定する(S100)。続いて、現在油圧取得部302は、現在のホイールシリンダ20FRに作用している油圧値を圧力センサ44FRから取得する(S101)。続いて、偏差計算部304およびフィードバック制御量演算部306は、S100で取得した次の制御タイミングの目標油圧値と、S101で取得した現在の油圧値との差分に基づいて、ホイールシリンダ20FRを目標動作状態にするためのフィードバック制御量の演算を行う(S102)。このフィードバック制御の演算は、例えば周知のPID制御などを用いて行う。
FIG. 4 shows a flowchart showing a procedure of processing performed by the
次に、分配算出部308は、S102で算出したフィードバック制御量をバルブユニット40を構成する各常閉型リニアバルブ70に分配する(S103)。分配算出部308は、フィードバック制御量演算部306が算出したフィードバックの総制御量が増圧調整の場合、例えば、図2(a)に示す常閉型リニアバルブ70a〜70dに均等に配分する。つまり、4つの常閉型リニアバルブ70a〜70d全体がフィードバック制御の総制御量になるようにする。なお、このとき、各常閉型リニアバルブ70に分配する制御量は、常閉型リニアバルブ70の最大流量以下になるように分配することは言うまでもない。必要電流計算部310は、各常閉型リニアバルブ70に分配された制御量をそれぞれの常閉型リニアバルブ70で出力するためのバルブ開弁電流を演算する(S104)。つまり、常閉型リニアバルブ70を閉弁しているばねのセット荷重をキャンセルする電流を計算し、さらに、各常閉型リニアバルブ70に分配された制御量に応じてばねを圧縮させる電流値の演算を行う。なお、フィードバック制御量が均等分配されている場合には、一括した電流演算でもよいが、常閉型リニアバルブ70ごとに特性の違いがある場合には、その特性情報に基づいて個別に電流地位を算出する。
Next, the
そして、電流出力部312は、算出された電流値に基づき、各常閉型リニアバルブ70ごとに開弁のための指令電流を出力し(S105)、個々の常閉型リニアバルブ70を開弁駆動し、1制御サイクルを終了し再びS100に戻り、次の制御タイミングの制御に移行する。
Then, the
このように、フィードバック制御量を並列に配置された複数の常閉型リニアバルブ70に分配し、個々の常閉型リニアバルブ70を制御する。その結果、個々の常閉型リニアバルブ70がバルブユニット40に対するフィードバックの総制御量を達成するように動作しバルブユニット40を構成する各常閉型リニアバルブ70が干渉してしまうことを回避することができる。そして、複数の常閉型リニアバルブ70全体として所望制御量のフィードバック制御をスムーズに行うことができる。また、各常閉型リニアバルブ70の使用頻度の均一化が可能になり、常閉型リニアバルブ70の劣化管理を容易に行うことができる。さらに、各常閉型リニアバルブ70にフィードバック制御量を配分することにより個々の常閉型リニアバルブ70のフィードバック制御量を少なくすることが可能になる。その結果、常閉型リニアバルブ70において開閉動作精度が安定した低流量域を利用可能になり、高精度の動作制御を行うことができる。
In this manner, the feedback control amount is distributed to the plurality of normally closed
上述の説明において、並列に配置された増圧用の常閉型リニアバルブ70a〜70dまたは、減圧用の常閉型リニアバルブ70e〜70hに対し、制御量を均一に配分する例を示したが、各常閉型リニアバルブ70に分配される制御量の総計がフィードバック制御量演算部306で算出した総制御量に一致すれば、各常閉型リニアバルブ70に対する分配比は任意であり、不均等分配を行った場合でも均等分配したときと同様な効果を得ることができる。また、不均等分配の場合、全ての常閉型リニアバルブ70に分配を行ってもよいし、分配量「ゼロ」となる常閉型リニアバルブ70を設けてもよい。この場合、休止バルブを設定することが可能となり、バルブ劣化管理の自由度を向上することが可能となる。また、フィードバック制御量が微量である場合、全ての常閉型リニアバルブ70で制御量を分配してしまうと、常閉型リニアバルブ70の1つ当たりの制御量が少なくなりすぎて、常閉型リニアバルブ70の動作が不安定になる場合がある。この場合、休止バルブを設けることにより、1つの常閉型リニアバルブ70で扱う制御量をバルブ動作に適した量にまとめることができる。リニアバルブの場合、バルブの開度と流量は比例関係にあるが、開度が極端に小さい場合や、逆に極端に大きい場合には、開度に対する流量の精度が低下する。したがって、休止バルブを設けることにより、常閉型リニアバルブ70の高精度動作領域を積極的に利用することが可能となり、車両制動装置100を高精度にフィードバック制御することができる。
In the above description, an example in which the control amount is uniformly distributed to the normally closed
なお、S102で算出したフィードバック総制御量が減圧調整するものである場合、S103において、分配算出部308は、常閉型リニアバルブ70e〜70hを分配対象として制御量の分配を行い、ホイールシリンダ20FRから動作流体を油圧給排導管28へ逃がす制御を行う。この場合も上述と同様に常閉型リニアバルブ70同士の干渉を防止すると共に、劣化管理を行ったり、安定した低流量の開閉動作領域で制御可能となり、上述と同様な効果を得ることができる。
If the total feedback control amount calculated in S102 is to adjust the pressure reduction, in S103, the
ところで、バルブ制御などを行う場合、上述したようなフィードバック制御に加えフィードフォワード制御を行う場合がある。図5は、演算ユニット202がフィードバック制御に加えフィードフォワード制御を行う場合の内部構造を説明する機能ブロック図であり、図3と同様に、本実施形態に関連するフィードバック制御量の演算およびフィードフォワード制御量の演算に関連する機能ブロックのみを示している。また、図3と同等の機能を有する要素には同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
By the way, when performing valve control etc., feedforward control may be performed in addition to the feedback control as described above. FIG. 5 is a functional block diagram for explaining the internal structure when the
図5の演算ユニット202には、目標油圧設定部300、現在油圧取得部302、偏差計算部304、フィードバック制御量演算部306、分配算出部308、必要電流計算部310、電流出力部312に加え、必要油量計算部314、フィードフォワード制御量演算部316が設けられている。図5においても、右前輪のホイールシリンダ20FRを一例にとり油圧制御の手順を説明する。
5 includes a target hydraulic
目標油圧設定部300は、ストロークセンサ46が検出したブレーキペダル12の踏み込みストロークに基づき、運転者が要求する制動力を得るための次の制御タイミングにおける目標油圧値を設定する。また、現在油圧取得部302は、右前輪用の圧力センサ44FRを介して、右前輪のホイールシリンダ20FRに現在実際に供給されている圧力を取得する。
The target hydraulic
必要油量計算部314は、現在設定されている目標油圧値と、目標油圧設定部300から提供される運転者が要求する目標油圧値とに基づき、次の制御タイミングでホイールシリンダ20FRに目標油圧値を発生させるのに必要な油量を算出する。そして、フィードフォワード制御量演算部316は、必要油量計算部314の算出した必要油量に基づき、次の制御タイミングにおいて、目標油圧値を得るためのフィードフォワード制御量を演算する。つまり、次の制御タイミングで要求される制御量を実現するための増減分を演算する。
The required oil
一方、偏差計算部304は、現在油圧取得部302から提供される現在のホイールシリンダ20FRに実際に作用している油圧と、目標油圧設定部300から提供される目標油圧値とに基づき、両油圧値の差分を算出する。そして、フィードバック制御量演算部306は、現在油圧取得部302から提供される現在のホイールシリンダ20FRに実際に作用している油圧と、目標油圧設定部300から提供される目標油圧値との偏差を低減させるためのフィードバック制御量を算出する。
On the other hand, the
分配算出部308は、フィードフォワード制御量演算部316、およびフィードバック制御量演算部306から提供されるフィードフォワード制御量とフィードバック制御量をバルブユニット40を構成する増圧用または減圧用の各常閉型リニアバルブ70に分配する。例えば、フィードフォワード制御量とフィードバック制御量との総計を各常閉型リニアバルブ70に均等に分配したり、フィードフォワード制御量を所定に常閉型リニアバルブ70へ、フィードバック制御量を他の所定の常閉型リニアバルブ70へ分配する。
The
必要電流計算部310は、各常閉型リニアバルブ70に分配される制御量、つまり分配された動作流体の流量を確保するために必要とされる常閉型リニアバルブ70の開弁を実行するための常閉型リニアバルブ70のコイルに流す電流量を算出する。そして、電流出力部312は、算出された電流値をバルブユニット40の所定の常閉型リニアバルブ70に対して出力する。
The required
図6には、図5に示す演算ユニット202で行う処理の手順を示すフローチャートが示されている。演算ユニット202は、目標油圧設定部300を介して、次のタイミングのホイールシリンダ20FRの目標油圧値を設定する(S200)。続いて、現在油圧取得部302は、現在のホイールシリンダ20FRの油圧値を圧力センサ44FRから取得する(S201)。必要油量計算部314およびフィードフォワード制御量演算部316は、S200で設定した目標油圧値と現在の目標油圧値とに基づき、フィードフォワード制御量の演算を行う(S202)。続いて、偏差計算部304およびフィードバック制御量演算部306は、S200で設定した次の制御タイミングの目標油圧値と、S201で取得した現在の油圧値との差分に基づいて、フィードバック制御量の演算を行う(S203)。このフィードバック制御の演算は、例えば周知のPID制御などを用いて行う。
FIG. 6 is a flowchart showing a procedure of processing performed by the
次に、分配算出部308は、S202およびS203で算出したフィードフォワード制御量およびフィードバック制御量をバルブユニット40を構成する各常閉型リニアバルブ70に分配する(S204)。
Next, the
分配算出部308は、フィードフォワード制御量演算部316とフィードバック制御量演算部306とが算出した制御量の総計に基づき分配方法を選択することができる。例えば、フィードフォワード制御量およびフィードバック制御量のいずれも増圧調整の場合、または、いずれも減圧調整の場合は、フィードフォワード制御量とフィードバック制御量とをそれぞれ分離した状態のまま複数の常閉型リニアバルブ70に分配することができる。
The
例えば、並列に配置された常閉型リニアバルブ70の総数がn個の場合、フィードフォワード制御量を1番目の常閉型リニアバルブ70〜s番目(1≦s≦n)の常閉型リニアバルブ70に分配し、フィードバック制御量の分配に(s+1)番目の常閉型リニアバルブ70〜n番目の常閉型リニアバルブ70を分配する。このとき、1〜s番目の常閉型リニアバルブ70に分配されるフィードフォワード制御量の総計と、フィードフォワード制御量演算部316が算出した総制御量とが一致するようにする。同様に、(s+1)〜n番目の常閉型リニアバルブ70に分配されるフィードバック制御量の総計と、フィードバック制御量演算部306が算出した総制御量とが一致するようにする。
For example, when the total number of normally closed
そして、必要電流計算部310は、各常閉型リニアバルブ70に分配された制御量をそれぞれの常閉型リニアバルブ70で出力するためのバルブ開弁電流を演算する(S205)。電流出力部312は、算出された電流値に基づき、各常閉型リニアバルブ70ごとに開弁のための指令電流を出力し(S206)、個々の常閉型リニアバルブ70を開弁し、1制御サイクルを終了し再びS200に戻り、次の制御タイミングの制御に移行する。
Then, the necessary
このように、複数の常閉型リニアバルブ70を用いてフィードフォワード制御を行うことにより、各常閉型リニアバルブ70に流れるフィードフォワード制御量を低減することが可能となる。その結果、常閉型リニアバルブ70において開閉動作精度が安定した低流量域を利用可能になり、高精度のフィードフォワード制御を行うことができる。また、高精度のフィードフォワード制御の結果、必要となるフィードバック制御量が低減される。その結果、フィードバック制御においても開閉動作精度が安定した低流量域で常閉型リニアバルブ70を使用することが可能となり、車両制動装置100を高精度に制御することができる。また、フィードフォワード制御に並列に配置した複数の常閉型リニアバルブ70を用いることにより、ホイールシリンダ20FRが必要とする最大流体圧に対して、常閉型リニアバルブ70の数を増減することで対応することができる。つまり、小型でリーズナブルな標準的な常閉型リニアバルブ70を準備するのみで、様々な能力のホイールシリンダ20FRに対応することができる。なお、フィードフォワード制御による誤差が大きく、フィードバック制御量が多くなるような場合でも、複数の常閉型リニアバルブ70がフィードバック制御用に割り当てられるので、スムーズなフィードバック制御を行うことができる。
In this way, by performing feedforward control using a plurality of normally closed
また、上述のように、フィードフォワード制御を行う場合、フィードバック制御の制御量は低減される。したがって、フィードフォワード制御量とフィードバック制御量とをそれぞれ分離した状態のまま複数の常閉型リニアバルブ70に分配する場合、フィードバック制御量の分配を「ゼロ」とするバルブを設けることができる。つまり、分配比を「ゼロ」にすることができる。例えば、分配対象の常閉型リニアバルブ70が3個あってもそのうちの2個を「ゼロ」分配として実質的にフィードバック制御に用いられる常閉型リニアバルブ70を1個とすることができる。この場合、フィードバック制御時の常閉型リニアバルブ70間の干渉を防止することができると共に、フィードフォワード制御の実施の結果、フィードバック制御量が少なくなった場合でも、常閉型リニアバルブ70を低流量の最適動作領域で動作させることが可能になり、安定して車両制動装置100の制御を行うことができる。
Further, as described above, when the feedforward control is performed, the control amount of the feedback control is reduced. Therefore, when distributing the feedforward control amount and the feedback control amount to the plurality of normally closed
また、フィードフォワード制御量演算部316で算出したフィードフォワード制御量を並列配置された全ての常閉型リニアバルブ70(1〜n番目)に均等または不均等に分配すると共に、フィードバック制御量演算部306で算出したフィードバック制御量を同様に全ての常閉型リニアバルブ70に均等または不均等に分配するようにしてもよい。この場合、各常閉型リニアバルブ70に分配されるフィードフォワード制御量の総計は、フィードフォワード制御量演算部316の算出したフィードフォワード制御量に一致し、各常閉型リニアバルブ70分配されるフィードバック制御量の総計は、フィードバック制御量演算部306の算出したフィードバック制御量に一致するようにする。また、各常閉型リニアバルブ70に分配される制御量の総計は、常閉型リニアバルブ70の最大流量を超えないようにする。
In addition, the feedforward control amount calculated by the feedforward control
このように、全ての常閉型リニアバルブ70を用いて、フィードフォワード制御量とフィードバック制御量とを分配することにより、個々の常閉型リニアバルブ70に分配される制御量が低減され、常閉型リニアバルブ70において開閉動作精度が安定した低流量域を利用可能になり、高精度の動作制御を行うことができる。
In this way, by distributing the feedforward control amount and the feedback control amount using all the normally closed
なお、分配算出部308で分配量を算出する場合、上述のように、フィードフォワード制御量とフィードバック制御量とを別々に分配処理してもよいが、フィードフォワード制御量とフィードバック制御量とを足し合わせた総制御量を算出し、並列に配置された常閉型リニアバルブ70に分配するようにしてもよい。この場合、フィードフォワード制御とフィードバック制御とを行う場合でも、各常閉型リニアバルブ70の均等制御を容易に行うことができる。もちろん総制御量を不均等に分配してもよい。
When the distribution amount is calculated by the
また、フィードフォワード制御量とフィードバック制御量とのいずれか一方が増圧調整で、他方が減圧調整の場合、総制御量が増圧調整か減圧調整かを判断することにより、駆動する常閉型リニアバルブ70の選択を迅速に行うことができる。例えば、フィードフォワード制御量が+3ccと演算され、フィードバック制御量が−1ccと演算された場合、総制御量は+2ccとなり、増圧側の常閉型リニアバルブ70a〜70dに制御量が分配される。また、例えば、フィードフォワード制御量が+2ccと演算され、フィードバック制御量が−3ccと演算された場合、総制御量は−1ccとなり、減圧側の常閉型リニアバルブ70e〜70hに制御量が分配される。
Further, when either one of the feedforward control amount and the feedback control amount is a pressure increase adjustment and the other is a pressure reduction adjustment, the normally closed type is driven by determining whether the total control amount is a pressure increase adjustment or a pressure reduction adjustment. Selection of the
ところで、ホイールシリンダ20FRを動作させる場合、ホイールシリンダ20FRを所望状態に動作させるために要求される総制御量に対して並列に配置された常閉型リニアバルブ70の許容能力が上回る場合がある。すなわち、並列配置された常閉型リニアバルブ70に余裕がある場合がある。上述した例では、フィードバック制御量または、フィードバックおよびフィードフォワードの総制御量を並列に配置した全ての常閉型リニアバルブ70を用いて分配したが、要求される総制御量に対して最低限必要な個数の常閉型リニアバルブ70を算出して、ある制御タイミングにおいて、動作する常閉型リニアバルブ70と非動作となり休止する常閉型リニアバルブ70とを設けることができる。つまり、フィードフォワード制御やフィードバック制御に基づく総制御量の分配を選択された常閉型リニアバルブ70のみに分配することができる。
By the way, when the wheel cylinder 20FR is operated, the allowable capacity of the normally closed
例えば、図5において、フィードフォワード制御量演算部316が算出したフィードフォワード制御量と、フィードバック制御量演算部306が算出したフィードバック制御量とを合わせた総制御量が、図7に示すように、並列に配置された1〜n番目の常閉型リニアバルブ70(リニアバルブの総数n)のうち、1〜p番目(1≦p≦n)の常閉型リニアバルブ70を動作させることにより制御可能な場合、分配算出部308は、1〜p番目の常閉型リニアバルブ70に制御量の分配を行う。この場合、図6に示すフローチャートのS204では、図8に示すような処理が実行される。つまり、図6のS202で算出したフィードフォワード制御量と、S203で算出したフィードバック制御量とに基づく総制御量から常閉型リニアバルブ70の動作数を演算し(S300)、実際に使用する常閉型リニアバルブ70の選択を行う(S301)。この選択は、任意に行うことが可能であり、例えば、1〜p番目の常閉型リニアバルブ70を選択する。そして、分配算出部308は、選択した常閉型リニアバルブ70に対して、制御量の分配を行う(S302)。その後、図6のS205に戻り、開弁電流の算出を行い、さらに電流出力部312は、S206で選択した常閉型リニアバルブ70に指令電流の出力を行う。
For example, in FIG. 5, the total control amount obtained by combining the feedforward control amount calculated by the feedforward control
なお、通常、ホイールシリンダ20FRの消費油量は、低圧域で大きいため、ホイールシリンダ20FRの制御初期の使用個数が、車両制動装置100で今回利用する常閉型リニアバルブ70の最大数pとなる。ただし、余裕分を含めて最大数をp+1などとしてもよい。
Normally, the oil consumption of the wheel cylinder 20FR is large in the low pressure range, so the number of wheel cylinders 20FR used at the initial stage of control becomes the maximum number p of normally closed
このように、フィードバック制御やフィードフォワード制御に使用する常閉型リニアバルブ70の数を必要最低限にして休止するバルブを設けることにより、ホイールシリンダ20FRの油圧制御を行うための常閉型リニアバルブ70の消費電力の低減を行うことができる。また、休止バルブを設けることにより、常閉型リニアバルブ70の電磁駆動部を制御するドライバの熱対策を簡素化することが可能となり、低コストの素子使用が可能になったり、構造の簡略化を容易に行うことが可能になり、流体圧制御装置全体としてのコスト低減に寄与することができる。
Thus, a normally closed linear valve for controlling the hydraulic pressure of the wheel cylinder 20FR is provided by providing a valve that stops the number of normally closed
また、分配算出部308による非動作の常閉型リニアバルブ70の選択は、制御量の分配動作ごとごとに選択することが望ましい。例えば、ある制御タイミングで1〜p番目の常閉型リニアバルブ70に分配を行った場合、次の制御タイミングでは、(p+1)番目の常閉型リニアバルブ70から選択するようにする。このような選択対象を変更することにより、休止する常閉型リニアバルブ70を均等に設定することが可能になる。その結果、各常閉型リニアバルブ70に対しては、動作回数を低減することが可能になり、劣化低減を行うことができる。さらに、常閉型リニアバルブ70が均等に劣化するため、劣化による動作流体の漏れが特定の常閉型リニアバルブ70に集中すること防止し、バルブユニット40全体として、使用限界となるタイミングを遅らせることができる。つまり耐久性の向上に寄与することができる。
Further, it is preferable that the non-operating normally closed
なお、本実施形態においては、並列に複数配列した流体圧制御弁を制御する流体圧制御装置を適用する例として、車両制動装置を示したが、フィードバック制御を必要とする制御装置にであれば任意の装置に適用可能であり、本実施形態と同様な効果を得ることができる。 In the present embodiment, a vehicle braking device is shown as an example of applying a fluid pressure control device that controls a plurality of fluid pressure control valves arranged in parallel. However, if the present invention is a control device that requires feedback control. The present invention can be applied to any device, and the same effect as that of the present embodiment can be obtained.
また、本実施形態において、図2(a)に常閉型リニアバルブを複数並列に配列した例を示しているが、バルブの開閉動作を適宜選択すれば、常開型リニアバルブで構成してもよいし、常閉型リニアバルブと常開型リニアバルブとを混在させて並列配置することも可能であり、本実施形態と同様な効果を得ることができる。この場合、制御対象やその他の構成に適したバルブ構成を選択することが可能となり、設計自由度や制御自由度の向上に寄与することができる。 In addition, in this embodiment, FIG. 2A shows an example in which a plurality of normally closed linear valves are arranged in parallel. However, if a valve opening / closing operation is appropriately selected, a normally open linear valve can be used. Alternatively, a normally closed linear valve and a normally open linear valve can be mixed and arranged in parallel, and the same effects as in the present embodiment can be obtained. In this case, it is possible to select a valve configuration suitable for the object to be controlled and other configurations, and it is possible to contribute to an improvement in design freedom and control freedom.
また、図4や図6に示すフローチャートは、制御手順の一例を示すものであり、少なくともフィードバック制御量を並列に配列された複数の流体圧制御弁に分配し、複数の流体圧制御弁全体の制御により、流体圧動作装置を所望の状態に動作させるものであればよく、適宜制御手順は変更することが可能であり、本実施形態と同様な効果を得ることができる。 Further, the flowcharts shown in FIGS. 4 and 6 show an example of the control procedure. At least the feedback control amount is distributed to the plurality of fluid pressure control valves arranged in parallel, and the entire plurality of fluid pressure control valves are arranged. Any control device may be used as long as the fluid pressure operating device is operated in a desired state. The control procedure can be changed as appropriate, and the same effects as in the present embodiment can be obtained.
また、図2に示すバルブユニットの構成は、一例として、4個の常閉型リニアバルブまたは、常開型リニアバルブを並列に配置した例を示しているが、並列配列数は2個以上であれば任意であり、流体圧動作装置が必要とする最大動作圧力に応じて適宜並列数を選択することができる。 In addition, the configuration of the valve unit shown in FIG. 2 shows an example in which four normally closed linear valves or normally open linear valves are arranged in parallel, but the number of parallel arrangements is two or more. Any number may be used, and the parallel number can be appropriately selected according to the maximum operating pressure required by the fluid pressure operating device.
また、上述した実施形態では、動作流体として油を持ちいた油圧システムについて説明したが、空気圧システムにも本実施形態の流体圧制御装置は適用可能であり、本実施形態と同様な効果を得ることができる。 In the above-described embodiment, the hydraulic system having oil as the working fluid has been described. However, the fluid pressure control apparatus of the present embodiment can be applied to a pneumatic system, and the same effects as those of the present embodiment can be obtained. Can do.
20 ホイールシリンダ、 40,42 バルブユニット、 70 常閉型リニアバルブ、 72 常開型リニアバルブ、 200 ECU、 202 演算ユニット、 204 ROM、 206 RAM、 300 目標油圧設定部、 302 現在油圧取得部、 304 偏差計算部、 306 フィードバック制御量演算部、 308 分配算出部、 310 必要電流計算部、 312 電流出力部、 314 必要油量計算部、 316 フィードフォワード制御量演算部。 20 wheel cylinder, 40, 42 valve unit, 70 normally closed linear valve, 72 normally open linear valve, 200 ECU, 202 arithmetic unit, 204 ROM, 206 RAM, 300 target hydraulic pressure setting unit, 302 current hydraulic pressure acquisition unit, 304 Deviation calculation unit, 306 feedback control amount calculation unit, 308 distribution calculation unit, 310 required current calculation unit, 312 current output unit, 314 required oil amount calculation unit, 316 feedforward control amount calculation unit.
Claims (7)
前記流体圧動作装置の目標動作状態と現実の動作状態との偏差から前記目標動作状態を得るためのフィードバック制御量を演算するフィードバック演算手段と、
演算した前記フィードバック制御量を前記各流体圧制御弁に分配し、流体圧制御弁ごとの制御量を算出する分配算出手段と、
前記分配した制御量に基づき前記各流体圧制御弁を駆動する弁駆動手段と、
を含むことを特徴とする流体圧制御装置。 A plurality of fluid pressure control valves that are arranged in parallel between a fluid pressure source and a fluid pressure operation device that operates by a fluid pressure supplied from the fluid pressure source, and that controls a fluid pressure with respect to the fluid pressure operation device;
Feedback calculating means for calculating a feedback control amount for obtaining the target operating state from a deviation between the target operating state of the fluid pressure operating device and the actual operating state;
A distribution calculating means for distributing the calculated feedback control amount to each of the fluid pressure control valves, and calculating a control amount for each fluid pressure control valve;
Valve driving means for driving each fluid pressure control valve based on the distributed control amount;
A fluid pressure control device comprising:
前記分配算出手段は、前記フィードフォワード制御量と前記フィードバック制御量とを、前記複数の流体圧制御弁のそれぞれに分配することを特徴とする請求項1記載の流体圧制御装置。 Furthermore, it includes a feedforward calculating means for calculating a feedforward control amount for operating the fluid pressure operating device to a target operating state,
The fluid pressure control device according to claim 1, wherein the distribution calculation unit distributes the feedforward control amount and the feedback control amount to each of the plurality of fluid pressure control valves.
前記流体圧動作装置の目標動作状態と現実の動作状態との偏差から前記目標動作状態を得るためのフィードバック制御量を演算し、当該制御量を前記並列に配置された流体圧制御弁に分配して、流体圧制御弁ごとの制御量を決定することを特徴とする流体圧制御方法。 A plurality of fluid pressure control valves are arranged in parallel between a fluid pressure source and a fluid pressure operating device operated by a fluid pressure supplied from the fluid pressure source, and the fluid with respect to the fluid pressure operating device is provided by the fluid pressure control valve. A fluid pressure control method for controlling pressure,
A feedback control amount for obtaining the target operation state is calculated from a deviation between the target operation state and the actual operation state of the fluid pressure operating device, and the control amount is distributed to the fluid pressure control valves arranged in parallel. And determining a control amount for each fluid pressure control valve.
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