JP2007137281A - ブレーキ制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】車輪の滑りを抑制するための制御を行う際の制御性を向上させる。
【解決手段】ブレーキ制御装置は、作動流体の供給により複数の車輪の各々に制動力を付与する複数のホイールシリンダと、複数のホイールシリンダの各々の上流に設けられ、車輪の滑りが抑制されるように開閉される複数の保持弁と、複数のホイールシリンダに作動流体を供給するために複数の保持弁の上流に設けられた共通の制御弁と、複数の保持弁の開閉による制御弁からの作動流体の供給対象容積の変動に起因する保持弁の一次側の圧力の変動が抑制されるよう、異なる制御則により制御弁を制御する制御部と、を備える。
【選択図】図2

Description

本発明は、車両に設けられた車輪に付与される制動力を制御するブレーキ制御装置に関する。
従来から、車輪のスリップ率を制御するアンチスキッド制御手段による制御サイクルの増圧段階での制御ゲインを、ブレーキペダル操作に対応して発生するブレーキ液圧の大きさに応じて変更するアンチスキッドブレーキ装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。このアンチスキッドブレーキ装置においては、ブレーキ操作に対応して発生するブレーキ液圧、すなわちアンチスキッド制御用の開閉弁の一次側の液圧に応じて増圧制御ゲインを変更する。これにより、車輪のロック状態を有効に防止し、アンチスキッド制御による制御性を高めている。
特開平5−301567号公報
ところが、上述のアンチスキッドブレーキ装置においては、ブレーキ操作のみならず、アンチスキッド制御用の開閉弁の開閉によっても一次側液圧は変動する。このアンチスキッド制御用の開閉弁の開閉に伴う一次側液圧の変動は、アンチスキッド制御の制御性の悪化の要因となる。
そこで、本発明は、いわゆるABS等の車輪の滑りを抑制するための制御を行う際の制御性を向上させることができるブレーキ制御装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明のある態様のブレーキ制御装置は、作動流体の供給により複数の車輪の各々に制動力を付与する複数のホイールシリンダと、複数のホイールシリンダの各々の上流に設けられ、車輪の滑りが抑制されるように開閉される複数の保持弁と、複数のホイールシリンダに作動流体を供給するために複数の保持弁の上流に設けられた共通の制御弁と、複数の保持弁の開閉による制御弁からの作動流体の供給対象容積の変動に起因する保持弁の一次側の圧力の変動が抑制されるよう、異なる制御則により制御弁を制御する制御部と、を備える。
この態様によれば、共通の制御弁が複数の保持弁の上流に設けられ、複数の保持弁が複数のホイールシリンダの各々の上流に設けられている。このため、作動流体が共通の制御弁から複数の保持弁を介して複数のホイールシリンダへと供給される。複数の保持弁は車輪の滑りが抑制されるように開閉される。保持弁の開閉により、制御弁からの作動流体の供給対象となる容積は変動する。この変動に起因する保持弁の一次側の圧力の変動が抑制されるよう、制御部は、制御弁の制御則を異ならせて制御する。これにより、車輪の滑りを抑制すべく複数の保持弁を開閉する際のホイールシリンダ圧の制御性を向上させることが可能となる。
制御部は、供給対象容積が増大するときには制御弁に対する指令値が増大するよう制御則を変更する一方、供給対象容積が減少するときには制御弁に対する指令値が減少するよう制御則を変更してもよい。この態様によれば、供給対象容積に相関して制御弁に対する指令値が増減するように制御則が変更される。よって、保持弁の開閉によって生じ得る保持弁の一次側の圧力の変動を抑え、ホイールシリンダ圧の制御性を向上させることができる。
また、制御部は、制御弁をフィードバック制御則により制御し、供給対象容積が増大するときにはフィードバック制御則の制御ゲインを増大させる一方、供給対象容積が減少するときにはフィードバック制御則の制御ゲインを減少させてもよい。この態様によれば、制御弁はフィードバック制御則により制御され、供給対象容積の増減に応じてフィードバック制御則の制御ゲインが増減される。これにより、保持弁の開閉状態に合わせて制御弁への指令値を増減させることができるので、保持弁の一次側の圧力の変動を抑えることができる。
また、制御部は、保持弁の開閉状態の変動により供給対象容積が増大するときに制御弁に対する指令値が増大するようフィードフォワード制御則を併用して制御弁を制御してもよい。このようにすれば、例えば保持弁の開弁数の増加するなどのように、保持弁の開閉状態が変動して非連続的に供給対象容積が増大するときであっても保持弁の一次側の液圧の低下を良好に抑制することができる。その結果、ホイールシリンダ圧の応答性を向上させることができる。
更に、制御弁へと送出される作動流体が蓄えられたアキュムレータをさらに備え、制御部は、供給対象容積が増大するときのアキュムレータ圧が所定値に達していない場合に、アキュムレータ圧を所定値以上に昇圧させてもよい。このようにすれば、制御弁の上流圧が所定値以上に高められることとなるので、ホイールシリンダ圧の増圧の応答性をより高めることが可能となる。
本発明によれば、車輪の滑りを抑制するための制御を行う際の制御性を向上させることが可能となる。
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係るブレーキ制御装置20を示す系統図である。同図に示されるブレーキ制御装置20は、車両用の電子制御式ブレーキシステム(ECB)を構成しており、車両に設けられた4つの車輪に付与される制動力を制御する。本実施形態に係るブレーキ制御装置20は、例えば、走行駆動源として電動モータと内燃機関とを備えるハイブリッド車両に搭載される。このようなハイブリッド車両においては、車両の運動エネルギを電気エネルギに回生することによって車両を制動する回生制動と、ブレーキ制御装置20による液圧制動とのそれぞれを車両の制動に用いることができる。本実施形態における車両は、これらの回生制動と液圧制動とを併用して所望の制動力を発生させるブレーキ回生協調制御を実行することができる。
ブレーキ制御装置20は、図1に示されるように、車輪(図示せず)ごとに設けられた制動力付与機構としてのディスクブレーキユニット21FR,21FL、21RRおよび21RLと、マスタシリンダユニット10と、動力液圧源30と、液圧アクチュエータ40とを含む。
ディスクブレーキユニット21FR,21FL、21RRおよび21RLは、車両の右前輪、左前輪、右後輪、および左後輪のそれぞれに制動力を付与する。マニュアル液圧源としてのマスタシリンダユニット10は、ブレーキ操作部材としてのブレーキペダル24の運転者による操作量に応じて加圧されたブレーキフルードをディスクブレーキユニット21FR〜21RLに対して送出する。動力液圧源30は、動力の供給により加圧された作動流体としてのブレーキフルードを、運転者によるブレーキペダル24の操作から独立してディスクブレーキユニット21FR〜21RLに対して送出することが可能である。液圧アクチュエータ40は、動力液圧源30またはマスタシリンダユニット10から供給されたブレーキフルードの液圧を適宜調整してディスクブレーキユニット21FR〜21RLに送出する。これにより、液圧制動による各車輪に対する制動力が調整される。
ディスクブレーキユニット21FR〜21RL、マスタシリンダユニット10、動力液圧源30、および液圧アクチュエータ40のそれぞれについて以下で更に詳しく説明する。各ディスクブレーキユニット21FR〜21RLは、それぞれブレーキディスク22とブレーキキャリパに内蔵されたホイールシリンダ23FR〜23RLを含む。そして、各ホイールシリンダ23FR〜23RLは、それぞれ異なる流体通路を介して液圧アクチュエータ40に接続されている。なお以下では適宜、ホイールシリンダ23FR〜23RLを総称して「ホイールシリンダ23」という。
ディスクブレーキユニット21FR〜21RLにおいては、ホイールシリンダ23に液圧アクチュエータ40からブレーキフルードが供給されると、車輪と共に回転するブレーキディスク22に摩擦部材としてのブレーキパッドが押し付けられる。これにより、各車輪に制動力が付与される。なお、本実施形態においてはディスクブレーキユニット21FR〜21RLを用いているが、例えばドラムブレーキ等のホイールシリンダ23を含む他の制動力付与機構を用いてもよい。
マスタシリンダユニット10は、本実施形態では液圧ブースタ付きマスタシリンダであり、液圧ブースタ31、マスタシリンダ32、レギュレータ33、およびリザーバ34を含む。液圧ブースタ31は、ブレーキペダル24に連結されており、ブレーキペダル24に加えられたペダル踏力を増幅してマスタシリンダ32に伝達する。動力液圧源30からレギュレータ33を介して液圧ブースタ31にブレーキフルードが供給されることにより、ペダル踏力は増幅される。そして、マスタシリンダ32は、ペダル踏力に対して所定の倍力比を有するマスタシリンダ圧を発生する。
マスタシリンダ32とレギュレータ33との上部には、ブレーキフルードを貯留するリザーバ34が配置されている。マスタシリンダ32は、ブレーキペダル24の踏み込みが解除されているときにリザーバ34と連通する。一方、レギュレータ33は、リザーバ34と動力液圧源30のアキュムレータ35との双方と連通しており、リザーバ34を低圧源とすると共に、アキュムレータ35を高圧源とし、マスタシリンダ圧とほぼ等しい液圧を発生する。レギュレータ33における液圧を以下では適宜、「レギュレータ圧」という。
動力液圧源30は、アキュムレータ35およびポンプ36を含む。アキュムレータ35は、ポンプ36により昇圧されたブレーキフルードの圧力エネルギを窒素等の封入ガスの圧力エネルギ、例えば14〜22MPa程度に変換して蓄えるものである。ポンプ36は、駆動源としてモータ36aを有し、その吸込口がリザーバ34に接続される一方、その吐出口がアキュムレータ35に接続される。また、アキュムレータ35は、マスタシリンダユニット10に設けられたリリーフバルブ35aにも接続されている。アキュムレータ35におけるブレーキフルードの圧力が異常に高まって例えば25MPa程度になると、リリーフバルブ35aが開弁し、高圧のブレーキフルードはリザーバ34へと戻される。
上述のように、ブレーキ制御装置20は、ホイールシリンダ23に対するブレーキフルードの供給源として、マスタシリンダ32、レギュレータ33およびアキュムレータ35を有している。そして、マスタシリンダ32にはマスタ配管37が、レギュレータ33にはレギュレータ配管38が、アキュムレータ35にはアキュムレータ配管39が接続されている。これらのマスタ配管37、レギュレータ配管38およびアキュムレータ配管39は、それぞれ液圧アクチュエータ40に接続される。
液圧アクチュエータ40は、複数の流路が形成されるアクチュエータブロックと、複数の電磁制御弁を含む。アクチュエータブロックに形成された流路には、個別流路41、42,43および44と、主流路45とが含まれる。個別流路41〜44は、それぞれ主流路45から分岐されて、対応するディスクブレーキユニット21FR、21FL,21RR,21RLのホイールシリンダ23FR、23FL,23RR,23RLに接続されている。これにより、各ホイールシリンダ23は主流路45と連通可能となる。
また、個別流路41,42,43および44の中途には、ABS保持弁51,52,53および54が設けられている。各ABS保持弁51〜54は、ON/OFF制御されるソレノイドおよびスプリングをそれぞれ有しており、何れもソレノイドが非通電状態にある場合に開とされる常開型電磁制御弁である。開状態とされた各ABS保持弁51〜54は、ブレーキフルードを双方向に流通させることができる。つまり、主流路45からホイールシリンダ23へとブレーキフルードを流すことができるとともに、逆にホイールシリンダ23から主流路45へもブレーキフルードを流すことができる。ソレノイドに通電されて各ABS保持弁51〜54が閉弁されると、個別流路41〜44におけるブレーキフルードの流通は遮断される。
更に、ホイールシリンダ23は、個別流路41〜44にそれぞれ接続された減圧用流路46,47,48および49を介してリザーバ流路55に接続されている。減圧用流路46,47,48および49の中途には、ABS減圧弁56,57,58および59が設けられている。各ABS減圧弁56〜59は、ON/OFF制御されるソレノイドおよびスプリングをそれぞれ有しており、何れもソレノイドが非通電状態にある場合に閉とされる常閉型電磁制御弁である。各ABS減圧弁56〜59が閉状態であるときには、減圧用流路46〜49におけるブレーキフルードの流通は遮断される。ソレノイドに通電されて各ABS減圧弁56〜59が開弁されると、減圧用流路46〜49におけるブレーキフルードの流通が許容され、ブレーキフルードがホイールシリンダ23から減圧用流路46〜49およびリザーバ流路55を介してリザーバ34へと還流する。なお、リザーバ流路55は、リザーバ配管77を介してマスタシリンダユニット10のリザーバ34に接続されている。
主流路45は、中途に分離弁60を有する。この分離弁60により、主流路45は、個別流路41および42と接続される第1流路45aと、個別流路43および44と接続される第2流路45bとに区分けされている。第1流路45aは、個別流路41および42を介して前輪側のホイールシリンダ23FRおよび23FLに接続され、第2流路45bは、個別流路43および44を介して後輪側のホイールシリンダ23RRおよび23RLに接続される。
分離弁60は、ON/OFF制御されるソレノイドおよびスプリングを有しており、ソレノイドが非通電状態にある場合に閉とされる常閉型電磁制御弁である。分離弁60が閉状態であるときには、主流路45におけるブレーキフルードの流通は遮断される。ソレノイドに通電されて分離弁60が開弁されると、第1流路45aと第2流路45bとの間でブレーキフルードを双方向に流通させることができる。
また、液圧アクチュエータ40においては、主流路45に連通するマスタ流路61およびレギュレータ流路62が形成されている。より詳細には、マスタ流路61は、主流路45の第1流路45aに接続されており、レギュレータ流路62は、主流路45の第2流路45bに接続されている。また、マスタ流路61は、マスタシリンダ32と連通するマスタ配管37に接続される。レギュレータ流路62は、レギュレータ33と連通するレギュレータ配管38に接続される。
マスタ流路61は、中途にマスタカット弁64を有する。マスタカット弁64は、ON/OFF制御されるソレノイドおよびスプリングを有しており、ソレノイドが非通電状態にある場合に開とされる常開型電磁制御弁である。開状態とされたマスタカット弁64は、マスタシリンダ32と主流路45の第1流路45aとの間でブレーキフルードを双方向に流通させることができる。ソレノイドに通電されてマスタカット弁64が閉弁されると、マスタ流路61におけるブレーキフルードの流通は遮断される。
また、マスタ流路61には、マスタカット弁64よりも上流側において、シミュレータカット弁68を介してストロークシミュレータ69が接続されている。すなわち、シミュレータカット弁68は、マスタシリンダ32とストロークシミュレータ69とを接続する流路に設けられている。シミュレータカット弁68は、ON/OFF制御されるソレノイドおよびスプリングを有しており、ソレノイドが非通電状態にある場合に閉とされる常閉型電磁制御弁である。シミュレータカット弁68が閉状態であるときには、マスタ流路61とストロークシミュレータ69との間のブレーキフルードの流通は遮断される。ソレノイドに通電されてシミュレータカット弁68が開弁されると、マスタシリンダ32とストロークシミュレータ69との間でブレーキフルードを双方向に流通させることができる。
ストロークシミュレータ69は、複数のピストンやスプリングを含むものであり、シミュレータカット弁68の開放時に運転者によるブレーキペダル24の踏力に応じた反力を創出する。ストロークシミュレータ69としては、運転者によるブレーキ操作のフィーリングを向上させるために、多段のバネ特性を有するものが採用されると好ましい。
レギュレータ流路62は、中途にレギュレータカット弁65を有する。レギュレータカット弁65も、ON/OFF制御されるソレノイドおよびスプリングを有しており、ソレノイドが非通電状態にある場合に開とされる常開型電磁制御弁である。開状態とされたレギュレータカット弁65は、レギュレータ33と主流路45の第2流路45bとの間でブレーキフルードを双方向に流通させることができる。ソレノイドに通電されてレギュレータカット弁65が閉弁されると、レギュレータ流路62におけるブレーキフルードの流通は遮断される。
本実施形態においては上述のように、マスタシリンダユニット10のマスタシリンダ32は、次の各要素を含んで構成される第1の系統により前輪側のホイールシリンダ23FRおよび23FLに連通される。第1の系統は、マスタ配管37、マスタ流路61、マスタカット弁64、主流路45の第1流路45a、個別流路41および42、ABS保持弁51および52を含んで構成される。また、マスタシリンダユニット10の液圧ブースタ31およびレギュレータ33は、次の各要素を含んで構成される第2の系統により後輪側のホイールシリンダ23RRおよび23RLに連通される。第2の系統は、レギュレータ配管38、レギュレータ流路62、レギュレータカット弁65、主流路45の第2流路45b、個別流路43および44、ABS保持弁53および54を含んで構成される。
よって、運転者によるブレーキ操作量に応じて加圧されたマスタシリンダユニット10における液圧は、第1の系統を介して前輪側のホイールシリンダ23FRおよび23FLに伝達される。また、後輪側のホイールシリンダ23RRおよび23RLへは、第2の系統を介してマスタシリンダユニット10における液圧が伝達される。これにより、運転者のブレーキ操作量に応じた制動力を各ホイールシリンダ23に発生させることができる。
液圧アクチュエータ40には、マスタ流路61およびレギュレータ流路62に加えて、アキュムレータ流路63も形成されている。アキュムレータ流路63の一端は、主流路45の第2流路45bに接続され、他端は、アキュムレータ35と連通するアキュムレータ配管39に接続される。
アキュムレータ流路63は、中途に増圧リニア制御弁66を有する。また、アキュムレータ流路63および主流路45の第2流路45bは、減圧リニア制御弁67を介してリザーバ流路55に接続されている。増圧リニア制御弁66と減圧リニア制御弁67とは、それぞれリニアソレノイドおよびスプリングを有しており、何れもソレノイドが非通電状態にある場合に閉とされる常閉型電磁制御弁である。増圧リニア制御弁66および減圧リニア制御弁67は、それぞれのソレノイドに供給される電流に比例して弁の開度が調整される。
増圧リニア制御弁66は、各車輪に対応して複数設けられた各ホイールシリンダ23に対して共通の増圧用制御弁として設けられている。また、減圧リニア制御弁67も同様に、各ホイールシリンダ23に対して共通の減圧用制御弁として設けられている。つまり、本実施形態においては、増圧リニア制御弁66および減圧リニア制御弁67は、動力液圧源30から送出される作動流体を各ホイールシリンダ23へ給排制御する1対の共通の制御弁として設けられている。このように増圧リニア制御弁66等を各ホイールシリンダ23に対して共通化すれば、ホイールシリンダ23ごとにリニア制御弁を設けるのと比べて、コストの観点からは好ましい。
なお、ここで、増圧リニア制御弁66の出入口間の差圧は、アキュムレータ35におけるブレーキフルードの圧力と主流路45におけるブレーキフルードの圧力との差圧に対応し、減圧リニア制御弁67の出入口間の差圧は、主流路45におけるブレーキフルードの圧力とリザーバ34におけるブレーキフルードの圧力との差圧に対応する。また、増圧リニア制御弁66および減圧リニア制御弁67のリニアソレノイドへの供給電力に応じた電磁駆動力をF1とし、スプリングの付勢力をF2とし、増圧リニア制御弁66および減圧リニア制御弁67の出入口間の差圧に応じた差圧作用力をF3とすると、F1+F3=F2という関係が成立する。従って、増圧リニア制御弁66および減圧リニア制御弁67のリニアソレノイドへの供給電力を連続的に制御することにより、増圧リニア制御弁66および減圧リニア制御弁67の出入口間の差圧を制御することができる。
ブレーキ制御装置20において、動力液圧源30および液圧アクチュエータ40は、本実施形態における制御部としてのブレーキECU70により制御される。ブレーキECU70は、CPUを含むマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に各種プログラムを記憶するROM、データを一時的に記憶するRAM、入出力ポートおよび通信ポート等を備える。そして、ブレーキECU70は、上位のハイブリッドECU(図示せず)などと通信可能であり、ハイブリッドECUからの制御信号や、各種センサからの信号に基づいて動力液圧源30のポンプ36や、液圧アクチュエータ40を構成する電磁制御弁51〜54,56〜59,60,64〜68を制御して、ブレーキ回生協調制御を実行可能である。
また、ブレーキECU70には、レギュレータ圧センサ71、アキュムレータ圧センサ72、および制御圧センサ73が接続される。レギュレータ圧センサ71は、レギュレータカット弁65の上流側でレギュレータ流路62内のブレーキフルードの圧力、すなわちレギュレータ圧を検知し、検知した値を示す信号をブレーキECU70に与える。アキュムレータ圧センサ72は、増圧リニア制御弁66の上流側でアキュムレータ流路63内のブレーキフルードの圧力、すなわちアキュムレータ圧を検知し、検知した値を示す信号をブレーキECU70に与える。制御圧センサ73は、主流路45の第1流路45a内のブレーキフルードの圧力を検知し、検知した値を示す信号をブレーキECU70に与える。各圧力センサ71〜73の検出値は、所定時間おきにブレーキECU70に順次与えられ、ブレーキECU70の所定の記憶領域に所定量ずつ格納保持される。なお、本実施形態においては、各圧力センサ71〜73は自己診断機能を有しており、センサ内部での異常の有無をセンサごとに検出し、ブレーキECU70に異常の有無を示す信号を送信することができる。
分離弁60が開状態とされて主流路45の第1流路45aと第2流路45bとが互いに連通している場合、制御圧センサ73の出力値は、増圧リニア制御弁66の低圧側の液圧を示すと共に減圧リニア制御弁67の高圧側の液圧を示すので、この出力値を増圧リニア制御弁66および減圧リニア制御弁67の制御に利用することができる。また、増圧リニア制御弁66および減圧リニア制御弁67が閉鎖されていると共に、マスタカット弁64が開状態とされている場合、制御圧センサ73の出力値は、マスタシリンダ圧を示す。更に、分離弁60が開放されて主流路45の第1流路45aと第2流路45bとが互いに連通しており、各ABS保持弁51〜54が開放される一方、各ABS減圧弁56〜59が閉鎖されている場合、制御圧センサの73の出力値は、各ホイールシリンダ23に作用する作動流体圧、すなわちホイールシリンダ圧を示す。
さらに、ブレーキECU70に接続されるセンサには、ブレーキペダル24に設けられたストロークセンサ25も含まれる。ストロークセンサ25は、ブレーキペダル24の操作量としてのペダルストロークを検知し、検知した値を示す信号をブレーキECU70に与える。ストロークセンサ25の出力値も、所定時間おきにブレーキECU70に順次与えられ、ブレーキECU70の所定の記憶領域に所定量ずつ格納保持される。なお、ストロークセンサ25以外のブレーキ操作状態検出手段をストロークセンサ25に加えて、あるいは、ストロークセンサ25に代えて設け、ブレーキECU70に接続してもよい。ブレーキ操作状態検出手段としては、例えば、ブレーキペダル24の操作力を検出するペダル踏力センサや、ブレーキペダル24が踏み込まれたことを検出するブレーキスイッチなどがある。
上述のように構成されたブレーキ制御装置20は、ブレーキ回生協調制御を実行することができる。ブレーキ制御装置20は制動要求を受けて制動を開始する。制動要求は、車両に制動力を付与すべきときに生起される。制動要求は例えば、運転者がブレーキペダル24を操作した場合や、走行中に他の車両との距離を自動制御している際に当該他の車両との距離が所定の距離よりも狭まった場合などに生起される。
制動要求を受けて、ブレーキECU70は、要求総制動力から回生による制動力を減じることにより、ブレーキ制御装置20により発生させるべき制動力である要求液圧制動力を算出する。ここで、回生による制動力は、ハイブリッドECUからブレーキ制御装置20に供給される。そして、ブレーキECU70は、算出した要求液圧制動力に基づいて各ホイールシリンダ23FR〜23RLの目標液圧を算出する。ブレーキECU70は、ホイールシリンダ圧が目標液圧となるように、フィードバック制御則により増圧リニア制御弁66や減圧リニア制御弁67に対する供給電流の値を決定する。
その結果、ブレーキ制御装置20においては、動力液圧源30から増圧リニア制御弁66を介してブレーキフルードが各ホイールシリンダ23に供給されて車輪に制動力が付与される。また、各ホイールシリンダ23からブレーキフルードが減圧リニア制御弁67を介して必要に応じて排出され、車輪に付与される制動力が調整される。なお、このとき、ブレーキECU70は、レギュレータカット弁65を閉状態とし、レギュレータ33から送出されるブレーキフルードが主流路45へ供給されないようにする。更にブレーキECU70は、マスタカット弁64を閉状態とするとともにシミュレータカット弁68を開状態とする。これは、運転者によるブレーキペダル24の操作に伴ってマスタシリンダ32から送出されるブレーキフルードがストロークシミュレータ69へと供給されるようにするためである。
また、ブレーキ制御装置20は、各車輪の路面に対する滑りを抑制するための、いわゆるABS(Anti−lock Brake System)制御、VSC(Vehicle Stability Control)制御、及びTRC(Traction Control)制御を実行することができる。ABS制御は、急ブレーキ時や滑りやすい路面でブレーキをかけたときに起こるタイヤのロックを抑制するための制御である。VSC制御は、車両の旋回時における車輪の横滑りを抑制するための制御である。TRC制御は、車両の発進時や加速時に駆動輪の空転を抑制するための制御である。これらのABS制御等が行われる場合にはブレーキ回生協調制御は実行されずに、要求制動力はブレーキ制御装置20が発生させる液圧制動力でまかなわれる。なお、これらの車輪の滑りを抑制するための制御を総称して、以下では適宜「ABS制御等」と称する。
ブレーキECU70が、ABS制御等を実行するために必要な演算等を行う。ブレーキECU70は、車両減速度やスリップ率等に基づいて公知の手法により算出された所定のデューティ比でABS保持弁51〜54、ABS減圧弁56〜59を開閉する。ABS保持弁51〜54を開状態とすることにより、ABS保持弁51〜54の上流に設けられた共通の制御弁である増圧リニア制御弁66及び減圧リニア制御弁67により調圧されたブレーキフルードが各ホイールシリンダ23に供給される。また、ABS減圧弁56〜59を開状態とすることにより、各ホイールシリンダ23のブレーキフルードがリザーバ34へと排出される。これにより、各ホイールシリンダ23にブレーキフルードが給排され、車輪の滑りが抑制されるように各車輪に付与される制動力が制御される。
以下では便宜上、増圧リニア制御弁66からの作動流体の供給対象となるホイールシリンダ23や主流路45等の容積、言い換えれば、増圧リニア制御弁66から送出された作動流体が流入可能である容積を、以下では適宜、「消費油量」と称する。また、開状態とされたABS保持弁51〜54の数を、ABS保持弁51〜54の開弁数と適宜言うこととする。
ABS制御等の車輪の滑りを抑制するための制御の実行中には、ABS保持弁51〜54の開閉状態に応じて消費油量が変動する。例えば、ABS保持弁51〜54の開弁数が増加すれば消費油量は増大し、逆に、ABS保持弁51〜54の開弁数が減少すれば消費油量は減少する。このような状況下で、一定の制御則により増圧リニア制御弁66を制御すると、ABS保持弁51〜54の開閉に伴う消費油量の変動に起因して、ABS保持弁51〜54の一次側の液圧も変動してしまう場合がある。ABS制御等を実行する際には、ABS保持弁51〜54の一次側の液圧を一定に保持することが望ましい。なお、ここで、ABS保持弁51〜54の一次側の液圧とは、ABS保持弁51〜54の上流かつ増圧リニア制御弁66の下流の液圧、言い換えれば、主流路45における液圧である。
そこで、本実施形態においては、ブレーキECU70は、ABS保持弁51〜54の開閉状態に応じて制御則を変更して増圧リニア制御弁66を制御する。具体的には、ブレーキECU70は、ABS保持弁51〜54の開閉により消費油量が増大するときにはフィードバック制御則の制御ゲインを増大し、消費油量が減少するときには制御ゲインを減少させる。その結果、ABS保持弁51〜54の開閉による消費油量の増減に伴って、増圧リニア制御弁66に供給される制御電流が増減される。
図2を参照して、第1の実施形態における処理を説明する。図2は、第1の実施形態における処理を説明するためのフローチャートである。図2に示される処理は、制動時に所定の周期、例えば数msecごとに実行される。
図2に示されるように、制動要求が発生して処理が開始されると、ブレーキECU70は、まず車輪の滑りを抑制するためのABS制御、VSC制御、あるいはTRC制御等の各ABS保持弁51〜54の開閉を伴う制御が実行されているか否かを判定する(S10)。これらの制御が実行されていないと判定された場合には(S10のNo)、ブレーキECU70は、上述のように増圧リニア制御弁66及び減圧リニア制御弁67を制御して(S20)、各車輪に制動力を付与することとなる。
これらの制御のいずれかが実行されていると判定された場合には(S10のYes)、ブレーキECU70は、各ABS保持弁51〜54の上流側の液圧、すなわち増圧リニア制御弁66の二次側となる主流路45における制御液圧Pwcの目標値を算出する(S12)。この目標値は、ABS制御等の車輪の滑りを抑制するための制御における制御液圧Pwcの目標値である。次いで、ブレーキECU70は、制御圧センサ73により制御液圧Pwcを測定する(S14)。
そして、ブレーキECU70は、ABS保持弁51〜54の開閉状態が変動しているか否かを判定する(S16)。ブレーキECU70は、前回の処理時の開閉状態を記憶しておき、この前回の開閉状態と現在の開閉状態とを比較することにより、ABS保持弁51〜54の開閉状態が変動しているか否かを判定する。このとき、ブレーキECU70は、前輪側のABS保持弁51、52の開弁数及び後輪側のABS保持弁53、54の開弁数の少なくともいずれか一方に変動がある場合に、ABS保持弁51〜54の開閉状態が変動していると判定する。
これは、本実施形態においては、前輪側のホイールシリンダ23FR、23FLの容積と後輪側のホイールシリンダ23RR、23RLの容積とが異なるためである。例えば、後輪側のホイールシリンダ23RR、23RLの容積は、前輪側のホイールシリンダ23FR、23FLの容積の半分程度とされる。その結果、例えば、前輪側のABS保持弁51、52が開状態とされている場合と後輪側のABS保持弁53、54が開状態とされている場合とでは、開弁数はともに2つと同じであるが、両者の消費油量は異なるのである。
ABS保持弁51〜54の開閉状態が変動していると判定された場合には(S16のYes)、ブレーキECU70は、ABS保持弁51〜54の開閉状態に応じて増圧リニア制御弁66のフィードバック制御則の制御ゲインを変更する(S18)。なお、増圧リニア制御弁66の制御ゲインの変更とともに、減圧リニア制御弁67の制御ゲインも変更してもよい。
本実施形態においては、ABS制御等の実行中は、ブレーキECU70は制御液圧PwcをPD制御により制御する。よって、ブレーキECU70は、比例ゲインと微分ゲインの値をABS保持弁51〜54の開閉状態に応じて変更する。制御ゲインは、ABS保持弁51〜54の開閉状態に応じて予め設定されてブレーキECU70に記憶されている。なお、PD制御に代えてPID制御を採用する場合には、積分ゲインも変更するようにすればよい。
本実施形態においては、以下の開閉状態のそれぞれについて異なる制御ゲインの値が設定されている。開閉状態としては、全ABS保持弁51〜54が閉じている場合、ABS保持弁51〜54の開弁数が1である場合、ABS保持弁51〜54の開弁数が2である場合、ABS保持弁51〜54の開弁数が3である場合、全ABS保持弁51〜54が開いている場合がある。
より詳細には、ABS保持弁51〜54の開弁数が1である場合は、前輪側のABS保持弁51、52のいずれか一方のみが開いている場合と、後輪側のABS保持弁53、54のいずれか一方のみが開いている場合との2つの場合に分けられる。ABS保持弁51〜54の開弁数が2である場合は、前輪側のABS保持弁51、52の双方が開いている場合と、後輪側のABS保持弁53、54の双方が開いている場合と、前輪側のABS保持弁51、52の一方と後輪側のABS保持弁53、54の一方とが開いている場合との3つの場合に分けられる。ABS保持弁51〜54の開弁数が3である場合は、前輪側のABS保持弁51、52の双方と後輪側のABS保持弁53、54の一方と開いている場合と、前輪側のABS保持弁51、52の一方と後輪側のABS保持弁53、54の双方とが開いている場合との2つの場合に分けられる。
結局、本実施形態においては、合計9つの開閉状態のそれぞれについて異なる制御ゲインの値が予め設定されて、ブレーキECU70に記憶されている。制御ゲインは、それぞれの開閉状態における消費油量とホイールシリンダ圧との関係を考慮して定めることができる。制御ゲインの値が消費油量に比例するように定めてもよい。この場合、制御ゲインは、制御性等の観点から適宜調整されて定められてもよい。
制御ゲインが変更されたら、ブレーキECU70は、増圧リニア制御弁66および減圧リニア制御弁67に供給される制御電流を変更後の制御ゲインを用いて演算する。そして、制御液圧Pwcが目標液圧に近づくよう両リニア制御弁66、67を制御する(S20)。
一方、ABS保持弁51〜54の開閉状態が変動していないと判定された場合には(S16のNo)、ブレーキECU70は、制御ゲインを変更することなく増圧リニア制御弁66および減圧リニア制御弁67への制御電流を演算して、両リニア制御弁を制御する(S20)。
以上のように、第1の実施形態によれば、ABS制御等の実行中には、ABS保持弁51〜54の開閉状態に応じてフィードバック制御則の制御ゲインが変更されて、増圧リニア制御弁66及び減圧リニア制御弁67が制御される。これにより、ABS保持弁51〜54の一次側の液圧の変動が抑制されるので、ABS制御等におけるホイールシリンダ圧の制御性が向上する。
また、ABS保持弁51〜54の一次側の液圧は、減圧リニア制御弁67の一次側の液圧でもある。よって、本実施形態によれば、減圧リニア制御弁67の一次側の液圧の変動も抑制されることになる。これにより、例えば増圧リニア制御弁66が想定外に全開とされてアキュムレータ圧が直接減圧リニア制御弁67に作用するというように、減圧リニア制御弁67に過度の高圧が作用して、減圧リニア制御弁67に悪影響を与えるおそれのある事象が発生する可能性が小さくなる。その結果、減圧リニア制御弁67の開弁圧を低めに設定することが可能となる。
なお、本実施形態においては、ABS保持弁51〜54の開閉状態に変動があるたびに制御ゲインを変更するようにしているが、本発明はこれに限られない。複数の開閉状態に共通の制御ゲインを設定してもよい。例えば、前輪側と後輪側との区別を考慮しないで、ブレーキECU70は、ABS保持弁51〜54の開弁数に変動があるときに制御ゲインを変更するようにしてもよい。この場合、制御ゲインをABS保持弁51〜54の開弁数に応じて予め設定して、ブレーキECU70に記憶させておけばよい。
特に、すべてのABS保持弁51〜54が閉じられている場合には、消費油量が主流路45等の流路の容積程度となってしまう。この場合の消費油量は、ABS保持弁51〜54のいずれかが開いている場合に比較して、特に小さくなってしまう。よって、ブレーキECU70は、すべてのABS保持弁51〜54が閉じられている場合と、ABS保持弁51〜54のいずれかが開いている場合との2つの場合で制御ゲインを切り替えるようにしてもよい。
あるいは、すべてのABS保持弁51〜54が閉じられている場合には、ブレーキECU70は、制御液圧Pwcの不感帯を拡張するようにしてもよい。このようにすれば、全ABS保持弁51〜54が閉じられている場合に増圧リニア制御弁66が制御される頻度が減ることとなり、制御液圧Pwcの変動は抑制される。
次に第2の実施形態を説明する。第2の実施形態においては、ABS保持弁51〜54の開閉により消費油量が増大するときにフィードフォワード制御則を併用して増圧リニア制御弁66を制御する点で第1の実施形態とは異なる。なお、第2の実施形態に関する以下の説明において、第1の実施形態と同一の内容については説明を適宜省略する。
図3は、第2の実施形態における処理を説明するためのフローチャートである。図3に示される処理は、制動時に所定の周期、例えば数msecごとに実行される。図3の処理開始後の、ABS制御等を実行中であるか否かを判定する処理S10からフィードバック制御則の制御ゲインを変更する処理S18までは、第1の実施形態と同様に実行される。
制御ゲインが変更されると、ブレーキECU70は、ABS保持弁51〜54の開閉状態の変動に伴って消費油量が増大したか否かを判定する(S22)。消費油量が増大する場合としては、例えば、ABS保持弁51〜54の開弁数が増加した場合や、後輪側のABS保持弁53、54を閉弁するとともに、ホイールシリンダ23の容積の大きい前輪側のABS保持弁51、52を開弁する場合がある。
消費油量が増大したと判定された場合には(S22のYes)、ブレーキECU70は、アキュムレータ圧Paccが所定圧αに達しているか否かを判定する(S24)。ABS制御等の実行中には、アキュムレータ圧Paccは、例えば16.5〜18.5MPa程度の範囲に含まれるように制御されている。所定圧αは、その範囲の上限の近傍の値、例えば18.5MPa程度に設定される。
アキュムレータ圧Paccが所定圧α以上であると判定された場合には(S24のNo)、ブレーキECU70は、フィードバック制御則にフィードフォワード制御則を併用して増圧リニア制御弁66を制御する。そのために、ブレーキECU70は、フィードフォワード制御則(FF制御)による増圧リニア制御弁66への供給電流を演算する(S26)。このとき、ブレーキECU70は、例えば、増圧リニア制御弁66への供給電流とバルブ流量との関係、及び当該時点における消費油量に基づいて、増圧リニア制御弁66への供給電流を演算する。あるいは、ABS保持弁51〜54の開閉状態に応じたフィードフォワード制御電流を予め設定し、ブレーキECU70に記憶しておいてもよい。
そして、ブレーキECU70は、フィードバック制御則による制御電流にフィードフォワード制御則による制御電流を重畳して得られる制御電流を増圧リニア制御弁66に供給する。その結果、制御液圧Pwcが目標液圧に近づくよう増圧リニア制御弁66が制御される(S20)。
一方、消費油量が増大していないと判定された場合には(S22のNo)、ブレーキECU70は、フィードフォワード制御則を併用することなく、フィードバック制御則により増圧リニア制御弁66を制御する(S20)。また、アキュムレータ圧Paccが所定圧αに達していないと判定された場合には(S24のYes)、ブレーキECU70は、ポンプ36を駆動することによりアキュムレータ圧Paccを所定圧α以上となるよう昇圧を開始する(S28)。この場合も、ブレーキECU70は、フィードフォワード制御則を併用することなく、フィードバック制御則により増圧リニア制御弁66を制御する(S20)。
図4は、第2の実施形態における液圧及び制御電流の履歴の一例を模式的に示すグラフである。図4には、フィードフォワード制御則が併用された場合における制御電流と制御液圧が示されている。
図4の上部には、各ABS保持弁51〜54の一次側の液圧(上流圧)の変動と、特定のホイールシリンダA及びホイールシリンダBの圧力の変動とが実線により示されている。縦軸は圧力であり、横軸は時間である。図4の下部には、上から順に、増圧リニア制御弁66に供給される制御電流の合計、フィードフォワード制御則により演算されたFF制御電流、及びフィードバック制御則により演算されたFB制御電流が図示されている。増圧リニア制御弁66は、FF制御電流とFB制御電流の和である制御電流が供給されて制御される。
図4においては、当初はホイールシリンダAの上流のABS保持弁のみが開状態とされており、時刻tにおいてホイールシリンダBの上流のABS保持弁も開弁され消費油量が増大したものとする。そうすると、ホイールシリンダAにおける液圧は若干減少し、ホイールシリンダBにおける液圧は増加して、目標液圧に収束していく。このとき上流圧は、まずは時刻tから減少し始め、ホイールシリンダA及びBの液圧が収束すると、消費油量の増大前の上流圧よりも低いある値に緩やかに収束していく。これは、図4の下部に示されるように、消費油量が増大する時刻tからFF制御電流が増圧リニア制御弁66に供給されるようにしているためである。本実施形態においては、FF制御電流は、時刻tから時刻tの間にステップ状に供給される。
一方、フィードフォワード制御則を併用せずにフィードバック制御則により制御している場合には、一点鎖線で示されるように、上流圧が消費油量の増大に際して大きく低下してしまう場合がある。これは、FB制御電流の供給が、時刻tから若干遅れて時刻tから開始されるためである。なお、本実施形態においては、FB制御電流は、時刻t以降ホイールシリンダ圧が目標液圧に達するまで供給される。ホイールシリンダ圧は徐々に目標液圧に近づくので、FB制御電流は、時刻t以降徐々に減少し、ホイールシリンダ圧が目標液圧に達したところで零となる。
以上のように、第2の実施形態においては、消費油量が増大するときにフィードフォワード制御則を併用するようにしているので、消費油量の増大の直後から増圧リニア制御弁66に制御電流を供給することができる。その結果、ABS保持弁51〜54の上流圧の低下を抑制して、ホイールシリンダ圧の応答性を高めることができる。
また、仮に消費油量の増大時にアキュムレータ圧Paccが所定圧αに達していない場合には、所定圧α以上となるようにアキュムレータ圧Paccが昇圧される。これにより、増圧リニア制御弁66の上流圧が高められ、ホイールシリンダ圧の応答性を一層高めることが可能となる。
なお、第2の実施形態においては、アキュムレータ圧Paccが所定圧αに達しているか否かの判定を省略することも可能である。また、消費油量の増大時にフィードバック制御則にフィードフォワード制御則を併用することに代えて、ブレーキECU70は、消費油量の増大時にフィードバック制御則からフィードフォワード制御則に制御則を切り替えて増圧リニア制御弁66を制御してもよい。
本発明の第1の実施形態に係るブレーキ制御装置を示す系統図である。 第1の実施形態における処理を説明するためのフローチャートである。 第2の実施形態における処理を説明するためのフローチャートである。 第2の実施形態における液圧及び制御電流の履歴の一例を模式的に示すグラフである。
符号の説明
20 ブレーキ制御装置、 23 ホイールシリンダ、 35 アキュムレータ、 36 ポンプ、 51〜54 ABS保持弁、 66 増圧リニア制御弁、 67 減圧リニア制御弁、 70 ブレーキECU。

Claims (5)

  1. 作動流体の供給により複数の車輪の各々に制動力を付与する複数のホイールシリンダと、
    前記複数のホイールシリンダの各々の上流に設けられ、前記車輪の滑りが抑制されるように開閉される複数の保持弁と、
    前記複数のホイールシリンダに作動流体を供給するために前記複数の保持弁の上流に設けられた共通の制御弁と、
    前記複数の保持弁の開閉による前記制御弁からの作動流体の供給対象容積の変動に起因する前記保持弁の一次側の圧力の変動が抑制されるよう、異なる制御則により前記制御弁を制御する制御部と、
    を備えることを特徴とするブレーキ制御装置。
  2. 前記制御部は、前記供給対象容積が増大するときには前記制御弁に対する指令値が増大するよう前記制御則を変更する一方、前記供給対象容積が減少するときには前記制御弁に対する指令値が減少するよう前記制御則を変更することを特徴とする請求項1に記載のブレーキ制御装置。
  3. 前記制御部は、前記制御弁をフィードバック制御則により制御し、前記供給対象容積が増大するときには前記フィードバック制御則の制御ゲインを増大させる一方、前記供給対象容積が減少するときには前記フィードバック制御則の制御ゲインを減少させることを特徴とする請求項1または2に記載のブレーキ制御装置。
  4. 前記制御部は、前記保持弁の開閉状態の変動により前記供給対象容積が増大するときに前記制御弁に対する指令値が増大するようフィードフォワード制御則を併用して前記制御弁を制御することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のブレーキ制御装置。
  5. 前記制御弁へと送出される作動流体が蓄えられたアキュムレータをさらに備え、
    前記制御部は、前記供給対象容積が増大するときのアキュムレータ圧が所定値に達していない場合に、前記アキュムレータ圧を前記所定値以上に昇圧させることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のブレーキ制御装置。
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