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。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
図1は、本発明の一実施の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。本実施の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。本実施の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、運転者によるブレーキ操作部材としてのブレーキペダル24の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。本実施の形態においては、動力液圧源30および液圧アクチュエータ40を含んで、ホイールシリンダ圧制御系統が構成される。
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。このように、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とホイールシリンダ23とを連通させ、動力液圧源30またはマスタシリンダユニット10におけるブレーキフルードの圧力をホイールシリンダ23へと伝達する複数の流体通路からなる液圧回路として機能する。
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、車輪ととも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、本実施の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、本実施の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に伝達し作動流体を加圧する。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を低圧源とするとともに、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、アンチロック制御機構(いわゆるアンチロックブレーキシステム(Anti Lock Brake System:ABS))を構成する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、いず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。
さらに、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、アンチロック制御機構を構成する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、いず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。
また、ブレーキECU70には、車速センサ(不図示)、前後左右の車輪ごとに設けられた車輪速センサ80等が接続されている。各車輪の車輪速センサ80による検出値に基づいて各車輪のスリップ状態がそれぞれ検出され、それに基づいて、後述のアンチロック制御が行われる。
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。つまり、分離弁60は、第1流路45aと第2流路45bとの間での作動流体の流れを制御することができる。
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く、本実施の形態のストロークシミュレータ69は多段のバネ特性を有する。
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。
本実施の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の液圧回路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の液圧回路は、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の液圧回路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の液圧回路は、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の液圧回路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の液圧回路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。つまり、各ホイールシリンダ23は、ブレーキフルードの供給を受けて車輪に制動力を付与することができる。
液圧アクチュエータには、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、いず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、本実施の形態においては、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。
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。したがって、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。
本実施の形態においては、動力の供給により加圧されたブレーキフルードをブレーキペダル24の操作から独立して送出し得る動力液圧源30と、動力液圧源30の下流に設けられた増圧リニア制御弁66弁と、増圧リニア制御弁66の下流に設けられた減圧リニア制御弁67とを含んで圧力制御機構が構成される。圧力制御機構を動作させることによりホイールシリンダ23の液圧が制御される。増圧リニア制御弁66と減圧リニア制御弁67との間に主流路45の第2流路45bが連通されているので、圧力制御機構は、分離弁60の開閉にかかわらず後輪側のホイールシリンダ23RRおよび23RLの液圧を制御することができる。分離弁60が開状態であれば、圧力制御機構を動作させることによりすべてのホイールシリンダ23の液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、本実施の形態における制御手段としてのブレーキ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のうち分離弁60の一方の側の第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。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、本実施の形態においては、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はそれぞれ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とも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ともに、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。さらに、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。
上述のように構成されたブレーキ制御装置20は、回生協調制御モード、Regモード、およびハイドロブースタモードの少なくとも3つの制御状態をとることができる。通常の走行時には回生協調制御モードによりブレーキ制御装置20は制動力を制御する。例えば車両の停車中に各センサの検定を行う場合等には、Regモードによりブレーキ制御装置20は制動力を制御する。ブレーキ制御装置20に何らかの異常が検出された場合には、ハイドロブースタモードによりブレーキ制御装置20は制動力を制御する。ハイドロブースタモードにおいては、運転者のブレーキ操作量に応じた液圧がホイールシリンダ23に伝達されて制動力を発生させる。
いずれの場合にも、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。
図2は、回生協調制御モードにおける制御処理を説明するためのフローチャートである。回生協調制御モードにおいては、ブレーキ回生協調制御が実行される。図2に示される処理は、ブレーキペダル24が操作されて制動要求が発生してから所定の周期、例えば数msec程度ごとに繰り返し実行される。
回生協調制御モードによる制御処理が開始されると、まずブレーキECU70は、随時監視項目に異常があるか否かを判定する(S12)。随時監視項目としては、例えばブレーキ制御装置20の内部の配線の断線やショートの有無や、アキュムレータ圧センサ72の測定値に基づく動力液圧源30における異常の有無などが含まれる。
随時監視項目に異常があると判定された場合には(S12のYes)、ブレーキECU70は、回生協調制御モードからハイドロブースタモードへと制御モードを移行させて、ブレーキ回生協調制御を中止する(S32)。一方、随時監視項目に異常がないと判定された場合には(S12のNo)、ブレーキECU70は、ストロークセンサ25およびレギュレータ圧センサ71による測定値を取得する(S14)。ブレーキペダル24の操作量がストロークセンサ25により検出され、ブレーキペダル24の踏み込みに伴って加圧されたマスタシリンダユニット10内の液圧がレギュレータ圧センサ71により測定される。
次いで、ブレーキECU70は、ストロークセンサ25およびレギュレータ圧センサ71の測定値に基づいて、ストロークセンサ25およびレギュレータ圧センサ71に異常があるか否かを判定する(S16)。本実施の形態においては、ストロークセンサ25は並列に2系統設けられており、ブレーキECU70は、この2つのストロークセンサ25の測定値とレギュレータ圧センサ71による測定値とを比較して、異常な測定値を示しているセンサがあるか否かを判定する。他の2つのセンサとは異なる異常な測定値を示しているセンサがある場合には、ブレーキECU70は、その異常な測定値を示すセンサに異常が生じていると判定する。いずれかのセンサに異常があると判定された場合には(S16のYes)、ブレーキECU70は、回生協調制御モードからハイドロブースタモードへと制御モードを移行させて、ブレーキ回生協調制御を中止する(S32)。
ストロークセンサ25およびレギュレータ圧センサ71に異常がないと判定された場合には(S16のNo)、ブレーキECU70は、ホイールシリンダ23の目標液圧を演算する(S18)。このときまず、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ホイールシリンダ23の目標液圧を算出する。
次に、ブレーキECU70は、車両が停車中であるか否かを判定する(S20)。車両が既に停車している場合には(S20のYes)、ブレーキECU70は、回生協調制御モードからRegモードに制御モードを移行させて(S34)、センサ検定(S36)を行う。センサ検定は、制御圧センサ73、レギュレータ圧センサ71、およびストロークセンサ25のそれぞれの測定値を互いに比較することにより各センサが正常か否かを検定する。
なお、車両が停車している場合に常にRegモードに移行してセンサ検定処理を行う必要はなく、例えば数回の制動につき1回というように適宜の頻度でセンサ検定処理を行うようにしてもよい。センサ検定処理が終了すると図2に示される処理は終了し、次の実行タイミングに到来した段階で再び同様に実行される。
車両が走行中である場合には(S20のNo)、ブレーキECU70は、マスタカット弁64およびレギュレータカット弁65を閉状態とするとともに、分離弁60およびシミュレータカット弁68を開状態とする(S22)。これにより、ホイールシリンダ23は、マスタシリンダユニット10から遮断されるとともに、動力液圧源30からのブレーキフルードの供給を受けることが可能となる。また、運転者のブレーキ操作によりマスタシリンダ32から送出されるブレーキフルードはストロークシミュレータ69へと供給され、運転者によるブレーキペダル24の踏力に応じた反力が創出され、運転者のブレーキ操作のフィーリングは良好に維持される。
この状態で、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を目標液圧に応じて制御する(S24)。具体的には両制御弁への供給電流を制御して両制御弁の開度を制御する。その後、ブレーキECU70は、ホイールシリンダ23の液圧が正常に制御されているか否かを判定する制御液圧応答異常判定処理を行う(S26)。制御液圧応答異常判定処理S26の詳細については省略するが、この処理では要するに、ホイールシリンダ圧が正常に制御されているか否かが、制御圧センサ73による測定値に基づいて判定される。制御液圧応答異常判定処理S26が終了すると図2に示される処理は終了し、次の実行タイミングが到来した段階で再び同様に実行される。
(アンチロック制御)
本実施の形態に係るブレーキ制御装置20は、回生協調制御モードのように圧力制御機構によりブレーキフルードの圧力を制御する場合に、マスタカット弁64およびレギュレータカット弁65を閉弁とするとともに分離弁60を開弁し、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。
このような回生協調制御モードにおける制動時において、ブレーキECU70は、いずれかの車輪速センサ80によりスリップ状態を検出した場合、増圧リニア制御弁66、減圧リニア制御弁67およびマスタカット弁64を閉弁し、レギュレータカット弁65および分離弁60を開弁するように制御する。このように、アンチロック制御においてブレーキフルードの供給経路をそれまでと変えるのは、スリップ状態を解消するためにスリップ状態の車輪(ブレーキディスク)のホイールシリンダ23の圧力を適宜減圧する際に、対応するABS減圧弁からブレーキフルードが下流に流れるため、アキュムレータ流路63からのブレーキフルードでは供給が十分でない場合があるからである。
したがって、ブレーキ制御装置20は、アンチロック制御中には、前述のRegモードにより制動力を制御する。つまり、ブレーキ制御装置20は、レギュレータ流路62から供給されたブレーキフルードにより、分離弁60の上流側、下流側に連通している個別流路41〜44に設けられている各ホイールシリンダ23に液圧を供給する。そして、ブレーキ制御装置20は、ABS保持弁51〜54、ABS減圧弁56〜59の開閉状態を制御することでホイールシリンダ23の圧力を減圧・保持・増圧し、スリップ状態を低減している。
このようなアンチロック制御は、レギュレータ流路62から個別流路41〜44までの経路に設けられている弁に異常があると精度よく行えない。そのため、弁に異常がある場合にはそれを早急に判定するとともに、その箇所を特定し交換・修理することが望ましい。また、Regモードでのアンチロック制御に代わる他のモードでのアンチロック制御にスムーズに移行することも望まれる。そこで、本実施の形態に係るブレーキ制御装置20は、アンチロック制御中にレギュレータ圧センサ71、制御圧センサ73、車輪速センサ80等の値に基づいて、レギュレータカット弁65や分離弁60が故障しているか否かを判定することができる。
図3は、本実施の形態に係るレギュレータカット弁および分離弁の異常判定処理の概略を説明するためのフローチャートである。
ブレーキECU70は、所定のタイミングでブレーキ制御装置20が制動中か否かを判定する(S50)。制動中か否かの判定は、例えば、ストロークセンサ25の信号に基づいて行われる。ブレーキ制御装置20が制動中でないと判定された場合(S50のNo)、この処理は一度終了する。一方、ブレーキ制御装置20が制動中と判定された場合(S50のYes)、ブレーキECU70は、ブレーキ制御装置20を備える車両が停車中か否かを判定する(S52)。車両が停車中か否かの判定は、例えば、車輪速センサ80や不図示の車速センサ、加速度センサ等の信号に基づいて行われる。
車両が停車中と判定された場合(S52のYes)、アンチロック制御は行われないため、レギュレータカット弁および分離弁の異常を判定するABS非作動時異常判定処理が実行される(S54)。詳しくは後述する。車両が停車中でない、つまり走行中であると判定された場合(S52のNo)、車両がスリップ状態か否かが判定される(S56)。スリップ状態か否かは、例えば、車輪速センサ80の値に基づいて判定される。各車輪のスリップ状態が適正な場合(S56のNo)、ABSが起動することなく、回生協調制御モードによる制動が開始される(S58)。一方、各車輪が適正範囲を超えてスリップ状態となっている場合(S56のYes)、ABSが起動され、レギュレータカット弁および分離弁の異常を判定するABS作動時異常判定処理が実行される(S60)。詳細は後述する。
(ABS非作動時異常判定処理)
図4は、図3に示すABS非作動時異常判定処理(S54)の処理を示すフローチャートである。
ABS非作動時異常判定処理は、例えば、図3に示したように車両停車中にブレーキペダル24が操作され制動が行われている場合に実行される。ブレーキECU70は、このような条件を検出すると、通常の回生協調制御モードからRegモードに制御モードを移行させて(S62)、レギュレータ圧センサ71の出力値Pregおよび制御圧センサ73の出力値Pfrを読み込む(S64)。Regモードにおいては、レギュレータカット弁65および分離弁60は開弁制御されているため、レギュレータカット弁65および分離弁60が正常であれば、それぞれのセンサの出力値は所定の対応関係が保たれる。逆に、レギュレータカット弁65および分離弁60が異常であれば、それぞれのセンサの出力値は所定の対応関係が保たれないことになる。
図5は、Regモードにおける出力値Pregと出力値Pfrとの関係から弁やセンサの正常・異常を判別するためのマップを示す図である。このマップは、弁やセンサの正常・異常が明らかな状態で示す出力値Pregや出力値Pfrの値をあらかじめ実験で求めて作成しておくとよい。
例えば、図5に示すマップによる正常・異常判定は、ABS非動作中に読み込まれた出力値Pregと出力値Pfrとにより定まる関数F(Preg,Pfr)を所定の範囲と比較し、所定の範囲に含まれるか否かによってゾーン判定が行われる(S66)。例えば、関数F(Preg,Pfr)が所定の範囲である図5に示す実線の間のゾーン有効領域に含まれている場合、出力値Pregと出力値Pfrは所定の対応関係が保たれており、レギュレータカット弁65と分離弁60とが正常であると判定される。一方、関数F(Preg,Pfr)がゾーン有効領域の下方にあるゾーンA無効領域に含まれている場合、出力値Pregに対して出力値Pfrの値が小さいことが示唆されており、レギュレータカット弁65および分離弁60の少なくともいずれか一方が異常であると判定される。なお、ゾーン有効領域に隣接する領域に、正常とも異常とも判定しない不定ゾーンを設けてもよい。また、関数F(Preg,Pfr)がゾーン有効領域の上方にあるゾーンB無効領域に含まれている場合、出力値Pregに対して出力値Pfrの値が大きいことが示唆される。
前述のゾーン判定の結果から関数F(Preg,Pfr)がゾーンA領域に含まれているか否かが判定される(S68)。ブレーキECU70は、関数F(Preg,Pfr)がゾーンA領域に含まれていない場合、レギュレータカット弁65および分離弁60のいずれも異常ではないとしてこの処理を一度終了する(S68のNo)。一方、ブレーキECU70は、関数F(Preg,Pfr)がゾーンA領域に含まれている場合(S68のYes)、レギュレータカット弁65および分離弁60の少なくともいずれか一方に閉故障の異常があると判定し(S70)、閉故障フラグをセットする(S72)。この処理において、ブレーキECU70は、レギュレータカット弁65および分離弁60の少なくとも一方に異常があると判定する異常判定手段として機能する。
(第1のABS作動時異常判定処理)
図6は、図3に示すABS作動時異常判定処理(S60)の第1の判定方法を示すフローチャートである。
第1のABS作動時異常判定処理は、例えば、図3に示したように車輪速センサ80の信号に基づいて車輪がスリップ状態にあることを検出した場合に実行される。ブレーキECU70は、このような条件を検出するとABSを起動し、レギュレータカット弁65および分離弁60を開弁制御し、通常の回生協調制御モードからRegモードに制御モードを移行させる(S80)。また、ブレーキECU70は、レギュレータ圧センサ71の出力値Pregを読み込み、その値が正常であるか否かを判定する(S82)。なお、ブレーキECU70は、アンチロック制御中において、各車輪速センサ80の値に基づいてABS保持弁51〜54、ABS減圧弁56〜59の開閉状態を制御する。
出力値Pregが正常でない場合(S82のNo)、例えば、出力値Pregが所定の値より小さい場合、十分なアンチロック制御が行えない可能性もあるため、ブレーキECU70は、処理を一端終了する。この際、ブレーキ制御装置20は、ハイドロブースタモードによる制御状態に移行しABS制御を継続してもよい。
ブレーキECU70は、出力値Pregが正常である場合(S82のYes)、アンチロック制御中の各車輪速センサ80の値を読み込み(S84)、出力値Pregの変化に対して後輪の車輪速センサ80が検出する車輪速が対応して変化しているか否かを判定する(S86)。ここで、出力値Pregの変化に対して車輪速が対応して変化している場合、圧力がレギュレータカット弁65や分離弁60を介してアンチロック機構まで正常に伝達されていることがわかる。換言すれば、出力値Pregの変化に対して車輪速が対応して変化していない場合、レギュレータカット弁65や分離弁60に何らかの不具合があり、マスタシリンダユニット10における圧力がアンチロック機構まで正常に伝達されていないと推測できる。
そのため、出力値Pregの変化に対して後輪の車輪速センサ80が検出する車輪速が対応して変化しない場合(S86のNo)、開弁されているはずのレギュレータカット弁65をブレーキフルードが適正に通過していないと推定され、ブレーキECU70により、レギュレータカット弁65に閉故障による異常があることが特定される(S88)。
一方、出力値Pregの変化に対して後輪の車輪速センサ80が検出する車輪速が対応して変化する場合(S86のYes)、レギュレータカット弁65をブレーキフルードが適正に通過していると推定され、少なくともレギュレータカット弁65に異常はないことがわかる。そこで、出力値Pregの変化に対して前輪の車輪速センサ80が検出する車輪速が対応して変化しているか否かを判定する(S90)。出力値Pregの変化に対して前輪の車輪速センサ80が検出する車輪速が対応して変化しない場合(S90のNo)、開弁されているはずの分離弁60をブレーキフルードが適正に通過していないと推定され、分離弁60に閉故障による異常があることが特定される(S92)。一方、出力値Pregの変化に対して前輪の車輪速センサ80が検出する車輪速が対応して変化する場合(S90のYes)、分離弁60をブレーキフルードが適正に通過していると推定され、分離弁60についても異常がないと判定される。この場合、ブレーキ制御装置20は、それまでと同様にRegモードによるアンチロック制御を継続する(S98)。
ブレーキECU70は、レギュレータカット弁65および分離弁60のいずれにも閉故障による異常がない場合(S90のYes)、それまでと同じにRegモードによるアンチロック制御を継続する。このように、本実施の形態に係るブレーキECU70は、レギュレータカット弁65および分離弁60のいずれに異常があるか否かを特定することができる異常箇所特定手段として機能する。
レギュレータカット弁65の閉故障判定(S88)または分離弁60の閉故障判定(S92)がなされ異常が特定された場合、ブレーキECU70は、閉故障フラグをセットし(S94)、ブレーキ制御装置20をハイドロブースタモードに移行させ、アンチロック制御を継続する(S96)。このように、ブレーキECU70は、レギュレータカット弁65または分離弁60に異常があると特定した場合、マスタシリンダユニット10で発生している液圧を第1の液圧回路に供給するためにマスタカット弁64を開弁制御しブレーキ制御装置20をハイドロブースタモードに移行させる。これにより、アンチロック制御中にブレーキECU70によりレギュレータカット弁65または分離弁60に異常があると特定された場合、マスタシリンダユニット10で発生している液圧を第1の液圧回路に供給することで、確実に前輪のホイールシリンダ23FL,23FRに対して液圧を発生させることができる。
このように、第1のABS作動時異常判定処理によると、アンチロック制御中であってもレギュレータカット弁65と分離弁60のどちらに異常があるかを特定できるので、レギュレータカット弁65や分離弁60弁の故障を精度よく検出することができる。また、その後に異常箇所を交換・修理する場合に、不必要な箇所まで調べる必要がなくなり、メンテナンス効率を向上することができる。
(第2のABS作動時異常判定処理)
図7は、図3に示すABS作動時異常判定処理(S60)の第2の判定方法を示すフローチャートである。
第2のABS作動時異常判定処理は、例えば、図3に示したように車輪速センサ80の信号に基づいて車輪がスリップ状態にあることを検出した場合に実行される。ブレーキECU70は、はじめに閉故障フラグがセットされているか否かを判定する(S100)。これは、例えば、図4に示したABS非作動時に異常判定処理により既にレギュレータカット弁65または分離弁60のいずれかに異常があると判定されている場合、再度レギュレータカット弁65または分離弁60に異常があるか否かを判定する必要性が乏しい。そのため、閉故障フラグがセットされている場合(S100のYes)、ブレーキECU70は、その後の異常判定をスキップしてブレーキ制御装置20をハイドロブースタモードに移行させ、アンチロック制御を継続する(S112)。
閉故障フラグがセットされていない場合(S100のNo)、ブレーキECU70は、ABSを起動し、レギュレータカット弁65および分離弁60を開弁制御し、通常の回生協調制御モードからRegモードに制御モードを移行させる(S101)。また、ブレーキECU70は、レギュレータ圧センサ71の出力値Pregおよび制御圧センサ73の出力値Pfrを読み込む(S102、S104)。この際、出力値Pfrの値はABS制御中のため大きく振幅するので、読み込んだ出力値Pfrに演算処理を施し、出力値Pfrの値のばらつきを抑えている(S104)。
演算処理としては、例えば、振幅する出力値Pfrをローパスフィルタで処理してもよいし、サンプリングの周期を短くし回数を多くして平均化処理してもよく、これらの処理により出力値Pfrのばらつきを抑えることができる。第2のABS作動時異常判定処理は、このように読み込んだ出力値Pregと出力値Pfrとの関係から前述の第1のABS非作動時異常判定処理(図4参照)と同様の方法で行われる。
具体的には、図5に示すマップによる正常・異常判定は、ABS非作動中に読み込まれた出力値Pregと出力値Pfrとにより定まる関数F(Preg,Pfr)を所定の範囲と比較し、所定の範囲に含まれるか否かによって特別ゾーン判定が行われる(S106)。第2のABS作動時異常判定処理は、例えば、関数F(Preg,Pfr)が所定の範囲である図5に示す点線の間のゾーン有効領域に含まれている場合、出力値Pregと出力値Pfrは所定の対応関係が保たれており、レギュレータカット弁65と分離弁60とが正常であると判定される。一方、関数F(Preg,Pfr)がゾーン有効領域の下方にあるゾーンA無効領域に含まれている場合、出力値Pregに対して出力値Pfrの値が小さいことが示唆されており、レギュレータカット弁65および分離弁60の少なくともいずれか一方が異常であると判定される。なお、ゾーン有効領域に隣接する領域に、正常とも異常とも判定しない不定ゾーンを設けてもよい。また、関数F(Preg,Pfr)がゾーン有効領域の上方にあるゾーンB無効領域に含まれている場合、出力値Pregに対して出力値Pfrの値が大きいことが示唆される。
前述のゾーン判定の結果から関数F(Preg,Pfr)がゾーンA領域に含まれているか否かが判定される(S108)。ブレーキECU70は、関数F(Preg,Pfr)がゾーンA領域に含まれていない場合(S108のNo)、レギュレータカット弁65および分離弁60のいずれも異常ではないとしてRegモードのままアンチロック制御を継続する(S114)。一方、ブレーキECU70は、関数F(Preg,Pfr)がゾーンA領域に含まれている場合(S108のYes)、レギュレータカット弁65および分離弁60の少なくともいずれか一方に閉故障の異常があると判定し(S110)、ハイドロブースタモードに移行した後にアンチロック制御を継続する(S112)。この処理において、ブレーキECU70は、レギュレータカット弁65および分離弁60の少なくとも一方に異常があると判定する異常判定手段として機能する。
このように、第2のABS作動時異常判定処理を、前述の第1のABS作動時異常判定に加えて並列的に実行することで、第1のABS作動時異常判定処理とは別個にレギュレータカット弁65や分離弁60の異常を判定できるので、弁の故障をより確実に検出することができる。
また、図5に示すように、第2のABS作動時異常判定処理におけるゾーン有効の範囲(点線で囲まれた領域)は、第1のABS作動時異常判定処理におけるゾーン有効の範囲(実線で囲まれた領域)よりも、異常判定が成立しにくく設定してある。つまり、第2のABS作動時異常判定処理においてレギュレータカット弁65や分離弁60が異常であると判定されるゾーンA領域が狭くなるように設定されている。
これは、制御圧センサ73は、分離弁60が正常であれば、ABS保持弁51〜54やABS減圧弁56〜59と連通しているため、アンチロック制御中はその値が大きく増減するためである。これにより、第1のABS作動時異常判定処理におけるゾーン有効の範囲(実線で囲まれた領域)と常に比較する場合と比べて、出力値Pfrのばらつきによって誤って異常判定されることが抑制される。
また、第2のABS作動時異常判定処理では、前述のS100の処理に示すように、ブレーキECU70は、第1のABS作動時異常判定処理によりレギュレータカット弁65および分離弁60の少なくとも一方に異常があると判定されている場合、S101〜S110の処理をスキップする。そして、ブレーキECU70は、マスタカット弁64を開弁制御しマスタシリンダユニット10で発生している液圧を第1の液圧回路に供給する。前述のように、アンチロック制御中は、ブレーキECU70による異常判定が成立しにくく設定されているため、本来異常判定とされるような場合にもかかわらず異常ではないと判定されるおそれがある。そのため、アンチロック非制御中にブレーキECU70によりレギュレータカット弁65および分離弁60の少なくとも一方に異常があると既に判定されている場合、アンチロック制御中の異常判定の実行の有無・結果にかかわらず、ブレーキECU70は、アンチロック制御が要求された場合、ブレーキ制御装置20をハイドロブースタモードに移行する。これにより、マスタシリンダユニット10で発生している液圧が第1の液圧回路に供給されるので、確実に前輪のホイールシリンダ23FL,FRに対して液圧を発生させることができる。
以上、本発明を上述の実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて各実施の形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。
例えば、アンチロック制御中における制御圧センサ73の出力値Pfrの振幅は、動作するABS保持弁およびABS減圧弁の数に応じて変化すると考えられる。そこで、ブレーキECU70は、アンチロック制御中に動作させているABS保持弁およびABS減圧弁の数に対応してゾーン有効領域が広がるように設定された複数のマップを記憶部に記憶する。そして、ブレーキECU70は、アンチロック制御中に動作させているABS保持弁およびABS減圧弁の数に応じたマップを用いて異常判定を行うことで、精度よくレギュレータカット弁65や分離弁60の異常を検出することができる。
また、上述の実施の形態では、異常箇所の判定制御を主にアンチロック制御機構を対象として行う場合について説明したが、特定の車輪ごとに増圧や減圧等の液圧変更制御を行うことが可能なブレーキ制御装置であれば本願の判定制御を適用することは可能である。例えば、ECU70がヨーレートセンサやGセンサ等の各種センサからの信号により車両の状態を感知し、後輪が横滑りした状態や前輪が横滑りした状態等の所定の車両状態であることを検出した際に、液圧を変更制御して車両の安定を図ることが可能なブレーキ制御装置にも適用できる。
10 マスタシリンダユニット、 20 ブレーキ制御装置、 22 ブレーキディスク、 23 ホイールシリンダ、 24 ブレーキペダル、 25 ストロークセンサ、 30 動力液圧源、 31 液圧ブースタ、 32 マスタシリンダ、 33 レギュレータ、 36 ポンプ、 38 レギュレータ配管、 39 アキュムレータ配管、 40 液圧アクチュエータ、 45 主流路、 51 ABS保持弁、 56 ABS減圧弁、 60 分離弁、 61 マスタ流路、 62 レギュレータ流路、 63 アキュムレータ流路、 64 マスタカット弁、 65 レギュレータカット弁、 70 ブレーキECU、 71 レギュレータ圧センサ、 72 アキュムレータ圧センサ、 73 制御圧センサ、 80 車輪速センサ。