JP2010149798A - ブレーキ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電源電圧が低下しても必要な制動力を確保しやすいブレーキ制御装置を提供する。
【解決手段】ブレーキ制御装置は、電源と、運転者の操作に連動して作動液圧が変動する液圧源と、液圧源から作動液の供給を受けて車輪に制動力を付与するホイールシリンダと、液圧源とホイールシリンダとの間に設けられ、液圧源側がホイールシリンダ側よりも高圧であるときの差圧の作用により機械的に開弁され得る制御弁と、制御弁の開閉を制御電流により制御する制御部と、を備える。制御弁は、通常の制動時には、差圧の作用により機械的に開弁されることのないよう設定された規定の制御電流により閉弁される常開型の弁であってもよい。制御部は、電源が低電圧状態にあるか否かを判定し、低電圧状態と判定した場合には規定の制御電流よりも小さい制御電流で制御弁を閉弁してもよい。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両の制動力を制御するためのブレーキ制御装置に関する。

例えば特許文献１には、運転者の制動要求があり、かつ、スタータスイッチがＯＮ状態であるか、あるいは、バッテリの電圧低下が検知されれば、マスタ遮断弁が開状態とされて液圧ブレーキがマニュアルモードとされることが記載されている。そして、マニュアルモードにおける制動力不足を電動パーキングブレーキで補うとされている。
特開２００５−２９７７７７号公報

しかし、液圧ブレーキ装置においても制動力を補う機能を備えていることが、フェイルセーフの観点から好ましい。また、制動力の確保と低電圧時の効率的な電源管理との両立を図ることも好ましい。

そこで、本発明は、電源電圧が低下しても必要な制動力を確保しやすいブレーキ制御装置を提供することを目的とする。

本発明のある態様のブレーキ制御装置は、電源と、運転者の操作に連動して作動液圧が変動する液圧源と、前記液圧源から作動液の供給を受けて車輪に制動力を付与するホイールシリンダと、前記液圧源と前記ホイールシリンダとの間に設けられ、液圧源側がホイールシリンダ側よりも高圧であるときの差圧の作用により機械的に開弁され得る制御弁と、前記制御弁の開閉を制御電流により制御する制御部と、を備える。前記制御弁は、通常の制動時には、差圧の作用により機械的に開弁されることのないよう設定された規定の制御電流により閉弁される常開型の弁であってもよい。前記制御部は、前記電源が低電圧状態にあるか否かを判定し、低電圧状態と判定した場合には前記規定の制御電流よりも小さい制御電流で前記制御弁を閉弁してもよい。

この態様によれば、常開型の制御弁への閉弁電流が低電圧状態には低減されることで節電することができる。また、閉弁電流を小さくすることにより制御弁の開弁圧が低くなるので、運転者の要求制動力が大きい場合には制御弁が液圧により機械的に開弁され得る。よって、低電圧状態における電力消費の低減と制動力の確保との両立を実現することができる。

運転者のブレーキ操作から独立してホイールシリンダ圧を制御し得るホイールシリンダ圧制御手段をさらに備えてもよい。前記制御部は、前記低電圧状態においては前記ホイールシリンダ圧制御手段が提供するホイールシリンダ圧に上限値を設定し、要求ホイールシリンダ圧が該上限値を超えるときに前記制御弁が機械的に開弁されるように前記低電圧状態の制御電流を制御してもよい。

この態様によれば、ホイールシリンダ圧制御手段に上限圧を設定することで低電圧状態における高圧の液圧制御を回避することができる。その結果さらに電力消費を抑えることができる。

作動液を加圧して貯留するための動力源をさらに備えてもよい。前記制御部は、前記低電圧状態においては通常よりも前記動力源を低速に作動させてもよい。

この態様によれば、作動液を加圧するための動力源を低速に作動させることにより、更に電力消費を抑えることができる。

本発明によれば、電源電圧が低下しても必要な制動力を確保しやすいブレーキ制御装置が提供される。

本発明の一実施形態によれば、ブレーキ制御装置は、通常のブレーキ制御モード（いわゆるブレーキバイワイヤ）とバックアップ用のブレーキモードとを必要に応じて切り替えて制動力を適切に制御する。ブレーキ制御装置はさらに低電圧モードを選択して制動力を制御するように構成されていてもよい。低電圧モードにおいては、電源状態に応じて節電レベルが選択されてもよい。低電圧モードは例えば、電源電圧が低下するにつれて節電レベルを上げるように設定されていてもよい。低電圧モードを適切に設定することにより、電力消費を低減する電源マネージメントと制動力の確保とを両立することが可能となる。

低電圧モードはいわば通常モードとバックアップモードとの中間的なブレーキモードである。低電圧モードは例えば、ブレーキ液圧を制御するブレーキアクチュエータに異常が検出されていないがその電源電圧が低下したときに選択されてもよい。あるいは、車両に衝突が生じたことを契機として低電圧モードが選択されてもよい。車両の主電源に異常が発生したことにより補助電源でブレーキ制御装置を動作させるときに低電圧モードが選択されてもよい。

従来の典型的なブレーキ制御においては何らかの異常が検出されると直ちに非制御状態に切り替えるため、制御状態に比べて制動力が低下する。ところが、本発明の一実施形態においては低電圧モードを導入することにより、制動力を完全に維持するか、低下するとしても最小限に留めることが可能となる。

本発明の一実施形態によれば、ブレーキ制御装置は、運転者のブレーキ操作を受けて正常時においては制御弁を閉弁し、異常時には正常時に比べて低い差圧が作用することで当該制御弁が機械的に開弁されるように制御弁を制御する制御部を備えてもよい。すなわち、制御部は、異常時には制御弁の開弁圧を低くするよう制御する。制御弁は、液圧源とホイールシリンダとの間に設けられ、液圧源側がホイールシリンダ側よりも高圧であるときの差圧の作用により機械的に開弁され得る制御弁であってもよい。液圧源は、運転者の操作に連動して作動液圧が変動するマニュアル液圧源であってもよい。制御弁は例えばマスタカット弁であり、液圧源は例えばマスタシリンダであってもよい。ブレーキ制御装置は、動力の供給により、少なくとも正常時において運転者のブレーキ操作から独立してホイールシリンダ圧を制御し得るホイールシリンダ圧制御手段をさらに備えてもよい。

このようにすれば、異常時において運転者が大きな制動力を要求した場合に閉弁状態の制御弁を液圧の作用により機械的に開弁することができる。その結果、運転者の操作に連動する液圧源からホイールシリンダに補完的に液圧を導入することができる。よって、異常時においても大きな制動力を確保しやすくなる。

本発明の一実施形態によれば、制御弁は、通常の制動時には規定の制御電流により閉弁される常開型の弁であってもよい。規定の制御電流は、通常の制動時に差圧の作用により機械的に開弁されることのないように設定されていてもよい。つまり、通常時に作用し得る最大差圧においても閉弁状態を維持するように閉弁電流が設定されていてもよい。制御部は、制御弁の開閉を制御電流により制御してもよい。制御部は、電源が低電圧状態であるか否かを判定してもよい。制御部は、低電圧状態ではない通常状態と判定した場合には規定の制御電流を閉弁電流として制御弁に供給し、低電圧状態と判定した場合には当該規定の制御電流よりも小さい制御電流を閉弁電流として制御弁に供給してもよい。通常時に制御弁に作用し得る最大差圧よりも当該制御弁の開弁圧が小さくなるように低電圧状態の閉弁電流が設定されてもよい。このようにすれば、低電圧状態における電力消費の低減と制動力の確保との両立を実現することができる。

制御部は、低電圧状態においてはホイールシリンダ圧制御手段が提供するホイールシリンダ圧に上限値を設定してもよい。この場合、ホイールシリンダ圧制御手段は電源から電力の供給を受けてホイールシリンダ圧を制御するよう構成されていてもよい。制御部は、要求ホイールシリンダ圧が該上限値を超えるときに制御弁が機械的に開弁されるように低電圧用制御電流を制御してもよい。よって、要求制動力が大きいときに機械的開弁によりホイールシリンダ圧が補完される。この上限値は例えば、通常時に生じ得る要求制動力範囲の一定割合（例えば要求制動力に想定される最大値の所定割合例えば９０％以下）をホイールシリンダ圧制御手段のみでまかなうように設定してもよい。つまり、通常の制動力範囲においてはホイールシリンダ圧制御手段が液圧を制御し、通常の制動力範囲を超える制動力を要する場合（例えば急制動時）にマニュアル液圧源が併用されるようにしてもよい。このようにすれば、要求制動力が通常の範囲に収まっている限りは良好なブレーキフィーリングを提供することができるという点で好ましい。

ホイールシリンダ圧制御手段は、作動液を蓄圧するアキュムレータを備えてもよい。アキュムレータはマニュアル液圧源とは別の液圧源としてブレーキ制御装置に設けられている。また、ホイールシリンダ圧制御手段は、高圧の作動液をアキュムレータに供給するための動力源を備えてもよい。動力源は例えば、作動液を昇圧するポンプ、及びポンプを駆動するモータを備えてもよい。動力源は電源から電力の供給を受けて作動液を昇圧するよう構成されていてもよい。

制御部は、低電圧状態においては通常よりも動力源を低速に作動させるようにしてもよい。例えば通常よりもモータを低回転で作動させるようにしてもよい。また、制御部は、低電圧状態においては通常よりもアキュムレータ圧を低く制限してもよい。このようにすれば更に電力消費を抑えることができる。

また、ブレーキ制御装置は、主電源と補助電源とを備えてもよい。主電源は例えば車両に搭載されているバッテリであり、補助電源は例えばブレーキ制御装置に付随して設けられている蓄電装置またはキャパシタであってもよい。ブレーキ制御装置は、通常は主電源から電力の供給を受け、低電圧状態においては補助電源から電力の供給を受けるよう構成されていてもよい。補助電源から電力の供給を受ける場合には、一部のホイールシリンダの液圧制御を中止し、残りのホイールシリンダの液圧制御を継続するようにしてもよい。

制御部は、車両に衝突が発生したか否かを判定し、衝突があったと判定した場合に動力源を作動させて作動液を加圧してもよい。具体的には、制御部は、衝突があったと判定した場合にモータを駆動してポンプを作動させてアキュムレータ圧を高めるようにしてもよい。このようにすれば、衝突時の制動力を確保することができる。あるいは、衝突後の制動に備えることができるという点で好ましい。

図１は、本発明の一実施形態に係るブレーキ制御装置１０を示す系統図である。同図に示されるブレーキ制御装置１０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、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１２への操作に応じて車両の４輪のブレーキを独立かつ最適に設定するものである。また、本実施形態に係るブレーキ制御装置１０が搭載された車両は、４つの車輪のうちの操舵輪を操舵する図示されない操舵装置や、これら４つの車輪のうちの駆動輪を駆動する図示されない内燃機関やモータ等の走行駆動源等を備えるものである。

本実施形態に係るブレーキ制御装置１０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１０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。

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。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２０ＦＲ〜２０ＲＬを含む。そして、各ホイールシリンダ２０ＦＲ〜２０ＲＬは、それぞれ異なる流体通路を介してブレーキアクチュエータ８０に接続されている。なお以下では適宜、ホイールシリンダ２０ＦＲ〜２０ＲＬを総称して「ホイールシリンダ２０」という。

ブレーキ制御装置１０においては後述の右マスタカット弁２７ＦＲおよび左マスタカット弁２７ＦＬ、増圧弁４０ＦＲ〜４０ＲＬ、減圧弁４２ＦＲ〜４２ＲＬ、オイルポンプ３４、アキュムレータ５０等を含んでブレーキアクチュエータ８０が構成されている。ホイールシリンダ２０にブレーキアクチュエータ８０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２０を含む他の制動力付与機構を用いてもよい。あるいは、流体力により摩擦部材の押圧力を制御するのではなく、例えば電動モータ等の電動の駆動機構を用いて摩擦部材の車輪への押圧力を制御する制動力付与機構を用いることもできる。

ブレーキペダル１２は、運転者による踏み込み操作に応じて作動液としてのブレーキフルードを送り出すマスタシリンダ１４に接続されている。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ためのストロークセンサ４６が設けられている。ストロークセンサ４６は２系統のセンサが並列に設けられていてもよい。マスタシリンダ１４の一方の出力ポートには、運転者によるブレーキペダル１２の操作力に応じた反力を創出するストロークシミュレータ２４が接続されている。マスタシリンダ１４とストロークシミュレータ２４とを接続する流路の中途には、シミュレータカット弁２３が設けられている。シミュレータカット弁２３は、非通電時に閉状態にあり、運転者によるブレーキペダル１２の操作が検出された際に開状態に切り換えられる常閉型の電磁開閉弁である。なお、シミュレータカット弁２３を設置することは必須ではなく、ストロークシミュレータ２４がシミュレータカット弁２３を介することなくマスタシリンダ１４に直接接続されていてもよい。

マスタシリンダ１４の一方の出力ポートにはさらに右前輪用のブレーキ油圧制御管１６が接続されており、ブレーキ油圧制御管１６は、図示されない右前輪に対して制動力を付与する右前輪用のホイールシリンダ２０ＦＲに接続されている。また、マスタシリンダ１４の他方の出力ポートには、左前輪用のブレーキ油圧制御管１８が接続されており、ブレーキ油圧制御管１８は、図示されない左前輪に対して制動力を付与する左前輪用のホイールシリンダ２０ＦＬに接続されている。

右前輪用のブレーキ油圧制御管１６の中途には、右マスタカット弁２７ＦＲが設けられており、左前輪用のブレーキ油圧制御管１８の中途には、左マスタカット弁２７ＦＬが設けられている。なお、以下では適宜、右マスタカット弁２７ＦＲおよび左マスタカット弁２７ＦＬを総称して、マスタカット弁２７という。

マスタカット弁２７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、規定の制御電流の供給を受けてソレノイドが発生させる電磁力により閉弁状態が保証され、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２７は、マスタシリンダ１４と前輪側のホイールシリンダ２０ＦＲ及び２０ＦＬ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。ソレノイドに規定の制御電流が通電されてマスタカット弁２７が閉弁されるとブレーキフルードの流通は遮断される。

マスタシリンダ圧がホイールシリンダ圧よりも高圧であるときにその差圧はマスタカット弁２７を開く方向に作用する。つまり、マスタカット弁２７は、マスタシリンダ１４からホイールシリンダ２０に向かう方向をいわゆる自開方向とするように配設されている。よって、マスタカット弁２７は、マスタシリンダ１４のほうがホイールシリンダ２０よりも高圧であってその差圧がマスタカット弁２７の開弁圧を超えるときに、差圧の作用により機械的に開弁される。

この開弁圧の大きさは、マスタカット弁２７への制御電流の大きさに応じて定まる。制御電流を大きくするほど開弁圧も大きくなる。よって、制御電流を大きくするほど差圧に抗して閉弁状態を維持しやすくなる。すなわち、開弁圧とは、閉弁電流が供給されて閉じられている弁に作用する差圧を徐々に大きくしたときに、その差圧の作用によって開弁する液圧のことである。よって、閉弁電流値と開弁圧とは所定の関係（例えばリニアな関係）を有する。通常は、マスタカット弁２７に作用し得る最大の差圧よりも大きな開弁圧を有するように上述の規定の制御電流の値が設定される。マスタカット弁２７が閉弁中に機械的に開弁されることのないようにして、制御部からの閉弁指令どおりに閉弁状態が維持されることを保証するためである。

また、右前輪用のブレーキ油圧制御管１６の中途には、右前輪側のマスタシリンダ圧を検出する右マスタ圧力センサ４８ＦＲが設けられており、左前輪用のブレーキ油圧制御管１８の途中には、左前輪側のマスタシリンダ圧を計測する左マスタ圧力センサ４８ＦＬが設けられている。ブレーキ制御装置１０では、運転者によってブレーキペダル１２が踏み込まれた際、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、これらの右マスタ圧力センサ４８ＦＲおよび左マスタ圧力センサ４８ＦＬによって検出されるマスタシリンダ圧からもブレーキペダル１２の踏み込み操作力（踏力）を求めることができる。このように、ストロークセンサ４６の故障を想定して、マスタシリンダ圧を２つの圧力センサ４８ＦＲおよび４８ＦＬによって監視することは、フェイルセーフの観点からみて好ましい。なお、以下では適宜、右マスタ圧力センサ４８ＦＲおよび左マスタ圧力センサ４８ＦＬを総称して、マスタ圧センサ４８という。

また、マスタシリンダ１４には、ブレーキフルードを貯留するためのリザーバタンク２６が接続されている。リザーバタンク２６には、油圧給排管２８の一端が接続されており、この油圧給排管２８の他端には、モータ３２により駆動されるオイルポンプ３４の吸込口が接続されている。オイルポンプ３４の吐出口は、高圧管３０に接続されており、この高圧管３０には、アキュムレータ５０とリリーフバルブ５３とが接続されている。本実施形態では、オイルポンプ３４として、モータ３２によってそれぞれ往復移動させられる２体以上のピストン（図示せず）を備えた往復動ポンプが採用される。また、アキュムレータ５０としては、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に変換して蓄えるものが採用される。なお、モータ３２、オイルポンプ３４、及びアキュムレータ５０は、ブレーキアクチュエータ８０とは別体のパワーサプライユニットとして構成されてブレーキアクチュエータ８０の外部に設けられていてもよい。

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程度にまで昇圧されたブレーキフルードを蓄える。また、リリーフバルブ５３の弁出口は、油圧給排管２８に接続されており、アキュムレータ５０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５３が開弁し、高圧のブレーキフルードは油圧給排管２８へと戻される。更に、高圧管３０には、アキュムレータ５０の出口圧力、すなわち、アキュムレータ５０におけるブレーキフルードの圧力を検出するアキュムレータ圧センサ５１が設けられている。

そして、高圧管３０は、増圧弁４０ＦＲ，４０ＦＬ，４０ＲＲ，４０ＲＬを介して右前輪用のホイールシリンダ２０ＦＲ、左前輪用のホイールシリンダ２０ＦＬ、右後輪用のホイールシリンダ２０ＲＲおよび左後輪用のホイールシリンダ２０ＲＬに接続されている。以下適宜、増圧弁４０ＦＲ〜４０ＲＬを総称して「増圧弁４０」という。増圧弁４０は、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の電磁流量制御弁（リニア弁）である。増圧弁４０は、上流側のアキュムレータ圧と下流側のホイールシリンダ圧との差圧が当該弁を開弁させようとする力として作用するように設置されている。増圧弁４０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。増圧弁４０を通じて上流圧すなわちアキュムレータ圧が供給されホイールシリンダ２０は増圧される。

また、右前輪用のホイールシリンダ２０ＦＲと左前輪用のホイールシリンダ２０ＦＬとは、それぞれ前輪側の減圧弁４２ＦＲまたは４２ＦＬを介して油圧給排管２８に接続されている。減圧弁４２ＦＲおよび４２ＦＬは、必要に応じてホイールシリンダ２０ＦＲ，２０ＦＬの減圧に利用される常閉型の電磁流量制御弁（リニア弁）である。減圧弁４２ＦＲおよび４２ＦＬ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、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。減圧弁４２ＦＲおよび４２ＦＬは、上流側のホイールシリンダ圧と下流側のリザーバ圧（大気圧）との差圧が当該弁を開弁させようとする力として作用するように設置されている。

一方、右後輪用のホイールシリンダ２０ＲＲと左後輪用のホイールシリンダ２０ＲＬとは、常開型の電磁流量制御弁である減圧弁４２ＲＲまたは４２ＲＬを介して油圧給排管２８に接続されている。後輪側の減圧弁４２ＲＲまたは４２ＲＬ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開とされ、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。また、電流の大きさがホイールシリンダ圧に応じて定まる所定の電流値を超えた場合には閉弁される。減圧弁４２ＲＲおよび４２ＲＬは、上流側のホイールシリンダ圧と下流側のリザーバ圧（大気圧）との差圧が当該弁を開弁させようとする力として作用するように設置されている。以下、適宜、減圧弁４２ＦＲ〜４２ＲＬを総称して「減圧弁４２」という。

また、右前輪用、左前輪用、右後輪用および左後輪用のホイールシリンダ２０ＦＲ〜２０ＲＬ付近には、それぞれ対応するホイールシリンダ２０に作用するブレーキフルードの圧力であるホイールシリンダ圧を検出するホイールシリンダ圧センサ４４ＦＲ，４４ＦＬ，４４ＲＲおよび４４ＲＬが設けられている。以下、適宜、ホイールシリンダ圧センサ４４ＦＲ〜４４ＲＬを総称して「ホイールシリンダ圧センサ４４」という。

ブレーキアクチュエータ８０は、図２に示されるように、本実施形態における制御部としての電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）２００によって制御される。ブレーキＥＣＵ２００は、各種演算処理を実行するＣＰＵ、各種制御プログラムを格納するＲＯＭ、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ＲＡＭ、入出力インターフェース、メモリ等を備えるものである。

上述のように構成されたブレーキ制御装置１０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１０は制動要求を受けて制動を開始する。制動要求は、例えば運転者がブレーキペダル１２を操作した場合など、車両に制動力を付与すべきときに生起される。制動要求を受けてブレーキＥＣＵ２００はブレーキペダル１２の踏み込みストロークとマスタシリンダ圧とから目標減速度すなわち要求制動力を演算する。ブレーキＥＣＵ２００は、要求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１０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、回生による制動力の値は、上位のハイブリッドＥＣＵ（図示せず）からブレーキ制御装置１０に供給される。そして、ブレーキＥＣＵ２００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２０ＦＲ〜２０ＲＬの目標液圧を算出する。ブレーキＥＣＵ２００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により増圧弁４０や減圧弁４２に供給する制御電流の値を決定する。ブレーキＥＣＵ２００は、目標減速度及び目標液圧の演算と制御弁の制御とを制動中に所定周期で繰り返し実行する。

その結果、ブレーキ制御装置１０においては、ブレーキフルードがアキュムレータ５０から増圧弁４０を介して各ホイールシリンダ２０に供給され、車輪に所望の制動力が付与される。また、各ホイールシリンダ２０からブレーキフルードが減圧弁４２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。このようにしていわゆるブレーキバイワイヤ方式の制動力制御が行われる。本実施形態においては、アキュムレータ５０、増圧弁４０、減圧弁４２を含んでホイールシリンダ圧制御部が構成されている。

一方、このとき右マスタカット弁２７ＦＲおよび左マスタカット弁２７ＦＬは通常は閉状態とされる。ブレーキ回生協調制御中は、マスタカット弁２７の上下流間には、回生制動力の大きさに対応する差圧が作用する。運転者によるブレーキペダル１２の踏み込みによりマスタシリンダ１４から送出されたブレーキフルードは、ストロークシミュレータ２４に流入する。これにより適切なペダル反力が生成される。

なお、本実施形態に係るブレーキ制御装置１０は、回生制動力を利用せずに液圧制動力だけで要求制動力をまかなう場合にも、当然制動力を制御することができる。ブレーキ回生協調制御を実行しているか否かにかかわらず、増圧弁４０及び減圧弁４２により制動力を制御する制御モードを以下では適宜「リニア制御モード」と称する。あるいは、ブレーキバイワイヤによる制御と呼ぶ場合もある。ブレーキシステムが正常である場合には通常リニア制御モードが選択されて制動力が制御される。

リニア制御モードでの制御中に、例えば作動液圧の応答遅れやオーバーシュート等によりホイールシリンダ圧が目標液圧から乖離してしまう場合がある。ブレーキＥＣＵ２００は、例えばホイールシリンダ圧センサ４４の測定値に基づいてホイールシリンダ圧の応答異常の有無を周期的に判定している。ブレーキＥＣＵ２００は、例えばホイールシリンダ圧測定値の目標液圧からの乖離量が基準を超える状態が所定時間以上継続した場合にホイールシリンダ圧の制御応答に異常があると判定する。ホイールシリンダ圧の制御応答に異常があると判定された場合には、ブレーキＥＣＵ２００は、リニア制御モードを中止してバックアップ用のブレーキモードに制御モードを切り替える。

バックアップモードにおいては、運転者のブレーキペダル１２への入力が液圧に変換され機械的にホイールシリンダ２１に伝達されて車輪に制動力が付与される。ブレーキＥＣＵ２００は、増圧弁４０及び減圧弁４２の制御を中止する。このため増圧弁４０及び減圧弁４２の開閉状態は初期状態となる。つまり増圧弁４０はいずれも閉弁され、減圧弁４２のうちフロント側の減圧弁４２ＦＲ、４２ＦＬは閉弁され、減圧弁４２のうちリヤ側の減圧弁４２ＲＲ、４２ＲＬは開弁される。またマスタカット弁２７は開弁される。

本実施形態では、各輪に増圧弁４０及び減圧弁４２が設けられているので、ブレーキＥＣＵ２００は、ホイールシリンダ圧の応答異常を各輪で判定してもよい。ブレーキＥＣＵ２００は、異常が検出されたホイールシリンダのみをバックアップモードに移行し、液圧応答が正常であるホイールシリンダについてはリニア制御モードを継続する。よって、右前輪のホイールシリンダ圧の応答性に異常が検出された場合には、増圧弁４０ＦＲ及び減圧弁４２ＦＲが閉弁されるとともに右マスタカット弁２７ＦＲが開弁されてマスタシリンダ圧が直接導入される。なおこのときシミュレータカット弁２３は閉弁されてもよい。左前輪のホイールシリンダ圧の応答性に異常が検出された場合にも同様に、増圧弁４０ＦＬ及び減圧弁４２ＦＬが閉弁されるとともに左マスタカット弁２７ＦＬが開弁されてマスタシリンダ圧が直接導入される。後輪のうちいずれかのホイールシリンダ圧の応答性に異常が検出された場合には、増圧弁４０ＲＲまたは４０ＲＬが閉弁されるとともに減圧弁４２ＲＲまたは４２ＲＬが開弁される。よって、バックアップモードにおいては後輪に制動力は生じない。

図２は、本実施形態に係るブレーキ制御に関する制御ブロック図の一例である。ブレーキＥＣＵ２００は、制御モード移行部２０２と低電圧判定部２０４とを含んで構成される。制御モード移行部２０２は、ブレーキ液圧の応答性が正常範囲にあるか否かを判定し、正常範囲にないと判定した場合にリニア制御モードからバックアップモードにブレーキモードを移行する。また、制御モード移行部２０２は、例えば衝突発生時に低電圧状態となったときに低電圧モードに移行する。低電圧判定部２０４は、電源電圧が所定値よりも低いか否かを判定し、その所定値よりも電源電圧が低いと判定した場合に低電圧状態であると判定する。

制御モード移行部２０２は上述のように、ブレーキアクチュエータ８０のホイールシリンダ圧センサ４４、ストロークセンサ４６、マスタ圧センサ４８、及びアキュムレータ圧センサ５１の測定値の入力を受けるよう構成されている。制御モード移行部２０２は、ホイールシリンダ圧測定値と目標液圧との偏差に基づいてブレーキ液圧の応答性が正常範囲にあるか否かを判定する。

また、制御モード移行部２０２は、車両に設けられている各種センサ例えば車輪速センサ２１２、ヨーレートセンサ２１４、Ｇセンサ２１６、及び舵角センサ２１８の測定値の入力を受けるよう構成されている。車輪速センサ２１２の測定値に基づいて車両速度が演算される。Ｇセンサ２１６の測定値から車両加速度が求められる。また、Ｇセンサ２１６の測定値から衝突時の車両衝撃値が求められる。

主電源としての車両電源２０６はブレーキＥＣＵ２００及びブレーキアクチュエータ８０に必要電力を供給する。車両電源２０６は例えば、高圧バッテリ及び補機バッテリを含む。また補助電源２１０が車両電源２０６とは独立に設けられている。また補助電源２１０は車両電源２０６から電力の供給を受けられるよう接続されていてもよい。補助電源２１０は例えば、ブレーキＥＣＵ２００に付随して設けられているキャパシタである。車両電源２０６及び補助電源２１０は、監視回路２０８を介してブレーキＥＣＵ２００に接続されている。監視回路２０８は電源電圧及び電源のその他のステータスをモニタしてブレーキＥＣＵ２００に出力する。

電源を切り替えるための切替回路も監視回路２０８とともに設けられている。切替回路は、通常はブレーキＥＣＵ２００及びブレーキアクチュエータ８０の電源を車両電源２０６とし、車両電源２０６の電圧が許容範囲よりも低下したときに補助電源２１０に電源を切り替える。切替回路は例えば、バックアップモードに移行するときに主電源２０６から補助電源２１０に電源を切り替える。監視回路２０８及び切替回路は補助電源２１０に付随して設けられていてもよい。

車両電源２０６及び補助電源２１０の電圧は、監視回路２０８により周期的に測定される。低電圧判定部２０４は、測定された電源電圧値の入力を受けるよう構成されており、測定電圧と所定の基準電圧とを比較し電源が低電圧状態にあるか否かを判定する。制御モード移行部２０２は、低電圧判定部２０４における比較結果または判定結果を参照する。

図３は、本実施形態に係るブレーキ制御処理の一例を説明するためのフローチャートである。ここでは一例として、衝突後に電源電圧が低下することを想定したブレーキ制御処理を説明する。ブレーキＥＣＵ２００は、本処理を周期的に実行してもよい。ブレーキＥＣＵ２００は本処理と並列に、運転者のブレーキ操作に応じて典型的にはリニア制御モードでホイールシリンダ圧ひいては制動力を制御してもよい。また、ブレーキＥＣＵ２００は上述の液圧応答異常判定処理も本処理に並列に実行してもよい。

図３に示される処理においては、ブレーキＥＣＵ２００はまず低電圧モードに移行すべき状況であるか否かを判定する。ブレーキＥＣＵ２００は少なくとも、電源電圧が第１基準値を下回る場合に低電圧モードに移行すべきであると判定する。低電圧モードに移行すべきと判定された場合には、ブレーキＥＣＵ２００は低電圧モードに移行する。例えばリニア制御モードから低電圧モードに移行する。低電圧モードに移行すべきと判定されていない場合には、現在のブレーキモードを継続する。低電圧モードにおいては、ホイールシリンダ圧制御部による液圧制御がリニア制御モードに準じて実行される。また、低電圧モードにおいては、リニア制御モードよりも消費電力が低減されるようにブレーキアクチュエータ８０内部の電流供給対象への制御電流が調整されている。なお、ブレーキＥＣＵ２００は、電源電圧が継続して低下しているときに低電圧モードを選択するのではなく、電源に何らかの異常が生じたことを検出した場合に低電圧モードを選択してもよい。

また、ブレーキＥＣＵ２００は、低電圧モードにおいて電源電圧が第２基準値を下回るか否かを判定する。第２基準値は例えば第１基準値よりも小さい値に設定される。電源電圧が第２基準値を下回る場合には、ブレーキＥＣＵ２００は、低電圧モードからバックアップモードにブレーキモードを移行する。電源電圧が第２基準値を超える場合には、ブレーキＥＣＵ２００は低電圧モードを継続する。なお、ブレーキＥＣＵ２００は、バックアップモードにおいて電源電圧が第２基準値を超えて回復した場合にはブレーキモードを低電圧モードに復帰させてもよい。また、ブレーキＥＣＵ２００は、低電圧モードにおいて電源電圧が第１基準値を超えて回復した場合にはブレーキモードをリニア制御モードに復帰させてもよい。

図３に示される処理をさらに詳しく説明する。まずブレーキＥＣＵ２００は、車両に衝突が生じたか否かを判定する（Ｓ１０）。衝突が生じたか否かは例えば、車体衝撃値が所定値Ｇ_１を超えたか否かによって判定する。車体衝撃値は例えば車両に生じた減速度の最大値であってもよい。この場合車両衝撃値はＧセンサ２１６の測定値を用いる。すなわち、ブレーキＥＣＵ２００は、Ｇセンサ２１６の測定加速度が所定値を超える場合に衝突が発生したと判定し、Ｇセンサ２１６の測定加速度が所定値以下である場合に衝突が発生していないと判定する。判定しきい値Ｇ_１は例えば、通常走行中に車両に生じることが想定される加速度範囲を超える値に設定される。判定しきい値Ｇ_１を大きくしすぎると衝突発生を検出しにくくなることを考慮して、判定しきい値Ｇ_１は例えば実験的または経験的に適宜設定すればよい。この判定しきい値は例えば、車両に装備されているエアバッグの作動許可しきい値に等しくしてもよい。なお、この衝突発生判定は省略することも可能である。

衝突が発生したと判定された場合には（Ｓ１０のＹ）、ブレーキＥＣＵ２００は、衝突後に車速がゼロとなった履歴があるか否かを判定する（Ｓ１２）。すなわち、衝突後に停車を経験しているか否かを判定する。この判定結果が肯定的であれば、衝突後に一度は停車したうえでその後も走行可能な状態であることが推測される。なお、この停車経験の判定は省略することも可能である。

衝突後の停車経験ありと判定された場合には（Ｓ１２のＹ）、ブレーキＥＣＵ２００は、電源電圧が低電圧モード移行電圧Ｖ_０を下回るか否かを判定する（Ｓ１４）。電源電圧は例えば車両の主電源２０６の電圧である。電源電圧が判定しきい値Ｖ_０を下回る場合には（Ｓ１４のＹ）、ブレーキＥＣＵ２００は、ブレーキモードを低電圧モードにする（Ｓ１６）。低電圧モードの一例については図４を参照して後述する。電源電圧が判定しきい値Ｖ_０以上である場合には（Ｓ１４のＮ）、ブレーキＥＣＵ２００は本処理を終了する。同様に衝突が発生していない場合（Ｓ１０のＮ）、及び衝突後の停車経験がない場合にも（Ｓ１２のＮ）、ブレーキＥＣＵ２００は本処理を終了する。これらの場合、現在のブレーキモード例えばリニア制御モードがそのまま継続される。

低電圧モードにおいてブレーキＥＣＵ２００は、電源電圧が制御中止電圧Ｖ_３を下回るか否かを判定する（Ｓ１８）。制御中止電圧Ｖ_３は低電圧モード移行電圧Ｖ_０よりも小さい値に設定される。制御中止電圧Ｖ_３は例えば、ブレーキアクチュエータ８０の動作が保証される最小の電圧に設定される。電源電圧がこの判定しきい値Ｖ_３を下回る場合には（Ｓ１８のＹ）、ブレーキＥＣＵ２００は、ブレーキモードをバックアップモードにする（Ｓ２０）。電源電圧が判定しきい値Ｖ_３以上である場合には（Ｓ１８のＮ）、ブレーキＥＣＵ２００は本処理を終了する。この場合、低電圧モードが継続される。

図４は、本実施形態に係る低電圧モードの一例を説明するためのフローチャートである。本実施形態に係る低電圧モードにおいては電源電圧の低下につれて段階的に消費電力を低減していく。また、電源電圧が所定のしきい値を下回った場合に電源を主電源２０６からキャパシタ２１０に切り替える。ブレーキＥＣＵ２００は、図４に示される処理を低電圧モードにおいて周期的に繰り返す。

低電圧モードにおいてはブレーキＥＣＵ２００はまず、マスタカット弁２７の閉弁電流を規定値よりも小さい制御電流へと設定変更する（Ｓ２２）。この低減閉弁電流は例えば、走行中に想定される最大制動力の所定割合（例えば９割）に相当するホイールシリンダ圧をマスタカット弁２７の開弁圧とするように設定される。低減閉弁電流は固定値としてもよいし、変動させてもよい。例えば、電源電圧が低下するにつれて連続的にまたは段階的に閉弁電流を低減するようにしてもよい。なお、制御弁の開弁圧と閉弁電流との関係は例えば予め実験的に取得してブレーキＥＣＵ２００に記憶しておく。

このようにすれば、要求制動力が最大制動力の９０％以内に留まる場合にはマスタカット弁２７は閉弁状態を維持する。よって、要求ホイールシリンダ圧はホイールシリンダ圧制御部によって与えられる。一方、要求制動力が最大制動力の９０％を超える場合にはマスタカット弁２７が差圧により機械的に開弁される。これにより、必要なホイールシリンダ圧を与えることができる。このようにして、通常の大きさの制動力をリニア制御モード同様にホイールシリンダ圧制御部によって与える一方、通常を超える制動力を与えるためにマスタシリンダ圧を補完的に利用することができる。

次に、ブレーキＥＣＵ２００は、電源電圧が第１判定電圧Ｖ_１を下回るか否かを判定する（Ｓ２４）。第１判定電圧Ｖ_１は例えば、低電圧モード移行電圧Ｖ_０よりも小さくかつ制御中止電圧Ｖ_３よりも大きい値に設定される。電源電圧が第１判定電圧Ｖ_１を下回らない場合には（Ｓ２４のＮ）、ブレーキＥＣＵ２００は本処理を終了する。すなわち、現在のマスタカット弁閉弁電流低減という第１節電レベルを継続する。

一方、電源電圧が第１判定電圧Ｖ_１を下回る場合には（Ｓ２４のＹ）、ブレーキＥＣＵ２００は、オイルポンプ３４を駆動するモータ３２の回転レベルを定常回転から低減状態に設定変更する（Ｓ２６）。例えば、モータ３２への供給電流のデューティ比を通常よりも低下させる。その結果、モータ３２はゆっくりと回転するようになる。これにより、更なる節電が実現できる。なおモータ３２の回転も固定値に限られず、変動させてもよい。例えば、電源電圧が低下するにつれて連続的にまたは段階的に低減するようにしてもよい。

さらに、ブレーキＥＣＵ２００は、電源電圧が第２判定電圧Ｖ_２を下回るか否かを判定する（Ｓ２８）。第２判定電圧Ｖ_２は例えば、低電圧モード移行電圧Ｖ_０よりも小さくかつ制御中止電圧Ｖ_３よりも大きい値に設定される。なお本実施形態では、第２判定電圧Ｖ_２は、第１判定電圧Ｖ_１よりも小さい値とされるが、第１判定電圧Ｖ_１と等しくてもよいし、第１判定電圧Ｖ_１よりも大きい値であってもよい。電源電圧が第２判定電圧Ｖ_２を下回らない場合には（Ｓ２８のＮ）、ブレーキＥＣＵ２００は本処理を終了する。すなわち、現在のマスタカット弁閉弁電流低減かつモータ低回転作動という第２節電レベルを継続する。

一方、電源電圧が第２判定電圧Ｖ_２を下回る場合には（Ｓ２８のＹ）、ブレーキＥＣＵ２００は、キャパシタモードに移行する（Ｓ３０）。つまり、車両電源２０６から補助電源２１０へと電源を切り替える。キャパシタモードでは、更なる節電のために、４輪のうち一部（例えば２輪）を制御対象としてもよい。この場合、ブレーキＥＣＵ２００は、一部の増圧弁４０及び減圧弁４２のみの制御を継続し、他の増圧弁４０及び減圧弁４２の制御を中止する。これにより、マスタカット弁閉弁電流低減、モータ低回転作動、及び制御対象バルブ数の低減という第３節電レベルが提供される。このようにして低電圧モードにおいては、第１節電レベルから第３節電レベルへと電源電圧の低下につれて段階的に消費電力が低減される。

キャパシタモードにおいては例えば前輪のみを制御対象としてもよい。この場合、前輪側の増圧弁４０ＦＲ、４０ＦＬ及び減圧弁４２ＦＲ、４２ＦＬのみの制御を継続する。あるいは、キャパシタモードにおいて後輪のみを制御対象としてもよい。この場合、後輪側の増圧弁４０ＲＲ、４０ＲＬ及び減圧弁４２ＲＲ、４２ＲＬのみの制御を継続する。前輪側については制御を中止するとともにマスタカット弁２７を開弁してマスタシリンダ圧を導入する。後輪のみを制御対象とする場合には、一般に後輪のホイールシリンダ圧は低めでよいことから前輪側のみを制御対象とする場合よりも節電可能である。また、前輪側にはマスタ圧を導入できるので４輪制動を継続できる点も好ましい。

なお、本実施形態においては、図３に示されるバックアップモード（Ｓ２０）においても電源が補助電源２１０に切り替えられるが、図４に示されるキャパシタモード（Ｓ３０）とは異なる。バックアップモードにおいてはすべての増圧弁４０及び減圧弁４２の制御を中止するからである。よって、区別のために便宜上、バックアップモードを第１キャパシタモードと称し、図４に示されるキャパシタモードを第２キャパシタモードと称してもよい。すなわち、第２キャパシタモードにおいては一部の増圧弁４０及び減圧弁４２によるホイールシリンダ圧制御が継続され、更に電圧が低下して制御中止電圧Ｖ_３に達すると第１キャパシタモードに移行してすべての増圧弁４０及び減圧弁４２の制御が中止される。

節電レベルの内容は上述のものには限られない。他の適当な組合せや順序変更が可能である。一例としては、第１節電レベルをモータ低回転作動とし、第２節電レベルをマスタカット弁閉弁電流低減かつモータ低回転作動としてもよい。例えば、マスタカット弁２７の閉弁電流低減が節電により有効である場合には閉弁電流低減を先行させてもよいし、モータ低回転作動が節電に有効である場合にはモータ低回転作動を先行させてもよい。また、節電レベルを段階的に上げるのではなく、低電圧モード移行当初から最高の節電レベルとするようにしてもよい。また、低電圧モードにおいて閉弁電流低減、モータ低回転作動、またはキャパシタモードのいずれかのみにより節電をしてもよい。

本発明の一実施形態に係るブレーキ制御装置を示す系統図である。 本実施形態に係るブレーキ制御に関する制御ブロック図の一例である。 本実施形態に係るブレーキ制御処理の一例を説明するためのフローチャートである。 本実施形態に係る低電圧モードの一例を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１０ ブレーキ制御装置、 １４ マスタシリンダ、 ２０ ホイールシリンダ、 ２７ マスタカット弁、 ３２ モータ、 ３４ オイルポンプ、 ４０ 増圧弁、 ４２ 減圧弁、 ４４ ホイールシリンダ圧センサ、 ４８ マスタ圧センサ、 ５０ アキュムレータ、 ５１ アキュムレータ圧センサ、 ８０ ブレーキアクチュエータ、 ２００ ブレーキＥＣＵ、 ２０６ 車両電源、 ２１０ 補助電源。

Claims (3)

1. 電源と、
   運転者の操作に連動して作動液圧が変動する液圧源と、
   前記液圧源から作動液の供給を受けて車輪に制動力を付与するホイールシリンダと、
   前記液圧源と前記ホイールシリンダとの間に設けられ、液圧源側がホイールシリンダ側よりも高圧であるときの差圧の作用により機械的に開弁され得る制御弁と、
   前記制御弁の開閉を制御電流により制御する制御部と、を備え、
   前記制御弁は、通常の制動時には、差圧の作用により機械的に開弁されることのないよう設定された規定の制御電流により閉弁される常開型の弁であり、
   前記制御部は、前記電源が低電圧状態にあるか否かを判定し、低電圧状態と判定した場合には前記規定の制御電流よりも小さい制御電流で前記制御弁を閉弁することを特徴とするブレーキ制御装置。
2. 運転者のブレーキ操作から独立してホイールシリンダ圧を制御し得るホイールシリンダ圧制御手段をさらに備え、
   前記制御部は、前記低電圧状態においては前記ホイールシリンダ圧制御手段が提供するホイールシリンダ圧に上限値を設定し、要求ホイールシリンダ圧が該上限値を超えるときに前記制御弁が機械的に開弁されるように前記低電圧状態の制御電流を制御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. 作動液を加圧して貯留するための動力源をさらに備え、
   前記制御部は、前記低電圧状態においては通常よりも前記動力源を低速に作動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。

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