JP2010173471A - 車両用ブレーキ装置の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】目標制動力が閾値以上になると、ホイールシリンダに供給する液圧を、マスタシリンダ圧からポンプアップ圧への切り替えることで、マスタバックの倍力限界点以降も倍力比に対応する制動力が得られるようにする。ポンプアップ圧に切り替えた後、マスタバックの負圧室内の負圧が設定負圧にまで回復すると、マスタシリンダ圧に戻して、ポンプ駆動を停止させることで、ポンプを駆動するモータの消費電力を低下させ、また、モータの過熱を回避する。
【選択図】図16
Description
このため、ポンピングロスの増大は抑制されるものの、アシスト圧(ポンプアップ圧)の加圧状態が長期化すると、その間にマスタシリンダの負圧が増大し、充分に高いマスタシリンダ圧を生成できるようになっても、これを活用することができず、ポンプの使用頻度が過剰に高くなり、ポンプ駆動のための電力消費によって燃費の悪化を招くという問題があった。
図1は、実施形態における車両用エンジン及び車両用のブレーキ装置の構成を示す図である。
前記エンジン101の吸気管102には、スロットルモータ103aでスロットルバルブ103bを開閉駆動する電子制御スロットル104が介装される。
燃料は、各気筒の吸気ポート102Aに配設された燃料噴射弁130から噴射される。
前記エンジンコントロールユニット114には、アクセル開度ACC(アクセルペダルの踏込量)を検出するアクセルペダルセンサ116、エンジン101の吸入空気量QAを検出するエアフローセンサ115、クランクシャフト120の角度信号POSを出力するクランク角センサ117、スロットルバルブ103bの開度TVOを検出するスロットルセンサ118、エンジン101の冷却水温度TWを検出する水温センサ119、エンジン101の吸気負圧(吸気管負圧)PBを検出する吸気圧センサ142等からの検出信号が入力される。
また、前記エンジン101には、燃料タンク133にて発生した蒸発燃料を、蒸発燃料通路134を介してキャニスタ135に一時的に吸着させ、キャニスタ135から脱離させた蒸発燃料を、パージ制御弁136を備えたパージ通路137を介してスロットルバルブ103b下流の吸気通路に吸引させる、蒸発燃料処理装置が備えられている。
前記ブレーキ油圧回路は、ブレーキペダル131の操作力を倍力する負圧式倍力手段としてのマスタバック132a(ブレーキブースタ)と、該マスタバック132aで倍力された操作力に応じてマスタシリンダ圧(第1液圧)を発生するタンデム型のマスタシリンダ203(第1液圧発生手段)と、前記マスタシリンダ圧を各ホイールシリンダ204〜207に供給する油圧ユニット202とから構成される。
図2〜図4に示す可変バルブリフト機構は、一対の吸気バルブ105,105と、シリンダヘッド11のカム軸受14に回転自在に支持された中空状の吸気カムシャフト13と、該吸気カムシャフト13に軸支された回転カムである2つの偏心カム15,15(駆動カム)と、前記吸気カムシャフト13の上方位置に同じカム軸受14に回転自在に支持された制御軸16と、該制御軸16に制御カム17を介して揺動自在に支持された一対のロッカアーム18,18と、各吸気バルブ105,105の上端部にバルブリフター19,19を介して配置された一対のそれぞれ独立した揺動カム20,20と、を備えている。
前記偏心カム15は、図5に示すように、略リング状を呈し、小径なカム本体15aと、該カム本体15aの外端面に一体に設けられたフランジ部15bとからなり、内部軸方向にカム軸挿通孔15cが貫通形成されていると共に、カム本体15aの軸心Xが吸気カムシャフト13の軸心Yから所定量だけ偏心している。
また、基部18aの外端部に突設された一端部18bには、リンクアーム25の先端部と連結するピン21が圧入されるピン孔18dが貫通形成されている一方、基部18aの内端部に突設された他端部18cには、各リンク部材26の後述する一端部26aと連結するピン28が圧入されるピン孔18eが形成されている。
前記揺動カム20は、図2及び図6,図7に示すように略横U字形状を呈し、略円環状の基端部22に吸気カムシャフト13が嵌挿されて回転自在に支持される支持孔22aが貫通形成されていると共に、ロッカアーム18の他端部18c側に位置する端部23にピン孔23aが貫通形成されている。
一方、前記制御軸16の先端に一対のステー123a,123bが固定され、一対のステー123a,123bの先端部を連結する制御軸16と平行な軸周りに、ナット124が揺動可能に支持される。
本実施形態の可変バルブタイミング機構113は油圧式機構であり、クランクシャフト120によりタイミングチェーンを介して回転駆動されるカムスプロケット51(タイミングスプロケット)と、吸気カムシャフト13の端部に固定されてカムスプロケット51内に回転自在に収容された回転部材53と、該回転部材53をカムスプロケット51に対して相対的に回転させる油圧回路54と、カムスプロケット51と回転部材53との相対回転位置を所定位置で選択的にロックするロック機構60とを備えている。
前記油圧回路54は、進角側油圧室82に対して油圧を給排する第1油圧通路91と、遅角側油圧室83に対して油圧を給排する第2油圧通路92との2系統の油圧通路を有し、この両油圧通路91,92には、供給通路93とドレン通路94a,94bとがそれぞれ通路切り換え用の電磁切換弁95を介して接続されている。
前記ECU114は、前記電磁切換弁95を駆動する電磁アクチュエータ99に対する通電量を、デューティ制御信号に基づいて制御することで、クランクシャフト120に対する吸気カムシャフト13の回転位相を変更し、吸気バルブ105の作動角の中心位相を進・遅角制御する。
このように、ベーン78a〜78dがハウジング56内で相対回転できる範囲で、吸気カムシャフト13のクランクシャフト120に対する位相が最遅角位置から最進角位置までの間で連続的に変化し、吸気バルブ105の作動角の中心位相が連続的に変化するものである。
図12に示す油圧ユニット202では、前記マスタシリンダ203から左右の前輪FR,FLそれぞれのホイールシリンダ204,205に接続される、2つの独立したマスタシリンダ圧供給配管2001A,2001Bが設けられており、前記マスタシリンダ圧供給配管2001A,2001Bには、それぞれに遮断弁2002A,2002Bが介装されている。
更に、第1給排配管2008A,2008Bの途中と、前記遮断弁2002A,2002Bの下流側の前記マスタシリンダ圧供給配管2001A,2001Bとをそれぞれに接続する第2給排配管2010A,2010Bが設けられる。
即ち、前記IN弁2005A,2005B及びOUT弁2020A,2020Bに対する非通電状態では、前記IN弁2005A,2005B及びOUT弁2020A,2020Bが共に閉状態となり、このときに、遮断弁2002A及び2002Bも非通電とすれば、マスタシリンダ圧がホイールシリンダ204,205に対して供給されることになる。
次に、前記エンジンコントロールユニット114によるエンジン制御を、図13のフローチャートに従って説明する。
具体的には、アクセル開度ACC、エンジン回転速度NE、吸入空気量QA、吸気負圧PB、ブースタ負圧BNPなどを読み込む。
具体的には、下記複数条件(1)〜(6)のうちの1つが成立した場合には、その成立条件で要求される吸気負圧を目標吸気負圧とし、下記複数条件(1)〜(6)のうちの複数が同時に成立した場合には、各成立条件(1)〜(6)それぞれから要求される複数の目標吸気負圧のうちの最も大きな値(大気圧に対して最も低い圧)を選択し、下記複数条件(1)〜(6)のいずれもが非成立の場合には、目標吸気負圧を大気圧(0mmHg)又は大気圧近傍の圧力とする。
(1)キャニスタパージの要求:キャニスタパージを行う条件が成立すると、パージエアを、吸気負圧を利用して吸気系に吸い込ませるために、パージ要求量に応じて目標吸気負圧を決定する。
即ち、アクセル開度及び機関回転速度NEに応じて目標トルクを設定し、この目標トルクが得られる目標吸入空気量を算出し、更に、前記目標吸入空気量を、機関回転速度NE及び排気量(シリンダ総容量)に基づいて目標体積流量比に変換する。
次いで、そのときの可変バルブタイミング機構(VTC)113による吸気バルブ105の作動角の中心位相と、前記目標バルブ開口面積とから、前記制御軸16の目標角度、即ち、目標バルブリフト量を算出する。
次に、図16のフローチャートに従って、前記ブレーキコントロールユニット201によるブレーキ制御を詳述する。
具体的には、ブレーキペダルの操作量(ストローク量或いはマスタシリンダ圧)、ブースタ負圧、ホイールシリンダ圧などを示す信号の読込みを行う。
例えば、ブレーキペダルセンサ208で検出される前記ブレーキペダル131のストローク量BSが基準値を越えていることに基づいて制動状態であると判断する場合には、図17に示すように、ブレーキペダルセンサ208(要求制動力検出手段)で検出される前記ブレーキペダル131のストローク量BSが大きくなるほど、より大きな目標制動力(目標ホイールシリンダ圧)を算出する。
これは、車両に対する荷物・人員の積載により、前後輪の荷重が、積載がない場合と比べ変化するためであり、荷重の変化に応じた目標制動力とするものである。
更に、制動時のステアリング舵角と車速などに応じて前後左右輪の目標制動力(目標ホイールシリンダ圧)を決定することができる。
また、ブレーキ操作量(ストローク量BS,マスタシリンダ圧MCP,ブレーキペダル踏力)の増大変化率で目標制動力を補正することができ、具体的には、前記増大変化率が閾値を超えた場合に、前記変化率と前記閾値との偏差に応じて目標制動力(目標ホイールシリンダ圧)を増大補正する。
尚、ステップS1105の判定は、前輪と後輪とでホイールシリンダ圧の制御が異なることを示し、実際には、前輪のホイールシリンダ圧の制御(ステップS1107〜ステップS1114の処理)と後輪のホイールシリンダ圧の制御(ステップS1106の処理)とが並行して実行されるものとする。
ステップS1109では、前記ステップS1104で設定した目標制動力が、ステップS1108で設定した閾値A以上であるか否かを判定することで、ポンプ2004(モータ2003)の駆動開始タイミングであるか否かを判断する。
ステップS1111では、前記ステップS1104で設定した目標制動力が、ステップS1108で設定した閾値B以上になったか否かを判断する。
尚、大気圧を0kPaとし、大気圧よりも低い圧である負圧をプラスで示し、前記設定負圧は、設定負圧>0に設定されるものとする。
一方、ステップS1113で、ブースタ負圧BNPが設定負圧以下であると判断された場合には、マスタシリンダ圧では要求の制動力を満たさないものと判断し、ステップS1114へ進んで、ポンプアップ制動状態を継続させる。
時刻t2でポンプアップ圧への切り替えがなされた後、時刻t3でブレーキストロークが停止し、その後は、増大変化しつつある吸気負圧がマスタバック132a内に導入されることで、マスタバック負圧が増大に転じる。
ステップS1202では、そのときの車速の検出結果を読み込む。
ステップS1204では、エンジン101と組み合わされ、エンジン101の出力を駆動輪に伝達する変速機における変速段(シフトレンジ)が後退段(後退レンジ)であるか否かを判断する
ここで、後退段(後退レンジ)である場合には、ステップS1205へ進み、前記第1の補正後設定負圧を、予め記憶された補正値(2)だけ減少補正した結果を、第2の補正後設定負圧に設定し、後退段(後退レンジ)でない場合には、後退段(後退レンジ)が選択されている状態に適合する補正は不要であるので、ステップS1206へ進み、前記第1の補正後設定負圧をそのまま第2の補正後設定負圧に設定する。
ステップS1207では、車両が旋回中であるか否か、換言すれば、横方向の加速度が所定以上であるか否かを、操作角及び車速から判断する。
前記補正値(3)は、制動による減速Gが旋回走行によって低下する分に対応する値に予め設定されており、固定値とすることができる他、旋回による横方向加速度(横G)が大きいときほどより大きな値に設定することができる。
ステップS1213では、回生ブレーキ中であるか否かを判断する。
一方、回生ブレーキ中でない場合には、ブレーキ装置が発生すべき制動力が減ることがないので、設定負圧の減少補正は不要であり、ステップS1215に進み、前記第4の補正後設定負圧をそのまま第5の補正後設定負圧に設定する。
上記のように、設定負圧の基準値を、車速,変速段(シフトレンジ),旋回走行,エンジンブレーキ,回生ブレーキに応じて補正し、最終的な設定負圧を決定する。
ステップS1113Aでブースタ負圧BNPが設定負圧以下であると判断された場合には、マスタシリンダ圧に切り替えた場合に要求制動力を満たすことができなくなる場合があるので、ステップS1114へ進んで、ポンプアップ制動状態を継続させる。
ポンプアップ制動においては、増圧要求に対してはポンプ2004の駆動が必要となるが、液圧保持及び減圧制御は、ポンプ2004を停止した状態で行われる。
そこで、要求制動力が増大変化してなく、液圧保持又は減圧制御状態である場合には、ステップS1114へ進んで、ポンプアップ制動状態を継続させる。
一方、ステップS1113Bで要求制動力が増大変化していると判断された場合には、そのままポンプアップ制動状態を継続させる場合には、ポンプ2004を駆動してポンプアップ圧を発生させる必要がある一方で、マスタシリンダ圧で要求制動力を満たすことができるようになっているから、ステップS1112へ進んで、ポンプアップ圧からマスタシリンダ圧への切り替えを実行する。
ステップS1302では、ポンプアップシステムに異常が発生しているか否かを判別する。
例えば、要求制動力の増大変化に対してマスタシリンダ圧からポンプアップ圧に切り替え、ポンプアップ圧の供給によってホイールシリンダ圧を増圧させる場合に、所期の増圧が行えなかった場合には、モータ2003やモータ駆動回路の故障を要因とする増圧不能の異常状態を判定する。
ステップS1304では、ポンプアップシステムの異常が、モータ駆動回路を含むモータ2003の異常(ポンプアップによる増圧不能状態)であるか否かを判断する。
一方、マスタシリンダ圧がポンプアップ圧未満である場合には、ポンプアップ圧によって正常に制動力を増大変化させることができないものの、現時点でマスタシリンダ圧に切り替えると、制動力を低下させることになるので、ステップS1308へ進み、ポンプアップ制動状態を継続させ、マスタシリンダ圧がポンプアップ圧以上になるのを待って、マスタシリンダ圧への切り替えを実行させるようにする。
ステップS1309で作動させる制動手段としては、例えば、電動式のパーキングブレーキ装置があり、また、回生ブレーキを備える場合には、回生量を増やして回生に伴う制動力を増やす方法があり、更に、エンジンブレーキによる制動力を増大させるべく、変速機のギア比(変速段)をより低速側にシフトさせる方法がある。
また、ステップS1305で、要求制動力の増大変化時ではないと判断されると、ステップS1311へ進み、IN弁2005A〜2005D及びOUT弁2020A〜2020D(油圧制御弁)を用いた液圧保持制御・減圧制御を実行する。
ステップS1310では、IN弁2005A〜2005D及び/又はOUT弁2020A〜2020D(油圧制御弁)の故障を要因とする保持・減圧不能であるか否かを判断する。
IN弁2005A〜2005DやOUT弁2020A〜2020Dなどの油圧制御弁による油圧制御が不能の場合には、現時点のホイールシリンダ圧を保持することができず、要求制動力が増大変化しているか又は一定であるのに、実際のホイールシリンダ圧が減少変化してしまう可能性がある。
また、ステップS1310でIN弁2005A〜2005D及びOUT弁2020A〜2020D(油圧制御弁)が正常動作していると判断された場合であって、他の要因によるシステム異常時である場合には、ステップS1305へ進み、モータ異常時(増圧不能異常時)と同様な処理を行わせる。
(イ)請求項1〜3記載のいずれか1つに記載の車両用ブレーキ装置の制御装置において、
前記第2の液圧切替手段が、前記設定負圧を、車両の運転条件に基づいて可変に設定する負圧設定手段を含むことを特徴とする車両用ブレーキ装置の制御装置。
(ロ)請求項1〜3,(イ)のいずれか1つに記載の車両用ブレーキ装置の制御装置において、
前記第2液圧発生手段の異常を診断する診断手段と、
前記第1の液圧切替手段により前記第2液圧が前記ホイールシリンダに供給されている状態において、前記診断手段によって前記第2液圧発生手段の異常が診断された場合に、前記車輪のホイールシリンダに供給する液圧を前記第2液圧から前記第1液圧に戻す第3の液圧切替手段と、
を更に含むことを特徴とする車両用ブレーキ装置の制御装置。
Claims (3)
- 負圧を用いてブレーキ操作力を倍力する負圧式倍力手段と、
前記負圧式倍力手段で倍力されたブレーキ操作力に応じて第1液圧を発生させる第1液圧発生手段と、
ポンプによって第2液圧を発生させる第2液圧発生手段と、
を含む車両用ブレーキ装置に適用される制御装置であって、
車輪のホイールシリンダに供給する液圧を、要求制動力の増大に応じて前記1液圧から前記第2液圧に切り替える第1の液圧切替手段と、
前記負圧式倍力手段の負圧を検出する負圧検出手段と、
前記第1の液圧切替手段により前記第2液圧が前記ホイールシリンダに供給されている状態において、前記負圧検出手段で検出される前記負圧式倍力手段の負圧が設定負圧に達した場合に、前記車輪のホイールシリンダに供給する液圧を前記第2液圧から前記第1液圧に戻す第2の液圧切替手段と、
を含んで構成されたことを特徴とする車両用ブレーキ装置の制御装置。 - 前記第2の液圧切替手段が、前記負圧式倍力手段の負圧が前記設定負圧に達していて、かつ、要求制動力が増大変化している場合に、前記車輪のホイールシリンダに供給する液圧を前記第2液圧から前記第1液圧に戻すことを特徴とする請求項1記載の車両用ブレーキ装置の制御装置。
- 前記第2の液圧切替手段が、前記負圧式倍力手段の負圧が前記設定負圧に達していて、かつ、前記第1液圧が前記第2液圧以上である場合に、前記車輪のホイールシリンダに供給する液圧を前記第2液圧から前記第1液圧に戻すことを特徴とする請求項1記載の車両用ブレーキ装置の制御装置。
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