JP2011084147A

JP2011084147A - ブレーキ制御装置

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Publication number: JP2011084147A
Application number: JP2009237583A
Authority: JP
Inventors: Yoshito Tanaka; 義人田中
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-10-14
Filing date: 2009-10-14
Publication date: 2011-04-28
Anticipated expiration: 2029-10-14
Also published as: JP5233950B2

Abstract

【課題】電磁弁に発生しうる振動を抑制することができるブレーキ制御装置を提供することにある。
【解決手段】ブレーキ制御装置は、ブレーキ液が供給されて車輪に制動力を付与するホイールシリンダと、ホイールシリンダに流路を介して接続され、通電制御により開度が調整される電磁弁と、パルス幅変調制御されたパルス信号を電磁弁に通電する制御をする制御部と、を備える。そして制御部は、電磁弁における自励振動の発生が予測された場合に、電磁弁に通電するパルス信号の周波数を所定の通常周波数より高くする。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に設けられた車輪に付与する制動力を制御するブレーキ制御装置に関する。

近年、車両に搭載される複数の車輪の各々に与える制動力を電子的に制御することにより走行安定性や車両安全性の向上を図る電子制御ブレーキシステムの開発が盛んに進められている。電子制御ブレーキシステムには、ホイールシリンダ圧の増圧および減圧のために、コイルに電流を供給して開弁および閉弁させる電磁弁が広く用いられている。

ところで、電磁弁に多量の流体が流れると電磁弁の可動部材に自励振動が発生する場合がある。このような自励振動が発生すると異音が生じて運転者に不快感を与えてしまうおそれがある。

特許文献１には、車両用ブレーキ装置において液圧制御アクチュエータの自励振動が発生しうる状況を低減するため、決定される目標液圧が所定液圧より大きいとき、同決定される目標液圧を目標液圧の液圧変化率の上限が小さくなるように設定することで、液圧制御アクチュエータに多量の作動液が流れることを回避することが開示されている。

特許文献２には、プランジャの振動を抑制するため、プランジャの側面に凸部を設け、その凸部が設けられた箇所のプランジャの透磁率を変更した電磁弁が開示されている。

特開２００５−２４７０９２号公報特開２００８−３９１５７号公報

特許文献１に記載の技術は、目標液圧の勾配を制限する制御であり、制動応答性を対価として自励振動の発生を低減している。特許文献２に記載の技術においては、プランジャの側面に設けた凸部が、振動が発生していない状態においても開弁動作または閉弁動作に対して抵抗力として作用するため、自励振動が発生していないときの制御性がプランジャの振動を抑制するための対価となっている。

そこで、本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、電磁弁に発生しうる振動を抑制することができるブレーキ制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様は、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であって、ブレーキ液が供給されて車輪に制動力を付与するホイールシリンダと、ホイールシリンダに流路を介して接続され、通電制御により開度が調整される電磁弁と、パルス幅変調制御されたパルス信号を電磁弁に通電する制御をする制御部と、を備える。制御部は、電磁弁における自励振動の発生が予測された場合に、電磁弁に通電するパルス信号の周波数を所定の通常周波数より高くする。

この態様によると、パルス幅変調制御により駆動されている電磁弁に対して、パルス信号の周波数を制御することにより、電磁弁の自励振動を抑制することができる。

本発明の別の態様もまた、ブレーキ制御装置である。この装置は、車両に設けられた車輪に付与される制動力を制御し、ブレーキ液が供給されて車輪に制動力を付与するホイールシリンダと、ホイールシリンダに流路を介して接続され、通電制御により開度が調整される電磁弁と、電磁弁への通電制御をする制御部と、を備える。制御部は、パルス幅変調制御したパルス信号を電磁弁に通電する第１駆動回路と、直流電流を電磁弁に通電する第２駆動回路と、を備える。制御部は、電磁弁における自励振動の発生が予測された場合に、電磁弁の駆動回路を第１駆動回路から第２駆動回路に切り替えて電磁弁に通電する。

この態様によると、電磁弁の自励振動を抑制しつつ、電磁弁の制御性を高めることができる。

制御部は、電磁弁に通電するパルス信号の周波数を所定の通常周波数より低くし、前記電磁弁に自励振動が生じるか否かを検出してもよい。これにより、電磁弁への空気の混入を検出することができる。

本発明に係るブレーキ制御装置によれば、電磁弁に発生しうる振動を抑制することができる。

実施形態に係るブレーキ制御装置の系統図である。実施形態に係る電磁弁の断面図である。実施形態に係るＥＣＵの機能構成を示す図である。実施形態に係る電磁弁に通電するパルス信号の周波数と、プランジャとスリーブに生じる摩擦力の関係を示す図である。実施形態に係る自励振動予測処理を示すフローチャートである。実施形態に係る自励振動抑制処理の制御結果を示す図である。実施形態に係るＥＣＵの機能構成の変形例を示す図である。実施形態に係る駆動回路切替処理を示すフローチャートである。実施形態に係る自励振動抑制処理の変形例の制御結果を示す図である。実施形態に係る空気混入検査処理を示すフローチャートである。

図１は、実施形態に係るブレーキ制御装置１０の系統図である。ブレーキ制御装置１０には電子制御式ブレーキシステム（ＥＣＢ）が採用されており、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。

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オイルを送り出すマスタシリンダ１４に接続されている。また、ブレーキペダル１２には、その踏込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。更に、マスタシリンダ１４にはリザーバタンク２６が接続されており、マスタシリンダ１４の一方の出力ポートには、電磁弁２３を介して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。電磁弁２３はいわゆる常閉型のリニアバルブであり、電流が供給されていない状態では閉弁し、運転者によるブレーキペダル１２の踏み込み操作が検出された場合に電流が供給され開弁する。

マスタシリンダ１４の一方の出力ポートには、右前輪用のブレーキ油圧制御管１６が接続されている。ブレーキ油圧制御管１６は、右前輪に制動力を付与する右前輪用ホイールシリンダ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が接続されている。ブレーキ油圧制御管１８は左前輪に制動力を付与する左前輪用ホイールシリンダ２０ＦＬに接続されている。

ブレーキ油圧制御管１６の中途には右マスタ弁２２ＦＲが設けられており、ブレーキ油圧制御管１８の中途には左マスタ弁２２ＦＬが設けられている。右マスタ弁２２ＦＲおよび左マスタ弁２２ＦＬは、何れもいわゆる常開型のリニアバルブであり、電流が供給されている状態では閉弁してマスタシリンダ１４と右前輪用ホイールシリンダ２０ＦＲまたは左前輪用ホイールシリンダ２０ＦＬとの連通を阻止し、電流の供給が減少または停止されることにより開弁してマスタシリンダ１４と右前輪用ホイールシリンダ２０ＦＲまたは左前輪用ホイールシリンダ２０ＦＬとを連通させる。以下、必要に応じて右マスタ弁２２ＦＲおよび左マスタ弁２２ＦＬをマスタ弁２２と総称する。

また、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センサ４８ＦＲが設けられている。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検出する左マスタ圧センサ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、右マスタ圧センサ４８ＦＲおよび左マスタ圧センサ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。電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）２００は、ストロークセンサ４６の故障などを考慮して、フェイルセーフの観点から右マスタ圧センサ４８ＦＲおよび左マスタ圧センサ４８ＦＬの検出結果からマスタシリンダ圧を監視する。

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いる。この油圧給排管２８の他端には、モータ３２により駆動されるポンプ３４の吸込口が接続されている。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。第１の実施形態では、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ポンプ３４として採用されている。また、アキュムレータ５０として、ブレーキ液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アキュムレータが採用されている。

アキュムレータ５０は、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液を蓄える。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におけるブレーキ液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、高圧のブレーキ液は油圧給排管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におけるブレーキ液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。

高圧管３０は、右前輪用増圧弁４０ＦＲ、左前輪用増圧弁４０ＦＬ、右後輪用増圧弁４０ＲＲ、および左後輪用増圧弁４０ＲＬ（以下、必要に応じてこれらを総称して「増圧弁４０」という）を介して、右前輪用ホイールシリンダ２０ＦＲ、左前輪用ホイールシリンダ２０ＦＬ、右後輪用ホイールシリンダ２０ＲＲ、および左後輪用ホイールシリンダ２０ＲＬ（以下、必要に応じてこれらを総称して「ホイールシリンダ２０」という）にそれぞれ接続されている。増圧弁４０の各々はいわゆる常閉型のリニアバルブ（電磁弁）であり、電流が供給されていない状態では閉弁してホイールシリンダ圧を増圧させず、電流が供給されることにより開弁してホイールシリンダ圧を増圧させる。ホイールシリンダ２０は、ブレーキ液が供給されることで車輪に制動力を付与する。

右前輪用ホイールシリンダ２０ＦＲ〜右後輪用ホイールシリンダ２０ＲＲは、それぞれ右前輪用減圧弁４２ＦＲ、左前輪用減圧弁４２ＦＬ、右後輪用減圧弁４２ＲＲ、および左後輪用減圧弁４２ＲＬ（以下、必要に応じてこれらを総称して「減圧弁４２」という）に接続されている。

右前輪用減圧弁４２ＦＲおよび左前輪用減圧弁４２ＦＬはいわゆる常閉型のリニアバルブ（電磁弁）であり、電流が供給されていない状態では閉弁してホイールシリンダ圧を減圧させず、電流が供給されることにより開弁してホイールシリンダ圧を減圧させる。一方、左後輪用減圧弁４２ＲＬおよび右後輪用減圧弁４２ＲＲはいわゆる常開型のリニアバルブ（電磁弁）であり、電流が供給されている状態では閉弁してホイールシリンダ圧を減圧させず、電流の供給が減少または停止されることにより開弁してホイールシリンダ圧を減圧させる。リニアバルブは、ホイールシリンダ２０に流路を介して接続され、通電制御により開度が調整される。

右前輪用ホイールシリンダ２０ＦＲ、左前輪用ホイールシリンダ２０ＦＬ、右後輪用ホイールシリンダ２０ＲＲ、および左後輪用ホイールシリンダ２０ＲＬ付近の油圧配管には、それぞれ対応するホイールシリンダ２０の液圧を検出する右前輪用ホイールシリンダ圧センサ４４ＦＲ、左前輪用ホイールシリンダ圧センサ４４ＦＬ、右後輪用ホイールシリンダ圧センサ４４ＲＲ、および左後輪用ホイールシリンダ圧センサ４４ＲＬ（以下、必要におうじてこれらを総称して「ホイールシリンダ圧センサ４４」という）がそれぞれ設けられている。

上述のマスタ弁２２、増圧弁４０、減圧弁４２、ポンプ３４、アキュムレータ５０、マスタ圧センサ４８、ホイールシリンダ圧センサ４４、アキュムレータ圧センサ５１などによって油圧アクチュエータ８０が構成される。油圧アクチュエータ８０はＥＣＵ２００によってその作動が制御される。さらに、常閉型の電磁弁である増圧弁４０および減圧弁４２について具体的に説明する。

図２は、実施形態に係る電磁弁１００の断面図である。電磁弁１００は、ＥＣＵ２００により、供給される電流値を調整され、弁の開度が調整される。電磁弁１００は、閉弁電流が供給されている状態では閉弁し作動液の流通を遮断し、電流の供給が減少または停止されることにより開弁して作動液を流通させる常開型の電磁弁である。

電磁弁１００は、ガイド１１０、シャフト１１２、ロッド１１４、プランジャ１１６、シート１１８、スリーブ１２０、コイルバネ１２２、コイルヨーク１２６、リングヨーク１２８、およびコイル１３０を備える。シャフト１１２、ロッド１１４およびプランジャ１１６が付勢力や電磁力により可動する可動部材として機能する。なお、便宜上、図面における下方向を第１方向として、上方向を第２方向として説明する。第１方向はロッド１１４の先端部１１４ａが弁座１１８ｂに向かう方向であり、第２方向はロッド１１４の先端部１１４ａが弁座１１８ｂから離間する方向である。

ガイド１１０は円柱状に形成された磁性体であり、軸方向の略中央から第２方向側にシート嵌込孔１１０ａが、第１方向側にシャフト摺動孔１１０ｃが、ガイド１１０の中心軸と同軸となり且つ相互に貫通するよう設けられている。シャフト摺動孔１１０ｃの第２方向側の端部には、シャフト摺動孔１１０ｃよりも内径が微小に大きい挿通孔１１０ｄが設けられている。また、ガイド１１０には、シート嵌込孔１１０ａの内壁から外面へと径方向に貫通する導出ポート１１０ｂが設けられている。導出ポート１１０ｂはブレーキ回路の液圧給排管と連通し、作動液を液圧給排管に導出する。

シャフト１１２は非磁性体によって形成され、第２方向側の端部から所定長さにわたって他の部分より径の細いシャフト嵌挿部１１２ａが設けられる。シャフト１１２の第１方向側の端部には、有底孔であるロッド嵌挿孔１１２ｂが中心軸と同軸に設けられている。

ロッド１１４は、非磁性体によって形成され、ロッド端部１１４ａは半球状に形成されている。ロッド１１４は、中心軸方向に移動し、ロッド端部１１４ａがシート１１８の弁座１１８ｂに着座または離間することで、作動液の流通を遮断または連通する。

ロッド端部１１４ａとは逆の第２方向側の端部から所定長さにわたってロッド嵌挿部１１４ｂが設けられており、このロッド嵌挿部１１４ｂがシャフト１１２のロッド嵌挿孔１１２ｂに嵌挿され、ロッド１１４がシャフト１１２に同軸に固定される。

プランジャ１１６は円筒状に形成された磁性体であり、シャフト嵌挿孔１１６ａが中心軸と同軸に貫通して設けられている。プランジャ１１６には、他の外周面よりも径が小さい挿通部１１６ｂが第１方向側の端部から所定長さにわたって設けられている。挿通部１１６ｂが設けられた第１方向の端部側からシャフト１１２のシャフト嵌挿部１１２ａがシャフト嵌挿孔１１６ａに嵌挿されることにより、プランジャ１１６がシャフト１１２に固定される。

シート１１８は、円柱状に形成された非磁性体である。シート１１８は、ガイド１１０のシート嵌込孔１１０ａに挿入され、ガイド１１０から抜けることのないよう嵌め込まれる。

シート１１８には、中心軸と同軸に導入ポート１１８ａが設けられ、導入ポート１１８ａの上端に連通孔が形成される。その連通孔が形成された逆側には、テーパ状の弁座１１８ｂが形成される。

スリーブ１２０は、円柱状に形成された磁性体である本体部１２０ａに円筒部が同軸となるよう一体的に結合されたカップ形状に形成される。この円筒部は、非磁性体によって形成されたガイド部１２０ｂを有する。ガイド部１２０ｂは、第１方向側の開口端部から所定長さにわたって設けられる。

スリーブ１２０の円筒部内部に、プランジャ１１６が挿入された後、挿通孔１１０ｄが設けられた側からガイド１１０がスリーブ１２０の円筒部内部に嵌め込まれて、ガイド１１０がスリーブ１２０に固定される。そして、シャフト１１２、ロッド１１４およびシート１１８が順に所定の孔に挿入され、ロッド端部１１４ａが弁座１１８ｂに向かう方向および弁座１１８ｂから離間する方向に移動可能に設けられる。

コイル１３０は、プランジャ１１６の外部を囲うよう、スリーブ１２０の外部において巻回される。コイルヨーク１２６はカップ状に形成された磁性体である。コイルヨーク１２６は、コイル１３０の径方向外側に、コイルヨーク１２６がコイル１３０を囲うように配置される。リングヨーク１２８は円板状の磁性体であり、中央の挿通孔がガイド１１０の外周に嵌め込まれることによりガイド１１０に固定される。コイルヨーク１２６は、スリーブ１２０の本体部１２０ａおよびリングヨーク１２８に取り付けられる。こうしてコイル１３０は、磁性体であるコイルヨーク１２６およびリングヨーク１２８によってその外周が覆われる。

スリーブ１２０の本体部１２０ａのうちガイド部１２０ｂに連結された側の端部には、有底のバネ収容孔１２０ｄが設けられている。コイルバネ１２２は、圧縮された状態で一端がスリーブ１２０のバネ収容孔１２０ｄの底部に当接し、他端がプランジャ１１６のバネ収容孔１１６ｅの底部に当接することにより、プランジャ１１６に第１方向に向かう付勢力を与える。したがって通常は、コイルバネ１２２の付勢力によってロッド１１４の先端部１１４ａが弁座１１８ｂに着座した状態となっている。

プランジャ１１６には、第２方向側の端部として、外周近傍に円環状の上端部１１６ｃが設けられる。スリーブ１２０の底部１２０ｅは、コイル１３０に電流が供給されて発生する磁束の流れにより上端部１１６ｃとの間でプランジャ１１６に対し第１方向に吸引力を与えるようプランジャ１１６の第１方向側に位置する。すなわち、コイル１３０に電流が供給されて発生する電磁力は、プランジャ１１６に第２方向の力を与える。プランジャ１１６が電磁力により上下に移動すると、シャフト１１２およびロッド１１４の可動部材も一体的に、プランジャ１１６とともに上下に移動する。

図３は、実施形態に係るＥＣＵ２００の機能構成を示す図である。ブレーキＥＣＵ２００は、目標液圧演算部６０と、液圧制御部６１と、周波数設定部６２と、駆動回路６３とを備える。

目標液圧演算部６０は、ストロークセンサ４６およびマスタ圧センサ４８の出力にもとづいて各ホイールシリンダ２０に付与すべき制動力に応じた目標液圧を算出する。なお、目標液圧演算部６０は、所与の運転支援制御部からの出力に応じた目標液圧を算出してもよい。

液圧制御部６１は、目標液圧演算部６０から目標液圧を受け取る。液圧制御部６１は、目標液圧に応じて、ホイールシリンダ圧を制御する。具体的には、液圧制御部６１は、目標液圧およびホイールシリンダ圧にもとづき、所定の制御マップを参照して増圧弁４０および減圧弁４２への通電電流値を算出する。液圧制御部６１は、駆動回路６３に算出した各電磁弁への通電電流値を供給する。なお、液圧制御部６１は、所定の制御マップに代えて所定の計算式を用いて、増圧弁４０および減圧弁４２への通電電流値を算出してもよい。

液圧制御部６１は、各電磁弁への通電電流値にもとづいて制御されたホイールシリンダ圧をホイールシリンダ圧センサ４４から取得する。そして液圧制御部６１は、ホイールシリンダ圧が目標液圧と異なる場合は、フィードバック制御によって、ホイールシリンダ圧を目標液圧に調整する。

また液圧制御部６１は、増圧弁４０および減圧弁４２における自励振動の発生が予測されたかどうか判定し、その判定結果を周波数設定部６２に供給する。

ここで増圧弁４０および減圧弁４２への通電電流は、パルス幅変調制御されているパルス信号である。このパルス信号の平均電流値が、目標液圧に応じて算出された増圧弁４０および減圧弁４２への通電電流値であってよい。液圧制御部６１は、算出された増圧弁４０および減圧弁４２への通電電流値に応じてパルス信号のデューティ比を調整する制御をし、駆動回路６３にデューティ比を供給してもよい。このパルス信号は、通常時において所定の通常周波数で出力される。液圧制御部６１は、パルス幅変調制御されたパルス信号を電磁弁に通電するための制御をする。パルス幅変調制御により電磁弁を駆動することで、消費電力を低減することができる。

周波数設定部６２は、液圧制御部６１の判定結果を受け取り、増圧弁４０および減圧弁４２における自励振動の発生が予測された場合に、増圧弁４０および減圧弁４２に通電するパルス信号の周波数を大きくする。具体的には、周波数設定部６２は、増圧弁４０および減圧弁４２における自励振動の発生が予測された場合に、所定の通常周波数より高い所定の振動抑制周波数をパルス信号の周波数として設定する。また、周波数設定部６２は、増圧弁４０および減圧弁４２における自励振動の発生が予測されなければ、所定の通常周波数をパルス信号の周波数として設定する。

駆動回路６３は、増圧弁４０および減圧弁４２にパルス信号を通電し、増圧弁４０および減圧弁４２の開度を調整する。駆動回路６３により出力されるパルス信号の周波数は周波数設定部６２により設定された周波数である。このような通電制御により、増圧弁４０および減圧弁４２の開度が調整される。

ところで、パルス幅変調制御されたパルス信号により電磁弁を駆動すると、電磁弁に自励振動が発生する可能性がある。この自励振動について具体的に説明する。パルス幅変調制御により電磁弁を駆動しているとき、電磁弁の可動部材であるシャフト１１２、ロッド１１４およびプランジャ１１６が常に微少に動く。このとき、電磁弁の下流側の液圧と上流側の液圧の差圧と、電磁弁に流れ込むブレーキ液の流量との関係でロッド端部１１４ａと弁座１１８ｂとの距離が安定せずにプランジャ自身が振動を始めることがある。その場合、プランジャの振動によりブレーキ液自身が脈動し、その脈動が電磁弁を振動させ、あるいは電磁弁内の各部で音を発生させることになる。このような現象を自励振動といい、自励振動が発生すると異音が生じて運転者に不快感を与えてしまうおそれがある。

そこで実施形態に係るＥＣＵ２００は、電磁弁における自励振動の発生が予測された場合に、所定の通常周波数より高い周波数のパルス信号を電磁弁に通電するよう制御する。すなわち、ＥＣＵ２００は電磁弁へのパルス信号の周波数をより大きい周波数に変更する。これにより、プランジャ１１６とスリーブ１２０とにより生じる摩擦力を大きくして、プランジャ１１６が振動することを抑制し、自励振動を抑えることができる。

図４は、実施形態に係る電磁弁に通電するパルス信号の周波数と、プランジャ１１６とスリーブ１２０に生じる摩擦力の関係を示す。本図の縦軸に摩擦力を示し、横軸に周波数を示す。周波数ｆ_２が通常周波数を示し、周波数ｆ_３が振動抑制周波数を示す。また周波数ｆ_０は、周波数がゼロであって、直流電流である場合を示す。一点鎖線は、パルス信号の周波数とプランジャ１１６とスリーブ１２０に生じる摩擦力の関係を示す。なお、周波数ｆ_１については後述する。

一般的なパルス幅変調制御では、パルス信号の周波数は、通常周波数ｆ_２に固定されている。この通常周波数ｆ_２は、以下のように定められる。まず、パルス信号の周波数が低い帯域には、電磁弁から異音が発生するために使用できない帯域がある。たとえば、周波数ｆ_１より低い帯域の周波数が、異音により使用できない帯域である。一方、パルス信号の周波数を高くすると、デューティ比により制御できる電圧の制御幅が小さくなる。パルス信号の電圧とは、パルス信号の平均電圧であってよい。これらを考慮して所定の通常周波数ｆ_２が定められる。

次に、振動抑制周波数ｆ_３は、以下のように定められる。一点鎖線に示すように、電磁弁に通電するパルス信号の周波数を高くすると、プランジャ１１６とスリーブ１２０に生じる摩擦力が大きくなる。これは、パルス信号の周波数が高くなると、プランジャ１１６等の動きが小さくなり、ディザによる摩擦低減効果が弱まり、プランジャ１１６とスリーブ１２０に生じる摩擦力が大きくなるからである。周波数ｆ_０に示すように、周波数がゼロであればディザによる摩擦低減効果が発揮されず、プランジャ１１６とスリーブ１２０に生じる摩擦力は大きくなっている。

また、一点鎖線に示すように、パルス信号の周波数を非常に大きくしても、そのときの摩擦力は、周波数ｆ_３の摩擦力と比べてあまり変化せず、代わりにデューティ比により制御可能な電圧の制御幅がさらに狭くなっていく。そこで、振動抑制周波数ｆ_３は、パルス信号の周波数とプランジャ１１６とスリーブ１２０に生じる摩擦力の関係と、パルス信号の周波数と電圧の制御幅の関係にもとづいて定められる。このように振動抑制周波数ｆ_３を定めることで、電圧の制御性を損なうことなく、電磁弁の自励振動を抑制することができる。

図５は、実施形態に係る自励振動予測処理を示すフローチャートである。本図に示す処理は、繰り返し実行されてよい。

液圧制御部６１は、車速が所定車速以上であるかどうか判定する（Ｓ１２）。車両が所定車速より小さい低速度で走行している場合、一般に、制動要求が多いことに加えて、大きな液圧が発生する可能性が高い反面、乗員が異音を聞き取りやすい状況にある。そこで、所定車速以下であるときに、自励振動を抑制する。

車速が所定車速以上でなければ（Ｓ１２のＮ）、液圧制御部６１は、自励振動予測フラグをオフする（Ｓ２０）。自励振動予測フラグがオンになると、自励振動の発生が予測された場合となる。一方、車速が所定車速以上であれば（Ｓ１２のＹ）、液圧制御部６１は、ホイールシリンダ圧が所定圧以上であるかどうか判定する（Ｓ１４）。ホイールシリンダ圧が高圧であれば、電磁弁に高い差圧が作用し、電磁弁に自励振動が発生しやすいからである。たとえば減圧弁４２には、大気圧とホイールシリンダ圧の差圧が作用する。

ホイールシリンダ圧が所定圧以上でなければ（Ｓ１４のＮ）、液圧制御部６１は、自励振動予測フラグをオフする（Ｓ２０）。一方、ホイールシリンダ圧が所定圧以上であれば（Ｓ１４のＹ）、液圧制御部６１は、制動要求が急制動であるかどうか判定する（Ｓ１６）。制動要求が急制動であるかどうか、ストロークセンサ４６の出力、マスタ圧センサ４８の出力、および目標液圧演算部６０により算出された目標液圧の変化率の少なくとも一つにもとづいて判定してよい。制動要求が急制動であれば、電磁弁に流れ込むブレーキ液の流量が多くなり、電磁弁に自励振動が発生しやすいからである。

制動要求が急制動でなければ（Ｓ１６のＮ）、液圧制御部６１は、自励振動予測フラグをオフする（Ｓ２０）。一方、制動要求が急制動であれば（Ｓ１６のＹ）、液圧制御部６１は、自励振動予測フラグをオンする（Ｓ１８）。これにより、自励振動の発生を予測することができる。なお、Ｓ１２，Ｓ１４，Ｓ１６の判定条件は、適宜組み合わせて用いてよい。これらの判定条件は、ホイールシリンダ圧を調整するリニアバルブに対して適用可能である。図１に示したＥＣＢと異なる種類のＥＣＢを用いる場合は、Ｓ１２，Ｓ１４，Ｓ１６の判定条件とは別の判定条件を用いてよい。すなわち、判定条件を変えれば、他の種類のＥＣＢに対して、実施形態に係る自励振動抑制処理が適用可能である。

図６は、実施形態に係る自励振動抑制処理の制御結果を示す図である。図６（ａ）は目標液圧およびホイールシリンダ圧の制御結果を示し、図６（ｂ）は増圧弁４０への通電電流を示し、図６（ｃ）は増圧弁４０への通電電圧を示す。図６（ａ）に示す実線６６は目標液圧を示し、一点鎖線６７はホイールシリンダ圧を示す。

図６（ａ）の実線６６に示す目標液圧において、時刻ｔ_０から勾配が大きくなり急制動が生じている。そして、図６（ａ）の一点鎖線６７に示すホイールシリンダ圧が時刻ｔ_１から所定圧以上となり、時刻ｔ_１から自励振動を抑制する処理が開始されている。

目標液圧の増加に伴って、常閉型の増圧弁４０は開度が大きくなるように制御され、図６（ｂ）に示す増圧弁４０への通電電流は、徐々に大きくなっている。また、パルス幅変調制御を実行しているため通電電流は、パルス信号の周期に応じて振動しているような値となっている。

図６（ｃ）に示す増圧弁４０への通電電圧において、自励振動抑制処理が開始された時刻ｔ_１から、周波数が通常周波数からより大きい振動抑制周波数に変更されている。本図に示す実施形態では、振動抑制周波数は通常周波数の約２倍の大きさであるが、この大きさは電磁弁の種類や個体差に応じて調整されてよい。なお、自励振動抑制処理によってはパルス信号のデューティ比が変更されることはなく、デューティ比は通常時と同様に目標液圧にもとづいて調整される。このように、パルス信号の周波数を変更するというシンプルな制御で電磁弁の自励振動を抑制することができる。

なお、図６では、パルス信号の周波数を通常周波数から振動抑制周波数に切り替える制御を示したが、制御を円滑にするため、ＥＣＵ２００はパルス信号の周波数を通常周波数から徐々に振動抑制周波数になるように漸増させてよい。

ところで、図４において、パルス信号の周波数ｆ_０がゼロのとき、すなわち電磁弁を駆動するための通電電流が直流電流である場合、プランジャ１１６とスリーブ１２０に生じる摩擦力は、通常周波数ｆ_２を用いた場合と比べて大きくなる。これは以下の理由による。

パルス幅変調制御においてプランジャ１１６がパルス信号のオンおよびオフに応じて常に微少に動いているため、ディザの摩擦低減効果によりプランジャ１１６とスリーブ１２０に生じる摩擦力が小さくなる。一方、直流電流により電磁弁を駆動すると、パルス幅変調制御のようにプランジャ１１６がパルス信号のオンおよびオフに応じて動くことがないため、ディザの摩擦低減効果がなくなり、プランジャ１１６とスリーブ１２０に生じる摩擦力が大きくなる。パルス信号の周波数を大きくすればするほど、図４の一点鎖線は、直流電流により電磁弁を駆動したときの摩擦力に近づく。プランジャ１１６とスリーブ１２０に生じる摩擦力が大きければ、電磁弁に発生する自励振動を抑制することが可能である。

そこで、実施形態の変形例において、ＥＣＵ２００は、電磁弁における自励振動の発生が予測された場合に、電磁弁へ電流を供給するための駆動回路をパルス幅変調制御する第１駆動回路から直流電流を供給可能な第２駆動回路に切り替えて電磁弁に通電する。これにより、電磁弁における自励振動の発生が予測された場合に、自励振動を抑制することができる。

図７は、実施形態に係るＥＣＵ２００の機能構成の変形例を示す図である。ブレーキＥＣＵ２００は、目標液圧演算部６０と、液圧制御部７０と、第１駆動回路７１と、第２駆動回路７２とを備える。

目標液圧演算部６０は、ストロークセンサ４６およびマスタ圧センサ４８の出力にもとづいて各ホイールシリンダ２０に付与すべき制動力に応じた目標液圧を算出する。液圧制御部７０は、目標液圧演算部６０から目標液圧を受け取る。液圧制御部７０は、目標液圧に応じて、ホイールシリンダ圧を制御する。具体的には、液圧制御部７０は、目標液圧およびホイールシリンダ圧にもとづき、所定の制御マップを参照して増圧弁４０および減圧弁４２への通電電流値を算出する。液圧制御部７０は、通常時、第１駆動回路７１に算出した各電磁弁への通電電流値を供給する。この液圧制御部７０が第１駆動回路７１に供給する通電電流値はデューティ比であってよい。なお、フィードバック制御など通常の液圧制御は、液圧制御部６１での制御と同様であり、パルス幅変調制御が実行されている。

また液圧制御部７０は液圧制御部６１と同様に、増圧弁４０および減圧弁４２における自励振動の発生が予測されたかどうか判定する。増圧弁４０および減圧弁４２における自励振動の発生が予測されれば、液圧制御部７０は、電磁弁へ電流を供給するための駆動回路を第１駆動回路７１から第２駆動回路７２に切り替える。そして自励振動抑制処理中は、液圧制御部７０は、第１駆動回路７１に通電電流値を供給せず、第２駆動回路７２に算出した各電磁弁への通電電流値を供給する。第２駆動回路７２は各電磁弁に対して個別に設けられてよく、各電磁弁のうちいずれか複数の電磁弁に対して共通に設けられてもよい。複数の電磁弁に対して共通に第２駆動回路７２を設けることで、コストを抑えることができる。

第１駆動回路７１は、液圧制御部７０から受け取ったデューティ比に応じてパルス幅変調制御したパルス信号を電磁弁に通電し、増圧弁４０および減圧弁４２の開度を調整する。このパルス信号は、所定の通常周波数で出力される。なお第１駆動回路７１を用いた場合、第２駆動回路７２を用いた場合と比べて、消費電力を低減できる。

第２駆動回路７２は、液圧制御部７０から受け取った通電電流値に応じて直流電流を電磁弁に通電する。なお第２駆動回路７２を用いた場合、第１駆動回路７１を用いた場合と比べて、電流の制御レンジが拡がって電流の分解能が高まるため、通電電流の制御性を高めることができる。したがって、第２駆動回路７２を用いることで、電磁弁の開度を調整するための制御性を向上することができる。

図８は、実施形態に係る駆動回路切替処理を示すフローチャートである。本図に示す処理は繰り返し実行される。

液圧制御部７０は、駆動回路の電源部に省電力が必要であるかどうか判定する（Ｓ２２）。たとえば、駆動回路の電源部の電源電圧が所定値以下であれば、省電力が必要であると判定する。

駆動回路の電源部に省電力が必要でなければ（Ｓ２２のＮ）、液圧制御部７０は、第２駆動回路を用いることを選択する（Ｓ３０）。省電力が必要でない場合に第２駆動回路７２を用いることで、電磁弁の制御性を向上することができる。一方、駆動回路の電源部に省電力が必要であれば（Ｓ２２のＹ）、液圧制御部７０は、車速が所定車速以上であるかどうか判定する（Ｓ２４）。

車速が所定車速以上でなければ（Ｓ２４のＮ）、液圧制御部７０は、第１駆動回路を用いることを選択する（Ｓ３２）。一方、車速が所定車速以上であれば（Ｓ２４のＹ）、液圧制御部７０は、ホイールシリンダ圧が所定圧以上であるかどうか判定する（Ｓ２６）。

ホイールシリンダ圧が所定圧以上でなければ（Ｓ２６のＮ）、液圧制御部７０は、第１駆動回路を用いることを選択する（Ｓ３２）。一方、ホイールシリンダ圧が所定圧以上であれば（Ｓ２６のＹ）、液圧制御部７０は、制動要求が急制動であるかどうか判定する（Ｓ２８）。

制動要求が急制動でなければ（Ｓ２８のＮ）、液圧制御部７０は、第１駆動回路を用いることを選択する（Ｓ３２）。一方、制動要求が急制動であれば（Ｓ２８のＹ）、電磁弁における自励振動の発生が予測された場合であるとして、液圧制御部７０は、第２駆動回路を用いることを選択する（Ｓ３０）。これにより、省電力が必要でない場合、および自励振動の発生を予測した場合に、自励振動を抑制可能な第２駆動回路７２を用いることができる。なお、Ｓ２４，Ｓ２６，Ｓ２８の判定条件は、適宜組み合わせて用いてよい。これらの判定条件は、ホイールシリンダ圧を調整するリニアバルブに対して適用可能である。図１に示したＥＣＢと異なる種類のＥＣＢを用いる場合は、Ｓ２４，Ｓ２６，Ｓ２８の判定条件とは別の判定条件を用いてよい。

図９は、実施形態に係る自励振動抑制処理の変形例の制御結果を示す図である。図９（ａ）は目標液圧およびホイールシリンダ圧の制御結果を示し、図９（ｂ）は増圧弁４０への通電電流を示し、図９（ｃ）は増圧弁４０への通電電圧を示す。図９（ａ）に示す実線６６は目標液圧を示し、一点鎖線６７はホイールシリンダ圧を示す。

図９（ａ）は、図６（ａ）と同様であり、時刻ｔ_１から自励振動を抑制する処理が開始されている。目標液圧の増加に伴って、常閉型の増圧弁４０は開度が大きくなるように制御され、図９（ｂ）に示す増圧弁４０への通電電流は、徐々に大きくなっている。図９（ｂ）において、時刻ｔ_１から自励振動を抑制する処理が開始されると、増圧弁４０への通電電流が直流電流に変更されている。

図９（ｃ）に示す増圧弁４０への通電電圧は、自励振動抑制処理が開始された時刻ｔ_１から、パルス信号から直流電圧に変更されている。このように制御することで、電磁弁の自励振動を抑制し、電磁弁の制御性を向上することができる。

ところで、図４において説明したように、電磁弁に供給するパルス信号の周波数を変化させると、プランジャ１１６とスリーブ１２０に生じる摩擦力が変化し、電磁弁の自励振動の発生率が変化する。すなわち、電磁弁に供給するパルス信号の周波数を変化させることで、電磁弁の自励振動の発生率を制御することができる。

電磁弁の内部に空気が混入すると、電磁弁を駆動したときに自励振動の発生率が高まる。そこで、実施形態に係るＥＣＵ２００は、電磁弁に通電するパルス信号の周波数を所定の通常周波数より低くして電磁弁に生じる自励振動を検出することによって、電磁弁への空気の混入を検出する。これにより、電磁弁に混入した空気を検出することができる。また、周波数設定部を自励振動抑制処理および空気混入検査に共通に使えることができる。

具体的に図３および図４を参照しながら説明する。周波数設定部６２は、液圧制御部６１の指令に応じてパルス信号の周波数を通常周波数ｆ_２から図４に示す検査用周波数ｆ_１に変更する。この検査用周波数ｆ_１は、通常周波数ｆ_２より低い。また、検査用周波数ｆ_１よりさらに低い周波数にすると磁歪音が生じるため、検査用周波数ｆ_１は、磁歪音が生じないような値に定められる。なお、図４の一点鎖線が記載されていない低周波数帯域が、磁歪音が生じる周波数帯域である。

図１０は、実施形態に係る空気混入検査処理を示すフローチャートである。まず、液圧制御部６１は、空気混入検査モードであるかどうか判定する（Ｓ３４）。たとえば外部診断機がＥＣＵ２００に接続され、外部診断機からの指令に応じて空気混入検査モードが開始される。液圧制御部６１は、空気混入検査モードでなければ（Ｓ３４のＮ）、本処理を終了する。

空気混入検査モードであれば（Ｓ３４のＹ）、液圧制御部６１はその判定結果を周波数設定部６２に送出し、周波数設定部６２はパルス信号の周波数を通常周波数から検査用周波数に設定する（Ｓ３６）。そして、液圧制御部６１は自励振動発生制御を実行する（Ｓ３８）。

ここで自励振動発生制御について説明する。自励振動発生制御では、液圧制御部６１は電磁弁の自励振動が発生しやすい制動制御を実行する。具体的には、液圧制御部６１は、ホイールシリンダ圧を所定の検査圧以上に高圧にし、目標液圧の勾配を所定勾配以上に急勾配にし、目標液圧を上下させる制動制御を実行する。これにより、空気が混入している場合に電磁弁の自励振動が発生する。

そして、液圧制御部６１は、自励振動発生制御中に電磁弁に所定の閾値以上の大きさの自励振動が発生しているかどうか判定する（Ｓ４０）。具体的には、電磁弁の自励振動が発生すると、ブレーキ液も脈動するため、電磁弁と連通している流路の液圧に振動が発生しているかどうか判定する。たとえば、増圧弁４０においては、自励振動発生制御中のホイールシリンダ圧センサ４４の出力を、所定のハイパスフィルタに通して高周波帯域の出力を取り出し、その高周波帯域の出力が所定閾値以上に大きければ、増圧弁４０に自励振動が発生していると判定する。

液圧制御部６１は、自励振動発生制御中に電磁弁に自励振動が発生していなければ（Ｓ４０のＮ）、本処理を終了する。一方、自励振動発生制御中に電磁弁に自励振動が発生していれば（Ｓ４０のＹ）、液圧制御部６１は、空気が混入しているとして空気の混入を示すフラグを立てて、空気が混入していることを示す情報を外部診断機などに表示する（Ｓ４２）。このように電磁弁へのパルス信号の周波数を低くして制動制御を実行することで、空気の混入を検出することができる。

なお図７に説明した変形例のＥＣＵ２００は、液圧制御部７０の指令に応じて第１駆動回路７１が出力するパルス信号の周波数を設定する周波数設定部（不図示）をさらに備え、上述のように空気混入検査処理をする。空気混入検査処理において、自励振動発生制御を自動ではなく、ブレーキペダルを踏むことで検査者により手動で実行させてもよい。

本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各要素を適宜組み合わせたものも、本発明の実施形態として有効である。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を実施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形態も本発明の範囲に含まれうる。

１０ブレーキ制御装置、１２ブレーキペダル、１４マスタシリンダ、１６，１８ブレーキ油圧制御管、２０ホイールシリンダ、２２マスタ弁、２２ＦＬ左マスタ弁、２２ＦＲ右マスタ弁、２３電磁弁、２４ストロークシミュレータ、２６リザーバタンク、２８油圧給排管、３０高圧管、３２モータ、３４ポンプ、４０増圧弁、４２減圧弁、４４ホイールシリンダ圧センサ、４６ストロークセンサ、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、５３リリーフバルブ、６０目標液圧演算部、６１液圧制御部、６２周波数設定部、６３駆動回路、７０液圧制御部、７１第１駆動回路、７２第２駆動回路、８０油圧アクチュエータ、１００電磁弁、１１０ガイド、１１０ａシート嵌込孔、１１０ｂ導出ポート、１１０ｃシャフト摺動孔、１１０ｄ挿通孔、１１２シャフト、１１２ａシャフト嵌挿部、１１２ｂロッド嵌挿孔、１１４ロッド、１１４ａロッド端部、１１４ｂロッド嵌挿部、１１６プランジャ、１１６ａシャフト嵌挿孔、１１６ｂ挿通部、１１６ｃ上端部、１１８シート、１１８ａ導入ポート、１１８ｂ弁座、１２０スリーブ、１２０ａ本体部、１２０ｂガイド部、１２２コイルバネ、１２６コイルヨーク、１２８リングヨーク、１３０コイル、２００ＥＣＵ。

Claims

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であって、
ブレーキ液が供給されて車輪に制動力を付与するホイールシリンダと、
前記ホイールシリンダに流路を介して接続され、通電制御により開度が調整される電磁弁と、
パルス幅変調制御されたパルス信号を前記電磁弁に通電する制御をする制御部と、を備え、
前記制御部は、前記電磁弁における自励振動の発生が予測された場合に、前記電磁弁に通電するパルス信号の周波数を所定の通常周波数より高くすることを特徴とするブレーキ制御装置。
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であって、
ブレーキ液が供給されて車輪に制動力を付与するホイールシリンダと、
前記ホイールシリンダに流路を介して接続され、通電制御により開度が調整される電磁弁と、
前記電磁弁への通電制御をする制御部と、を備え、
前記制御部は、パルス幅変調制御したパルス信号を前記電磁弁に通電する第１駆動回路と、直流電流を前記電磁弁に通電する第２駆動回路と、を備え、
前記制御部は、前記電磁弁における自励振動の発生が予測された場合に、前記電磁弁の駆動回路を前記第１駆動回路から前記第２駆動回路に切り替えて前記電磁弁に通電することを特徴とするブレーキ制御装置。
前記制御部は、前記電磁弁に通電するパルス信号の周波数を所定の通常周波数より低くし、前記電磁弁に自励振動が生じるか否かを検出す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。