JP2013193498A - 液圧制御装置および液圧ブレーキシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】制御ピストン204が前進させられる場合と後退させられる場合とでは摺動抵抗の向きが逆になる。そのため、増圧モードから保持モードに切り換えられることにより入力液圧が保持されても、出力液圧が増加させられ、目標液圧に近づけることができない。それに対して、保持モードの前に増圧保持移行時モードが設定され、制御ピストン204の移動方向が前進方向から後退方向に切り換えられる。その結果、保持モードに切り換えられた場合の出力液圧の増加量を抑制することができ、良好に目標液圧に近づけることが可能となり、制御精度を向上させることができる。
【選択図】図4
Description
入力室の液圧と出力室の液圧との間には予め定められた関係が成立する。この関係に基づいて入力室の液圧が制御され、出力室の液圧が目標液圧に近づけられる。
一方、制御ピストンとハウジングとの間に摺動抵抗が作用する場合において、制御ピストンに作用する移動方向の力の向きが変化すると摺動抵抗の向きが変化し、出力室の液圧と入力室の液圧との関係が変化する。そのため、入力室の液圧の制御において摺動抵抗が考慮されない場合には、出力室の液圧を目標液圧に近づけることが困難となる。
それに対して、入力室の液圧の制御において摺動抵抗が考慮されれば、摺動抵抗が考慮されない場合に比較して、出力室の液圧を目標液圧に良好に近づけることができ、出力室の液圧の制御精度の向上を図ることができる。
前記入力室の液圧の制御により前記制御ピストンを前進させることにより前記出力室の液圧を増加させ、前記制御ピストンを後退させることにより前記出力室の液圧を減少させる入力液圧制御装置と
を含み、かつ、前記入力液圧制御装置が、前記入力室の液圧の制御により、前記出力室の目標液圧から実際の液圧を引いた値である偏差が増圧側設定値より小さくなった場合に前記制御ピストンを後退させ、前記偏差が減圧側設定値より大きくなった場合に前記制御ピストンを前進させる移動方向制御部を含むことを特徴とする液圧制御装置。
液圧制御装置においては、入力室の液圧(以下、入力液圧と称する場合がある)Pinの制御により、出力室の液圧(以下、出力液圧と称する場合がある)Poutが目標液圧に近づけられるが、一般的に、以下のように、偏差に基づき、増圧制御、減圧制御、保持制御のいずれかが選択的に行われると考えられる。
出力室の目標液圧から実際の液圧(出力液圧Pout)を引いた値である偏差が増圧しきい値より大きい場合に増圧モードが設定され、入力液圧Pinが増加させられる。制御ピストンが増圧範囲内の位置(以下、単に増圧位置と称する。増圧位置は1つの位置を示すのではなく、増圧範囲内の位置をいう)まで前進させられ、出力室が高圧源に連通させられ、出力液圧Poutが増加させられる。偏差が減圧しきい値より小さい場合に減圧モードが設定され、入力液圧Pinが減少させられる。制御ピストンが減圧範囲内の位置(以下、減圧位置と称する。減圧位置は1つの位置を示すのではなく、減圧範囲内の位置をいう)まで後退させられ、出力室が低圧源に連通させられ、出力液圧Poutが減少させられる。偏差が増圧しきい値以下で、減圧しきい値以上である場合に保持モードが設定され、入力液圧Pinが保持される。制御ピストンが増圧位置と減圧位置との中間の保持位置に移動させられ、出力室が高圧源からも低圧源からも遮断される。
一方、ハウジングと制御ピストンとの間に作用する摺動抵抗を考慮すると、例えば、制御ピストンに前進方向の力が加えられている場合には下式が成立する。
Pout・Aout=Pin・Ain−Fs−Fμ・・・(1)
(1)式において、Aout,Ainは、制御ピストンの出力室、入力室に対向する受圧面積であり、Fμは、制御ピストンとハウジングとの間に作用する摺動抵抗であり、Fsは、スプリングの付勢力等である(スプリングが2つ以上設けられる場合には、複数のスプリングの付勢力の和を含む)。
また、制御ピストンに後退方向の力が加えられている場合には下式が成立する。
Pout・Aout=Pin・Ain−Fs+Fμ・・・(2)
(1)式、(2)式から、制御ピストンに前進方向の力が加えられている場合と後退方向の力が加えられている場合とでは、摺動抵抗Fμの向きが逆になることがわかる。
例えば、増圧モードから保持モード(入力液圧Pinが保持される)に切り換えられて、制御ピストンに作用する力が後退方向となり、制御ピストンが後退させられて保持位置に達するまでに、上述の(1)式、(2)式から、出力液圧は変化量ΔPout(2・Fμ/Aout)増加させられることがわかる。換言すれば、増圧モードから保持モードに切り換えられて、制御ピストンを保持位置まで後退させるためには、出力液圧をΔPout増加させる必要があることがわかる。したがって、偏差が増圧しきい値より小さくなってから保持モードに切り換えられると、それから、出力液圧Poutが変化量ΔPout(2・Fμ/Aout)増加させられ、目標液圧に近づけることが困難となる。
そこで、本項に係る液圧制御装置においては、偏差が増圧しきい値より大きい増圧側設定値より小さくなった場合に、制御ピストンが後退するように、入力液圧Pinが制御される。その結果、増圧モードから保持モードに切り換えられるより前に、制御ピストンを保持位置に向かって後退させることができる。偏差が増圧しきい値より小さくなってから保持モードに切り換えられて、制御ピストンが後退させられる場合に比較して、出力液圧Poutを良好に目標液圧に近づけることができ、制御精度の向上を図ることができる。
また、上述のように、制御ピストンを後退させる制御は、増圧モードから保持モードに切り換えられる前に行われるため、増圧保持移行時制御(増圧保持移行時モード)と称することができる。
減圧モードから保持モードに切り換えられる場合も同様である。入力液圧Pinが保持され、減圧位置にある制御ピストンが保持位置まで前進させられるが、その間に、出力液圧は変化量ΔPout(2・Fμ/Aout)減少させられる。それに対して、偏差が減圧しきい値より小さい減圧側設定値より大きくなった場合に、制御ピストンが前進させられるように入力液圧Pinが制御されるようにすれば、偏差が減圧しきい値より大きくなってから保持モードに切り換えられて、制御ピストンが前進させられる場合に比較して、出力液圧Poutを良好に目標液圧に近づけることができる。この制御は、減圧保持移行時制御(減圧保持移行時モード)と称することができる。
このように、本項に記載の液圧制御装置においては、出力液圧Poutを良好に目標液圧に近づけることが可能となり、制御精度を向上させることができる。また、出力室に制御対象装置が接続される場合には、その制御対象装置の液圧の制御精度を向上させることができる。
(2)前記増圧側設定値と前記減圧側設定値との少なくとも一方が、前記制御ピストンと前記ハウジングとの間に生じる摺動抵抗に対応する液圧に基づいて決まる値とされた(1)項に記載の液圧制御装置。
(3)前記増圧側設定値と前記減圧側設定値との少なくとも一方が、前記制御ピストンと前記ハウジングとの間に生じる摺動抵抗の2倍に対応する液圧に比例する値に設定された(1)項または(2)項に記載の液圧制御装置。
増圧側設定値、減圧側設定値は、互いに絶対値が同じであっても、絶対値が異なっていてもよく、固定値であっても可変値であってもよい。
増圧側設定値、減圧側設定値の絶対値は、上述のように、摺動抵抗Fμに基づいて決まる値とすることができ、例えば、2・Fμ/Aoutに対応する液圧(摺動抵抗の2倍に対応する液圧に比例する値)とすることができる。
一方、摺動抵抗Fμの大きさは、制御ピストンとハウジングとの間シール部の材質、大きさ(接触面積)、面圧等の影響を受けるが、実際に計測することは困難である。また、実際に計測できても、バラツキが大きく、正確に計測することは困難である。そこで、シール部の材質、大きさ、平均的な面圧の大きさ等に基づいて摺動抵抗Fμの値を推定し、その推定された摺動抵抗Fμの値に基づいて決定することができる。
(4)前記増圧側設定値と前記減圧側設定値との少なくとも一方の絶対値が、前記出力室の液圧と前記入力室の液圧との少なくとも一方が高い場合は低い場合より大きい値とされた(1)項ないし(3)項のいずれか1つに記載の液圧制御装置。
摺動抵抗Fμは、シール部の面圧が大きい場合は小さい場合より大きくなり、面圧は、入力液圧や出力液圧が大きい場合は小さい場合より大きくなる。そのため、増圧側設定値、減圧側設定値の絶対値を、出力室と入力室との少なくとも一方の液圧が大きい場合は小さい場合より大きい値に設定することができる。
(5)前記入力液圧制御装置が、前記入力室の液圧を、前記偏差が増圧しきい値より大きい場合に増圧し、前記減圧しきい値より小さい場合に減圧し、前記増圧しきい値と減圧しきい値との間にある場合に保持する通常時制御部を含み、前記増圧側設定値が前記増圧しきい値より大きい値に設定されるとともに、前記減圧側設定値が前記減圧しきい値より小さい値に設定された(1)項ないし(4)項のいずれか1つに記載の液圧制御装置。
増圧制御中において、偏差が増圧しきい値より小さくなるより前に増圧側設定値より小さくなるのが普通であり、また、減圧制御中において、偏差が減圧しきい値より大きくなる前に減圧側設定値より大きくなるのが普通である。そのため、通常は、増圧制御、増圧保持移行時制御、保持制御の順に、あるいは、減圧制御、減圧保持移行時制御、保持制御の順に行われる。
(7)前記レギュレータが、さらに、(e)前記出力室に連通させられるとともに、高圧源に連通させられる高圧室と、(f)その高圧室と前記出力室との間に設けられ、前記出力室と前記高圧室とを連通させたり、遮断したりする高圧供給弁とを含み、
前記制御ピストンが、前進に伴って前記高圧供給弁を閉状態から開状態に切り換える開弁部材を含む(1)項ないし(6)項のいずれか1つに記載の液圧制御装置。
入力液圧の増加により制御ピストンが前進させられると、開弁部材によって高圧供給弁が閉状態から開状態に切り換えられる。出力室が高圧室に連通させられ、出力液圧が増加させられる。この出力室と高圧室とが連通状態にある場合の制御ピストンが位置する範囲が増圧範囲である。換言すれば、制御ピストンが増圧範囲内にある間、出力室と高圧室とが連通状態にある。
開弁部材は、制御ピストンの本体の移動に伴って移動させられるものであり、開弁部材は制御ピストンの本体と一体的に設けられたものであっても、別個に設けられたものであってもよい。
(8)前記制御ピストンが大径部と小径部とを備えた段付きピストンであり、前記大径部の後方が前記入力室とされ、前記大径部と小径部との段部の前方が前記出力室とされ、前記開弁部材が前記小径部を構成する(7)項に記載の液圧制御装置。
制御ピストンが大径部と小径部とを有する段付きピストンとされ、入力室の液圧が大径部に作用し、出力室の液圧が大径部と小径部との段部に作用する。そのため、出力液圧Poutは、入力液圧Pinに対して高い値に制御されるのであり、レギュレータは増圧装置としての機能を有する。
(9)前記高圧供給弁が、(a)前記ハウジングに設けられた弁座と、(b)その弁座に対して当接、離間可能に設けられた弁子と、(c)前記弁子を前記弁座に向かって付勢するスプリングとを備え、
前記開弁部材が、前記制御ピストンの移動方向に延びた姿勢で設けられ、
前記制御ピストンが、前記開弁部材の前記高圧供給弁の弁子に当接可能な端部と、前記ハウジングの低圧源に連通させられた低圧ポートとを接続する低圧ポート連通路を含む(7)項または(8)項に記載の液圧制御装置。
開弁部材の前進側の端部(以下、前端部と称する。前端部は高圧供給弁の弁子に当接可能な端部である)が高圧供給弁の弁子に当接する状態においては、出力室が低圧ポートから遮断される。出力室が低圧源(低圧ポート)からも高圧源(高圧室)からも遮断された場合の制御ピストンの位置が保持位置である。
また、制御ピストンの後退により、開弁部材の前端部が弁子から離間させられると、出力室が低圧ポートに連通させられ、出力液圧Poutが低下する。この出力室と低圧ポートとが連通状態にある場合に制御ピストンが位置する範囲を減圧範囲と称する。
なお、高圧室、高圧供給弁、開弁部材、低圧ポート連通路等により出力室連通制御弁装置が構成されると考えることができる。
偏差が増加側設定値より小さい場合や減圧側設定値より大きい場合であって、かつ、偏差の絶対値が減少傾向にあるか、ほぼ一定である場合(出力液圧Poutが目標液圧Poutrefに近づく傾向にあるか、これらの差がほぼ一定である場合)には、保持モードに切り換えられる可能性が高いため、増圧保持移行時制御、減圧保持移行時制御が行われることが望ましい。
それに対して、偏差が増加側設定値より小さくても、あるいは、減圧側設定値より大きくても、偏差の絶対値が増加傾向(出力室の実際の液圧Poutが目標液圧Poutrefから離れる傾向)にある場合には、保持モードに切り換えられる可能性が低いため、増圧保持移行時制御や減圧保持移行時制御は行われない。その結果、速やかに出力液圧Poutを目標液圧Poutrefに近づけることができ、応答性を向上させることができる。
(11)前記移動方向制御部が、前記入力室の液圧の制御により、前記偏差が前記増圧側設定値より小さくなった場合に、前記入力室の液圧の増加勾配を前記出力室の液圧の増加勾配に対して小さくし、前記偏差が前記減圧側設定値より大きくなった場合に、前記入力室の液圧の減少勾配を前記出力室の液圧の減圧勾配に対して小さくする変化勾配抑制部を含む(1)項ないし(10)項のいずれか1つに記載の液圧制御装置。
増圧制御において、偏差が増圧側設定値より小さくなった場合に入力液圧Pinの増加勾配が出力液圧Poutの増加勾配に対して小さくなるように、入力液圧Pinが制御される。それにより、出力液圧Poutが入力液圧Pinに対して高くなり、制御ピストンに作用する力の向きが前進方向から後退方向に切り換えられ、制御ピストンが後退させられる。
減圧制御において、偏差が減圧側設定値より大きくなった場合に入力液圧Pinの減少勾配が出力液圧Poutの減少勾配に対して小さくなるように、入力液圧Pinが制御される。それにより、入力液圧Pinが出力液圧Poutに対して高くなり、制御ピストンに作用する力の向きが後退方向から前進方向に切り換えられ、制御ピストンが前進させられる。
(12)前記移動方向制御部が、前記偏差が前記増圧側設定値より小さい場合に前記増圧側設定値以上である場合より、前記偏差に対する前記入力室の液圧の増圧勾配を小さくし、前記偏差が前記減圧側設定値より大きい場合に前記減圧側設定値以下である場合より、前記偏差に対する前記入力室の液圧の減圧勾配を小さくする変化勾配抑制部を含む(1)項ないし(11)項のいずれか1つに記載の液圧制御装置。
増圧モードから増圧保持移行時モードに切り換えられた場合に、入力液圧Pinの増加勾配が小さくされるのに対して、出力液圧Poutの増加勾配の変化が遅れる。そのため、入力液圧Pinの増加勾配が出力液圧Poutの増加勾配に対して小さくなり、出力液圧Poutが入力液圧Pin対して相対的に高くなる。その結果、制御ピストンに作用する力の向きが後退方向となり、制御ピストンを後退させることが可能となる。
減圧モードから減圧保持移行時モードに切り換えられた場合に、入力液圧Pinの減少勾配が小さくされるのに対して、出力液圧Poutの減少勾配の変化が遅れる。そのため、入力液圧Pinの減少勾配が出力液圧Poutの減少勾配に対して小さくなり、入力液圧Pinが出力液圧Poutに対して相対的に高くなる。その結果、制御ピストンに前進方向の力が作用し、制御ピストンを前進させることが可能となる。
(13)前記入力液圧制御装置が、(i)前記入力室の液圧を増加させることにより前記出力室の液圧を増加させる増圧制御部と、(ii)前記入力室の液圧を減少させることにより前記出力室の液圧を減少させる減圧制御部とを含み、
前記増圧制御部が、(a)前記入力室と前記高圧源との間に設けられ、ソレノイドへの供給電流値が大きい場合に小さい場合より大きな流量での作動液の流れを許容する増圧リニア制御弁と、(b)その増圧リニア制御弁への供給電流を制御する電流制御部であって、前記増圧リニア制御弁への供給電流値を、(b-1)前記偏差が前記増圧側設定値以上である場合に、前記偏差と予め定められた増圧規則とに基づいて決定する増圧時電流値決定部と、(b-2)前記偏差が前記増圧側設定値より小さい場合に、前記偏差と前記増圧規則とに基づいて決定された供給電流値より小さい値に決定する増圧保持移行時電流値決定部とを備えたものとを含み、
前記減圧制御部が、(c)前記入力室と前記低圧源との間に設けられ、ソレノイドへの供給電流値が小さい場合に大きい場合より大きな流量での作動液の流れを許容する減圧リニア制御弁と、(d)その減圧リニア制御弁への供給電流を制御する電流制御部であって、前記減圧リニア制御弁への供給電流値を、(d-1)前記偏差が前記減圧側設定値以下である場合に、前記偏差と予め定められた減圧規則とに基づいて決定する減圧時電流値決定部と、(d-2)前記偏差が前記減圧側設定値より大きい場合に、前記偏差と前記減圧規則とに基づいて決定された供給電流値より大きい値に決定する減圧保持移行時電流値決定部とを備えたものとを含む(1)項ないし(12)項のいずれか1つに記載の液圧制御装置。
増圧制御部において、減圧リニア制御弁の閉状態において、入力液圧Pinが増圧リニア制御弁への供給電流の制御により制御される。増圧リニア制御弁への供給電流値が大きい場合は小さい場合より、入力室への作動液の流入流量が大きくされ、入力液圧Pinの増加勾配が大きくなる。そして、増圧保持移行時に、増圧リニア制御弁への供給電流値が小さめにされる。入力室への作動液の流入流量が小さくされ、入力液圧Pinの増加勾配が小さくされるが、出力液圧Poutの増加勾配の変化は遅れるため、出力液圧Poutの増加勾配の方が大きくなり、出力液圧Poutが入力液圧Pinに対して大きくなる。制御ピストンに作用する力の向きが後退方向となり、制御ピストンを後退させることが可能となる。なお、式(2)が成立する状態に切り換えられることにより、制御ピストンに作用する入力液圧Pinに応じた力の向きと摺動抵抗Fμの向きとが同じになるため、式(1)が成立する場合に比較して、入力液圧Pinが出力液圧Poutに対して低めの値に制御されても、出力液圧Poutを良好に目標液圧に近づけることができる。
減圧制御部において、増圧リニア制御弁の閉状態において、入力液圧Pinが減圧リニア制御弁への供給電流の制御により制御される。減圧リニア制御弁への供給電流値が小さい場合は大きい場合により、入力室から流出させられる作動液の流量が大きくされ、入力液圧Pinの減少勾配が大きくされる。減圧保持移行時に、減圧リニア制御弁への供給電流値が大きめにされ、入力液圧Pinの減少勾配が出力液圧Poutの減少勾配に対して小さくされる。その結果、入力液圧Pinが出力液圧Poutに対して大きくなり、制御ピストンに作用する力が前進方向となり、制御ピストンを前進させることが可能となる。
(14)前記入力液圧制御装置が、(i)前記入力室に接続され、弁座と弁子との間の開度がソレノイドへの供給電流値に応じた大きさとなる少なくとも1つの電磁制御弁と、(ii)それら少なくとも1つの電磁制御弁の各々における供給電流値を、それぞれ、供給電流値と開度との間のヒステリシスを考慮して決めるヒステリシス対応電流決定部とを含む(1)項ないし(13)項のいずれか1つに記載の液圧制御装置。
例えば、電磁制御弁の開度を増加傾向から減少傾向に切り換える場合に、ソレノイドへの供給電流値を、ヒステリシス幅に対応する電流値以上変化させれば、開度を速やかに減少させることができる。
差圧が一定である場合には、開度と流量とは1対1に対応するため、開度と供給電流値との関係は、流量と供給電流値との関係に対応する。
(15)前記少なくとも1つの電磁制御弁が、前記少なくとも1つの電磁制御弁の各々の前後の差圧に基づいて、前記供給電流値と開度との間のヒステリシス特性が決まるものであり、前記ヒステリシス対応電流決定部が、(a)前記少なくとも1つの電磁制御弁の各々の前後の差圧を取得する差圧取得部と、(b)その差圧取得部によって取得された各々の差圧に基づいて決まるヒステリシス特性に基づいて、前記少なくとも1つの電磁制御弁への供給電流値を決定する差圧ヒス依拠供給電流値決定部とを含む(14)項に記載の液圧制御装置。
ヒステリシス特性が、電磁制御弁の前後の差圧(高圧側の液圧と低圧側の液圧との差)に基づいて決まる場合には、実際の差圧を取得して、取得した差圧に基づいてヒステリシス特性を取得して、そのヒステリシス特性に基づいて供給電流値が決定されるようにすることが望ましい。
前記入力室の液圧の制御により前記制御ピストンを前進させることにより、前記出力室の液圧を増加させ、後退させることにより減少させる入力液圧制御装置と
を含み、かつ、前記入力液圧制御装置が、前記入力室の液圧の制御により、前記出力室の目標液圧から実際の液圧を引いた値である偏差が増圧側設定値より小さくなった場合に、前記制御ピストンに後退方向の力を作用させ、前記偏差が減圧側設定値より大きくなった場合に、前記制御ピストンに前進方向の力を作用させる作用力制御部を含むことを特徴とする液圧制御装置。
偏差が増圧側設定値より小さくなった場合には、制御ピストンに作用する力の向きが前進方向から後退方向に切り換えられ、減圧側設定値より大きくなった場合には、力の向きが後退方向から前進方向に切り換えられる。
制御ピストンに作用する力とは、制御ピストンを移動させる力であり、制御ピストンに作用する複数のすべての力のベクトルの和で表される力をいう。制御ピストンに作用する力の大きさは、複数のすべての力のベクトルの和の大きさであり、作用する力の向きは、複数のすべての力のベクトルの和の向きである。
本項に記載の液圧制御装置には、(1)項ないし(15)項のいずれか1つに記載の技術的特徴を採用することができる。
(17)(a)ハウジングと、(b)そのハウジングに液密かつ摺動可能に嵌合された制御ピストンと、(c)その制御ピストンの後方に設けられた入力室と、(d)前記制御ピストンの前方に設けられた出力室とを備えたレギュレータと、
前記入力室の液圧の制御により前記制御ピストンを移動させることにより、前記出力室の液圧を増加させたり、減少させたりする入力液圧制御装置と
を含み、かつ、前記入力液圧制御装置が、前記出力室の目標液圧から実際の液圧を引いた値である偏差が増圧側設定値より小さくなった場合と、前記偏差が減圧側設定値より大きくなった場合とに、前記入力室の液圧の制御により、前記制御ピストンと前記ハウジングとの間に生じる摺動抵抗の向きを逆にする摺動抵抗切換部を含むことを特徴とする液圧制御装置。
制御ピストンに作用する力の向きが逆になれば摺動抵抗の向きも逆になる。摺動抵抗は、制御ピストンに作用する力とは逆向きに作用する。
本項に記載の液圧制御装置には、(1)項ないし(15)項のいずれか1つに記載の技術的特徴を採用することができる。
(e)ハウジングと、(f)そのハウジングに液密かつ摺動可能に嵌合された加圧ピストンと、(g)その加圧ピストンの後方に設けられ、前記出力室に接続された背面室と、(h)前記加圧ピストンの前方に設けられた前方加圧室とを備えたシリンダ装置と、
前記前方加圧室に接続され、車両の車輪の回転を抑制する液圧ブレーキのブレーキシリンダと
を含むことを特徴とする液圧ブレーキシステム。
背面室の液圧により加圧ピストンが前進させられ、前方加圧室に液圧が発生させられ、ブレーキシリンダに供給される。そのため、ブレーキシリンダの液圧Pwcは背面室の液圧に基づいて決まる。また、背面室の液圧は、出力液圧Poutの制御により制御され、出力液圧Poutは入力液圧Pinの制御により制御される。以上のことから、ブレーキシリンダの液圧Pwcは、レギュレータにおける入力液圧Pinの制御により制御されることになる。
出力室と背面室とは直接接続されても、間接的に接続されてもよい。換言すれば、出力室と背面室との間に、電磁制御弁や増圧装置等が設けられても、設けられなくてもよい。
出力室と背面室とが直接接続される場合には、出力室の液圧と背面室の液圧とは原則として同じ高さとなる。出力室と背面室とが間接的に接続される場合には、これらの液圧は常に同じ高さであるとは限らないが、電磁制御弁を介して接続されている場合には、同じ高さになることもある。
液圧制御装置において、出力液圧の制御精度が向上させられるため、シリンダ装置における背面室の液圧の制御精度を向上させることができ、ブレーキシリンダの液圧の制御精度を向上させることができる。
(19)前記液圧制御装置が、前記ブレーキシリンダの目標液圧に基づいて前記出力室の目標液圧を決定する目標出力液圧決定部を含む(18)項に記載の液圧ブレーキシステム。
ブレーキシリンダの液圧の目標値は、例えば、ブレーキ操作部材の操作力、操作ストローク等の操作状態等に基づいて決めることができる。
(20)(a)ハウジングと、(b)そのハウジングに液密かつ摺動可能に嵌合された制御ピストンと、(c)その制御ピストンの一方の側に設けられた入力室と、(d)前記制御ピストンの他方の側に設けられた出力室とを備えたレギュレータと、
前記入力室の液圧の制御により前記制御ピストンを移動させることにより、前記出力室の液圧を増加させたり、減少させたりする入力液圧制御装置と、
(e)ハウジングと、(f)ハウジングに液密かつ可能に嵌合された加圧ピストンと、(g)その加圧ピストンの後方に設けられ、前記出力室に接続された背面室と、(h)前記加圧ピストンの前方に設けられた前方加圧室とを備えたシリンダ装置と、
前記前方加圧室に接続され、車両の車輪の回転を抑制する液圧ブレーキのブレーキシリンダと
を含み、かつ、前記入力液圧制御装置が、前記制御ピストンと前記ハウジングとの間に生じる摺動抵抗を考慮して、前記入力室の液圧を制御する摺動抵抗対応制御部を含むことを特徴とする液圧ブレーキシステム。
本項に記載の液圧ブレーキシステムには、(1)項ないし(19)項のいずれかに記載の技術的特徴を採用することができる。
制御ピストンとハウジングとの間に生じる摺動抵抗が小さい場合には摺動抵抗を考慮する必要性は低いが、摺動抵抗が小さくない場合には、摺動抵抗を考慮して入力液圧が制御されるようにするのが望ましい。それにより、出力液圧の制御精度の向上を図ることができる。
なお、本項に記載の液圧ブレーキシステムにおいては、(1)項に記載の移動方向制御部による制御が、出力室の液圧を増圧する場合と減圧する場合との両方の場合に適用されるようにすることは不可欠ではなく、いずれか一方の場合に適用され、他方の場合に適用されないようにすることもできる。
本液圧ブレーキシステムはハイブリッド車両(プラグインハイブリッド車両も含む)に搭載される。ハイブリッド車両においては、駆動輪としての左右前輪4FL,4FRが、電気的駆動装置6と内燃的駆動装置8とを含む駆動装置10によって駆動される。駆動装置10の駆動力はドライブシャフト12,14を介して左右前輪4FL,FRに伝達される。内燃的駆動装置8は、エンジン16,エンジン16の作動状態を制御するエンジンECU18等を含むものであり、電気的駆動装置6は駆動用モータ(以下、単に電動モータと称する場合がある)20,蓄電装置22,モータジェネレータ24,インバータ26,駆動用モータECU(以下、単にモータECUと称する場合がある)28等を含む。これらエンジン16,電動モータ20,モータジェネレータ24は、動力分割機構30に連結され、出力部材32に電動モータ20の駆動力のみが伝達される場合、エンジン16の駆動力と電動モータ20の駆動力との両方が伝達される場合、エンジン16の出力がモータジェネレータ24と出力部材32とに出力される場合等に切り換えられる。出力部材32は、減速機の構成要素であり、駆動装置10の駆動力は、減速機、差動装置を介してドライブシャフト12,14に伝達される。
インバータ26は、モータECU28によって制御される。インバータ26の制御により、少なくとも、電動モータ20に蓄電装置22から電気エネルギが供給されて回転させられる駆動状態と、回生制動により発電器として機能させることにより蓄電装置22に電気エネルギを充電する充電状態とに切り換えられる。充電状態においては、左右前輪4FL,FRに回生制動力が加えられる。その意味において、電気的駆動装置6は回生ブレーキ装置と称することもできる。
蓄電装置22は、ニッケル水素電池を含むものとしたり、リチウムイオン電池を含むものとしたりすること等ができる。蓄電装置22における充電状態を表す情報は電源監視ユニット34によって取得される。
また、車両には、ハイブリッドECU58が設けられる。これらハイブリッドECU58,ブレーキECU56,エンジンECU18,モータECU28,電源監視ユニット34は、互いに通信可能とされており、これらECU等の間で適宜必要な情報の通信が行われる。
また、本液圧ブレーキシステムは、内燃駆動車両に搭載することもできる。内燃駆動車両においては、電気的駆動装置6が設けられていない。そのため、駆動輪4FL,FRに回生制動力が加えられず、回生協調制御が行われることはない。
図2に示す液圧ブレーキシステムにおいて、液圧発生装置54は、(i)ブレーキ操作部材としてのブレーキペダル64と、(ii)シリンダ装置66と、(iii)シリンダ装置66の背面室の液圧を制御する背面液圧制御装置68とを含む。
[シリンダ装置]
シリンダ装置66は、(a)ハウジング100と、(b)ハウジング100に形成されたシリンダボアに、互いに直列に、液密かつ摺動可能に嵌合された加圧ピストン102,104および入力ピストン106とを含む。
加圧ピストン102,104の前方が、それぞれ、加圧室110,112とされる。加圧室110には、液通路114を介して、左右前輪4FL,FRの液圧ブレーキ40FL,FRのブレーキシリンダ42FL,FRが接続され、加圧室112には、液通路116を介して、左右後輪46RL,RRの液圧ブレーキ50RL,RRのブレーキシリンダ52RL,RRが接続される。これら液圧ブレーキ40FL,FR,50RL,RRは、それぞれ、ブレーキシリンダ42FL,FR,52RL,RRの液圧により作動させられ、車輪4FL,FR,46RL,RRの回転を抑制する。
また、加圧ピストン102とハウジング100との間、2つの加圧ピストン102,104の間には、それぞれ、リターンスプリング118,120が配設され、加圧ピストン102,104を後退方向に付勢する。加圧ピストン102,104が後退端位置にある場合には、加圧室110,112は、それぞれ、リザーバ122に連通させられる。
一方、ハウジング100には、円環状の内周側突部134が設けられ、中間大径部128の後方において、すなわち、後小径部130が液密かつ摺動可能に嵌合される。その結果、中間大径部128の後方の、中間大径部128と内周側突部134との間に背面室136が形成される。
また、液通路150にはストロークシミュレータ160が接続される。ストロークシミュレータ160は、(a)ハウジングに相対移動可能に嵌合されたシミュレータピストン162と、(b)ハウジングとシミュレータピストン162との間に設けられたスプリング164と、(c)シミュレータピストン162のスプリング164が配設された側とは反対側に設けられたシミュレータ室166とを含む。シミュレータ室166には、液通路150を介して、環状室132,伝達室140が接続される。ストロークシミュレータ160は、環状室132,伝達室140の液圧により作動させられる。
さらに、液通路150のリザーバ通路154の接続部より環状室132側の部分には液圧センサ170が設けられる。液圧センサ170は、ロック弁152の開状態において、伝達室140の液圧(環状室132の液圧と同じ)を検出するが、伝達室140の液圧は、ブレーキペダル64の操作力に応じた高さとなる。その意味において、液圧センサ170を操作力センサと称することができる。また、伝達室140の液圧がブレーキペダル64に反力を付与するため、反力センサと称することもできる。
背面室136には背面液圧制御装置68が接続される。
背面液圧制御装置68は、(a)高圧源180,(b)レギュレータ182,(c)入力液圧制御弁装置184等を含む。
高圧源180は、ポンプ186およびポンプモータ188を備えたポンプ装置190と、ポンプ186から吐出された作動液を加圧した状態で蓄えるアキュムレータ192とを含む。アキュムレータ192に蓄えられた作動液の液圧であるアキュムレータ圧は、アキュムレータ圧センサ194によって検出されるが、アキュムレータ圧が予め定められた設定範囲内に保たれるように、ポンプモータ188が制御される。
レギュレータ182は、(d)ハウジング200と、(e)ハウジング200に、軸線Lと平行な方向に、互いに直列に並んで設けられたパイロットピストン202および制御ピストン204とを含む。
ハウジング200には、段付き形状を成したシリンダボアが形成され、大径部に、パイロットピストン202が液密かつ摺動可能に嵌合されるとともに、制御ピストン204がシール部205a,bにより液密かつ摺動可能に嵌合され、小径部に高圧源180に接続された高圧室206が形成される。なお、ハウジング200は、1つの部材によって構成されたものであっても、複数の部材によって構成されたものであってもよい。
パイロットピストン202とハウジング200との間がパイロット圧室210とされ、パイロットピストン202と制御ピストン204との間が入力室212とされ、制御ピストン204と、シリンダボアの大径部と小径部との段部との間が出力室としてのサーボ圧室214とされる。また、サーボ圧室214と高圧室206との間に高圧供給弁216が設けられる。
一方、制御ピストン204の本体の中央部には、軸線Lと平行に延びた嵌合穴が形成されるとともに、軸線Lと直交する方向に(半径方向に)延びた部分を有し、嵌合穴に連通させられた液通路232が形成される。液通路232は、ハウジング200に設けられた低圧ポート238に連通する位置に設けられる。嵌合穴には、軸線Lと平行に延びた開弁部材234が嵌合される。開弁部材234の中央部には軸線Lと平行に貫通穴236が形成され、一方の端部が液通路232に開口し、他方の端部が弁子224に対向する。その結果、開弁部材234の弁子224に対向する端部と低圧ポート238とが、貫通穴236,液通路232を介して接続されるのであり、これら貫通穴236,液通路232により低圧ポート連通路239が構成される。
また、開弁部材234と弁座部材222との間にはスプリング240が設けられ、制御ピストン204(開弁部材234を有する)を後退方向に付勢する。
このように、制御ピストン204は、概して段付き形状を成し、大径部の後方が入力室212とされ、大径部と小径部との段部の前方がサーボ圧室214とされるため、増圧ピストンとしての機能を果たし、入力室212の液圧に対してサーボ圧室214の液圧を大きくすることができる。
なお、弁座部材222とハウジング200との間にはスプリング241が設けられ、弁座部材222のハウジング200に対する相対位置を規定する。
また、パイロット圧室210には液通路116が接続される。そのため、パイロットピストン202には、シリンダ装置66の加圧室112の液圧が作用する。
さらに、サーボ圧室214にはサーボ通路242を介してシリンダ装置66の背面室136が接続される。サーボ圧室214の液圧であるサーボ液圧が背面室136に供給され、シリンダ装置66が作動させられる。サーボ通路242にはサーボ液圧センサ243が設けられ、サーボ液圧を検出する。図2に示すように、サーボ圧室214と背面室136とは直接接続されるため、サーボ圧室214の液圧と背面室136の液圧とは原則として同じ高さになる。
また、低圧ポート238にはリザーバ通路244を介してリザーバ122が接続される。
増圧リニア制御弁250は、図3(a-1)に示すように、(A)(1)弁座260と、(2)弁子262と、(3)弁子262を弁座260に着座させる向きに付勢力Fsを付与するスプリング264とを備えたシーティング弁部と、(B)(4)コイル266と、(5)弁子262を保持するプランジャ268とを備えたソレノイドとを含む。
増圧リニア制御弁250は、コイル266に電流が供給されない場合に閉状態にある常閉の電磁制御弁であり、高圧源180の液圧と入力室212の液圧との差圧(高圧側と低圧側との間の差圧である前後の差圧)に応じた差圧作用力Fpが弁子262を弁座260から離間させる向きに作用する。また、コイル266に電流が供給されると、弁子262を弁座260から離間させる向きの電磁駆動力Fdがプランジャ268に作用する。
以上のように、増圧リニア制御弁250には、差圧作用力Fp、スプリングの付勢力Fs、電磁駆動力Fdが作用し、これらの間には(11)式が成立する。
Fd+Fp=Fs・・・(11)
また、(11)式において、(i)差圧作用力Fpが一定(前後の差圧が一定)である場合には、電磁駆動力Fdを大きくすれば、スプリング264の弾性力Fsが大きくなるのであり、弁子262の弁座260からの距離、すなわち、開度が大きくなることがわかる。(ii)増圧リニア制御弁250を流れる作動液の流量は、開度APと前後の差圧PDとを掛けた値(AP・PD)に基づいて決まる。そのため、流量は、前後の差圧PDが大きい場合(実線)は小さい場合(破線)より大きくなる。(iii)上述のように、前後の差圧が大きい場合は小さい場合より、開弁電流IopenAが小さくなる。(iv)電磁駆動力Fdに上限値が設定されている場合には、差圧作用力Fpが小さい場合は大きい場合より、開度の上限値が小さくなる。(v)プランジャ268とハウジングとの間には摺動抵抗が作用するため、それに起因するヒステリシスが生じる。
以上(i)〜(v)から、供給電流と流量との間に図3(a-3)に示す関係が成立する。
したがって、減圧リニア制御弁252において、差圧作用力Fp、スプリング276の付勢力Fs、電磁駆動力Fdが作用し、これらの間には(12)式が成立する。
Fp+Fs=Fd・・・(12)
また、(12)式から、(i)前後の差圧が一定である場合には、電磁駆動力が大きくなると、スプリング274の付勢力が大きくなるのであり、開度が小さくなることがわかる。(ii)差圧が小さい場合は開弁電流IopenRが小さくなる。(iii)減圧リニア制御弁252を流れる作動液の流量は、前述のように、(開度AP・前後の差圧PD)が大きい場合は小さい場合より大きくなる。
以上のことから、流量と供給電流との間に図3(b-3)に示す関係が成立する。
液圧ブレーキシステムが正常であり、回生協調制御が行われる場合には、ロック弁152が開状態とされ、開放弁156が閉状態とされる。伝達室140と環状室132とが連通させられるとともにシミュレータ室166に連通させられ、かつ、伝達室140および環状室132がリザーバ122から遮断される。
ブレーキペダル64が踏み込まれると、入力ピストン106が、加圧ピストン104に対して相対的に前進させられ、伝達室140がリザーバ122から遮断され、作動液がシミュレータ室166に供給され、ストロークシミュレータ160が作動させられる。
一方、伝達室140と環状室132とが連通させられているため、これらの液圧は同じとなる。また、中間ピストン部128の環状室132に対向する受圧面の面積と、後小径部130の伝達室140に対向する受圧面の面積とが同じ大きさとされている。したがって、加圧ピストン104において、後小径部130に作用する前進方向の力と、中間ピストン部128に作用する後退方向の力とが釣り合い、ブレーキペダル64に加えられた操作力に起因して加圧ピストン104が前進させられることがない。入力ピストン106が、加圧ピストン104に対して相対的に前進させられる。また、加圧ピストン104は後退端位置にあるため、前方加圧室110,112はリザーバ122に連通させられた状態にある。
このように、回生制動力によって運転者が要求する要求総制動力が満たされる間は、加圧室110,112に液圧が発生させられることはないのであり、レギュレータ182は非作動状態にあり、背面室136の液圧は大気圧である。
ブレーキECU56において、ハイブリッドECU58からの情報に基づき、回生制動力と、ブレーキシリンダ42,52の液圧に応じた液圧制動力とによって、要求総制動力が満たされるように、ブレーキシリンダ42,52の液圧の目標値が決定され、背面室136の液圧の目標値が決定される。また、前述のように、背面室136の液圧とサーボ圧室214の液圧とは同じ高さであるため、背面室136の液圧の目標値がサーボ圧室214の液圧の目標値(目標サーボ液圧)Psvrefとされる。要求総制動力は、運転者の意図に基づいて求められるのであり、例えば、操作力センサ170によって検出する操作力と、ストロークセンサ280によって検出されるストロークとの少なくとも一方に基づいて求められる。
以下、レギュレータ182の作動を図4に基づいて説明する。図4には、作動を明確にするために、レギュレータ182の構造を模式的に、かつ、簡略化して示した。
[レギュレータの作動および特性]
レギュレータ182が非作動状態にある場合には、図4(a)に示すように、制御ピストン204が後退端位置にある。開弁部材234が弁子224から離間させられ、高圧供給弁216は閉状態にある。また、サーボ圧室214は低圧ポート連通路239,リザーバ通路244を介してリザーバ122に連通させられるため、サーボ液圧Psvはほぼ大気圧(リザーバ122の液圧)にある。
入力液圧Pinが増加させられ、制御ピストン204に加えられる前進方向の力が、制御ピストン204とハウジング200との間の摩擦力とスプリング240の付勢力Fsvとの和より大きくなると、制御ピストン204が前進させられる。図4(b)に示すように、開弁部材234が弁子224に当接し、サーボ圧室214がリザーバ122から遮断される。高圧供給弁216が閉状態にあり、サーボ圧室214がリザーバ122からも高圧室206からも遮断される場合の制御ピストン204の位置を保持位置と称する。
制御ピストン204には、入力室212の液圧である入力液圧Pinに、入力室212に対向する受圧面の面積Ainとを掛けた大きさの力(Pin・Ain)と、サーボ圧室214の実際の液圧であるサーボ液圧(出力液圧)Psvに、サーボ圧室212に対向する受圧面の面積Asvとを掛けた大きさの力(Psv・Asv)と、スプリング240の付勢力Fsvとが作用する。スプリング240は、ばね定数が小さいものであるため、付勢力Fsvは、ほぼ一定(セット荷重に対応する力)であるとみなすことができる。以上のことから、制御ピストン204が保持位置にある場合には、基本的に(摺動抵抗を考慮しない場合)、下式が成立する。
Psv・Asv=Pin・Ain−Fsv・・・(13)
制御ピストン204のサーボ圧室214に対向する受圧面の面積Asvが入力室212に対向する受圧面の面積Ainより小さいため、サーボ液圧Psvは入力液圧Pinに対して大きくなり、レギュレータ182は増圧装置としての機能を有する。
制御ピストン204が増圧位置にあり、かつ、前進させられる場合には、下式が成立する。
Psv・Asv=Pin・Ain−Fsv−Fsh−Fμ・・・(14)
Fμは、制御ピストン204とハウジング200との間に生じる摺動抵抗であり、主としてシール部205a,bに起因して生じる。Fshは、スプリング226の付勢力である。
制御ピストン204が増圧位置にあり、かつ、後退させられる場合には、下式が成立する。
Psv・Asv=Pin・Ain−Fsv−Fsh+Fμ・・・(15)
そして、制御ピストン204が保持位置まで後退させられると、図4(e)に示すように、弁子224が弁座220に着座させられ、高圧供給弁216が閉状態とされる。サーボ圧室214は高圧室206からもリザーバ122からも遮断される。
図5の実線が、制御ピストン204が増圧位置にあり、かつ、前進させられている場合における入力液圧Pinとサーボ液圧Psvとの関係を示すものであり、式(14)が成立する。二点鎖線が、制御ピストン204が増圧位置にあり、かつ、後退させられている場合における入力液圧Pinとサーボ液圧Psvとの関係を示すものであり、式(15)が成立する。
サーボ圧室214の液圧を増加させて保持する場合に、制御ピストン204は軸線L方向に往復移動させられるのであり、増圧位置に前進させられ、その後、保持位置まで後退させられる。増圧モードから保持モード(入力液圧Pinが保持される)に切り換えられた場合には、式(14)が成立する状態から式(15)が成立する状態に切り換えられるのであり、その間に、サーボ圧室214の液圧は、式
ΔPsv=2Fμ/Asv・・・(16)
で表される変化量ΔPsv増加させられることがわかる。増圧モードから保持モードに切り換えられた時点において、サーボ圧室214と高圧室206とが連通状態にあるためサーボ圧室214の液圧が増加させられるのであり、制御ピストン204が保持位置まで後退させられるまでの間に、変化量ΔPsv増加させられる。
また、サーボ液圧Psvを一定にして、式(14)が成立する状態から式(15)が成立する状態に切り換えるため、すなわち、制御ピストン204を保持位置まで後退させるために、入力液圧Pinを、式
ΔPin=2Fμ/Ain・・・(17)
で表される大きさの変化量ΔPin減少させる必要があるのである。
なお、増圧モードから保持モードに切り換えられて入力液圧Pinが保持されると、入力室212は高圧源180からもリザーバ122からも遮断される。この場合に、制御ピストン204の後退は、ハウジング200の弾性変形により許容される。
本実施例においては、摺動抵抗Fμの大きさを固定値(一定の値)として、予め取得される。摺動抵抗Fμは、実験等により求めておくことができるが、シール部205a,bの材質等に基づき決まる値を用いることもできる。
Psv・Asv=Pin・Ain−Fsv+Fμ・・・(18)
が成立する。
また、サーボ液圧Psvが入力液圧Pinに対して小さくなると、図4(g)に示すように、制御ピストン204に作用する力の向きが後退方向から前進方向に切り換えられ(摺動抵抗Fμの向きが逆にされ)、制御ピストン204が前進させられる。制御ピストン204が減圧範囲内にあり、かつ、前進させられる場合には、下式
Psv・Asv=Pin・Ain−Fsv−Fμ・・・(19)
が成立する。
入力室212が高圧源180からもリザーバ122からも遮断された状態にある場合には、制御ピストン204の前進はハウジング200の弾性変形により許容される。
制御ピストン204の前進により開弁部材234が弁子224に当接すると、図4(h)に示すように、サーボ圧室214がリザーバ122から遮断され、保持される。
上述のように、制御ピストン204が減圧範囲内にある間は、開弁部材234は弁子224から離間させられた状態にあるため、式(18)、式(19)が示すように、制御ピストン204に高圧供給弁216の開弁力に対応する力は作用しない。
そして、減圧モードから保持モード(入力液圧Pinが保持される)に切り換えられる場合、すなわち、式(18)が成立する状態から式(19)が成立する状態に切り換えられる場合には、サーボ液圧Psvが式(16)に示す変化量ΔPsvだけ低下させられる。制御ピストン204が後退位置から保持位置まで前進するまでの間、サーボ圧室214とリザーバ122とが連通状態にあるため、サーボ圧室214の液圧が減少させられるのである。
また、サーボ液圧Psvを一定に保つ場合には、入力液圧Pinを式(17)に示す変化量ΔPinだけ増加させる必要がある。
そこで、本実施例においては、入力液圧Pinの制御において、増圧モード(増圧制御)から保持モード(保持制御)に直接、切り換えるのではなく、増圧モードの次に増圧保持移行時モードが設定される。増圧保持移行時モードにおいては、入力液圧Pinが、制御ピストン204が保持位置に向かって後退させられるように制御される。また、減圧モード(減圧制御)、減圧保持移行時モード、保持モードの順に切り換えられ、減圧保持移行時モードにおいては、制御ピストン204が保持位置に向かって前進させられるように、入力液圧Pinが制御される。
入力液圧Pinが、増圧リニア制御弁250,減圧リニア制御弁252により制御され、それにより、サーボ液圧Psvが目標サーボ液圧Psvrefに近づけられ、背面室136の液圧が目標値に近づけられる。増圧リニア制御弁250,減圧リニア制御弁252については、フィードバック制御が行われるのであるが、上述のように、サーボ液圧Psvと入力液圧Pinとの間には、予め定められた関係が成立するため、サーボ圧室214における目標液圧Psvrefと実際の液圧Psvとの差であるサーボ液圧偏差と、入力室212における目標液圧Prefinと実際の液圧Pinとの差である入力偏差とは同じであると考えることができる。以下、本実施例においては、サーボ液圧偏差を入力液圧偏差とみなして、増圧リニア制御弁250,減圧リニア制御弁252が制御されることとし、サーボ液圧偏差を単に偏差と称する。
また、サーボ液圧Psvと入力液圧Pinとの関係として、増圧制御中、減圧制御中、制御ピストン204の前進中、後退中で分けて、式(14)、(15)、(18)、(19)のいずれかの関係を選択的に用いても、簡単に式(13)に示す関係を用いてもよい。
増圧モードにおいて、減圧リニア制御弁252が閉状態とされ、増圧リニア制御弁250のコイル266への供給電流の制御により、入力室212の液圧が増圧制御される。
増圧リニア制御弁250のコイル266への供給電流値IAは、開弁電流IopenAにフィードバック電流量IFBを加えた値とされる。
IA=IopenA+IFB・・・(20)
フィードバック電流量IFBは、例えば、偏差e(目標液圧−実液圧)にフィードバック係数KAを掛けた値(IFB=e・KA)とすることができる。
減圧リニア制御弁252のコイル276への供給電流値IRは、図3(b-2)の破線で示すように、開弁電流IopenRより設定値ΔIs大きい電流量とされる。
IR=IopenR+ΔIs・・・(21)
このように、減圧リニア制御弁252への供給電流値IRが図3(b-2)の破線で表される大きさに決定されるようにすれば、増圧制御中において、減圧リニア制御弁252を良好に閉状態に維持することができる。
なお、減圧リニア制御弁252のコイル276への供給電流値IRが、(21)式に従って求められるようにすることは不可欠ではなく、入力液圧Pinの増圧制御において閉状態に保たればよく、例えば、最大値IRmaxの電流が供給されるようにすることもできる。しかし、(21)式に従って求められるようにすれば、最大値IRmaxが供給される場合に比較して、消費電力の低減を図ることができる。
なお、各制御モードが設定された場合における増圧リニア制御弁250,減圧リニア制御弁252への供給電流値については、図8にまとめて示す。
IA=IopenA+IFB−ΔIsa・・・(22)
(22)式に示すように、増圧リニア制御弁250への供給電流値IAは、増圧モードが設定された場合より設定値ΔIsa小さい値に決定される。設定値ΔIsaは、固定値であっても、可変値であってもよい。
また、偏差eが増加傾向にある場合には、偏差が増圧保持移行時しきい値ethahより小さくても増圧保持移行時モードが設定されることはなく、増圧モードのままとされる。偏差eが増加傾向にあり、サーボ液圧Psvが目標サーボ液圧Psvrefから離間する場合には、サーボ液圧Psvを目標サーボ液圧Psvrefに積極的に近づけることが望ましいからであり、それにより、応答性の低下を抑制することができる。
なお、制御ピストン204の後退は、主としてハウジング200の弾性変形により許容される。
IA=IopenA−ΔIs・・・(23)
保持モードが設定された場合の増圧リニア制御弁250への供給電流値は0とすることもできるが、式(23)に示すように、0より大きく、開弁電流IopenAより小さい電流が供給されることにより、閉状態に良好に保つことができ、かつ、次に、増圧モードが設定された場合に、増圧リニア制御弁250の作動遅れを小さくすることができる。
減圧リニア制御弁252への供給電流値IRは式(21)に従って決定される。
減圧モードにおいて、増圧リニア制御弁250への供給電流値IAが式(23)で決まる値とされ、(IA=IoepnA−ΔIs)、減圧リニア制御弁252のコイル272への供給電流値IRが、例えば、開弁電流IoepnRからフィードバック電流IFBを引いた値に決定される。フィードバック電流IFBは、偏差の絶対値|e|にフィードバック係数KRを掛けた値とすることができる。
IR=IopenR−IFB・・・(24)
IFB=KR・|e|
減圧保持移行時モードにおいて、増圧リニア制御弁250は閉状態とされ、減圧リニア制御弁252への供給電流値IRが、(24)式に従って求められた電流量より設定値ΔIsr大きい値に決定される。
IR=IopenR−IFB+ΔIsr・・・(25)
また、減圧リニア制御弁252における供給電流値を減少傾向から増加傾向に切り換える場合には、供給電流値の増加量を図3(b-3)に示すテーブルに従って決まるヒステリシス幅以上増加させることが望ましい。
ステップ1(以下、S1と略称する。他のステップについても同様とする)において、実際のサーボ液圧Psvがサーボ液圧センサ243によって検出され、S2において、目標サーボ液圧Psvrefが求められ、S3において、偏差eが求められる。
回生協調制御が行われる場合には、回生制動力と液圧制動力とによって運転者の意図する要求総制動力が満たされるように液圧制動力の目標値が求められる。そして、ブレーキシリンダ液圧の目標値が求められ、背面室136の液圧の目標値が求められるのであり、背面室136の液圧の目標値がサーボ圧室214の液圧の目標値(目標サーボ液圧Psvref)とされる。
また、回生協調制御が行われない場合、あるいは、内燃駆動車両における場合には、要求総制動力が液圧制動力の目標値とされて、ブレーキシリンダ42,52の目標液圧が求められ、目標サーボ液圧Psvrefが求められる。
S4において、偏差eが正の値であるか否かが判定される。実サーボ液圧Psvが目標サーボ液圧Psvrefに対して不足しているか否かが判定されるのである。実サーボ液圧Psvが目標サーボ液圧Psvrefに対して不足している場合には、S5において、偏差eが、増圧しきい値etha以下であるか否かが判定され、S6において、増圧保持移行しきい値ethah以下であるか否かが判定され、S7において、偏差eが減少傾向あるいは保持傾向にあるか否か(増加傾向にないか否か)が判定される。
(i)偏差eが増圧保持移行しきい値ethahより大きい場合(S6NO)、あるいは、(ii)偏差eが増圧しきい値ethaより大きく、増圧保持移行しきい値ethah以下であり、かつ、偏差eが増加傾向にない場合(S7NO)には、S8において、増圧モードが設定される。
また、増圧制御により、実サーボ液圧Psvが目標サーボ液圧Psvrefに近づき、偏差eが増圧側保持しきい値ethah以下となり、かつ、偏差eが減少傾向あるいは保持されている場合(実サーボ液圧Psvが目標サーボ液圧Psvrefから遠ざかっていない場合)には、S8の判定がYESとなり、S9において増圧保持移行時モードが設定される。
それに対して、偏差eが増圧しきい値etha以下である場合には、S5の判定がYESとなり、S10において保持モードが設定される。
(i)偏差eが減圧保持移行しきい値ethrhより小さい場合(S12NO)、あるいは、(ii)偏差eが減圧保持移行しきい値rthrh以上で減圧しきい値ethrより小さく、かつ、偏差eの絶対値が増加傾向にある場合(S13NO)には、S14において、減圧モードが設定され、偏差eが、減圧側保持しきい値ethrh以上で、かつ、実サーボ液圧Psvが目標サーボ液圧Psvrefから遠ざかっていない場合には、S13の判定がYESとなり、S15において減圧保持移行時モードが設定される。また、偏差eが減圧しきい値ethr以上である場合には、S10において保持モードが設定される。
増圧モードが設定されることにより、実サーボ液圧Psvが目標サーボ液圧Psvrefに近づき、時間t1において、偏差eが増圧保持移行しきい値ethahより小さくなる(偏差eが増加傾向にない)と、増圧保持移行時モードが設定される。制御ピストン204は後退方向へ移動させられ、実サーボ液圧Psvの増加勾配が抑制される。
しかし、目標サーボ液圧Psvrefの増加により、時間t2において、偏差eが増加傾向になると(実サーボ液圧Psvが目標サーボ液圧Psvrefから離れると)、偏差eが増圧保持移行しきい値ethrhより小さくても、増圧モードが設定される。増圧モードが設定されることにより、実サーボ液圧Psvが目標サーボ液圧Psvrefに近づき、時間t3において、偏差eが増加傾向でなくなると、再び、増圧保持移行時モードが設定される。そして、時間t4において、偏差eが増圧しきい値ethaより小さくなると、保持モードが設定される。サーボ液圧Psvは、時間t3において増圧保持移行時モードが設定されてから、変化量ΔPsv(=2Fμ/Asv)増加させられるのであり、良好に目標サーボ液圧Psvrefに近づけられる。
摺動抵抗Fμが大きいレギュレータ182を用いても、サーボ液圧Psvの制御精度を向上させることができ、背面室136の液圧を目標値Prefに良好に近づけることができる。また、それにより、ブレーキシリンダ42,52の液圧の制御精度を向上させることができ、液圧制動力の制御精度を向上させることができる。
また、レギュレータ182において、パイロット圧室210に加圧室112の液圧が供給され、それにより、パイロットピストン202,制御ピストン204が前進させられ、サーボ圧室214がリザーバ122から遮断されて、サーボ液圧Psvが増加させられる。このサーボ圧室214の液圧が背面室136に供給されることにより、加圧ピストン110に操作力に応じた助勢力が加えられ、加圧室110,112の液圧が増加させられる。
このように、本実施例においては、液圧ブレーキシステムが異常であっても、背面室136に高圧の作動液が供給されるため、その分、加圧室110,112の液圧を高くすることができ、ブレーキシリンダ42FL,FR,52RL,RRの液圧を高くすることができる。
そのうちの、入力液圧制御弁装置184,ブレーキECU56の図7のフローチャートで表される入力液圧制御プログラムを記憶する部分、実行する部分等により入力液圧制御装置が構成される。入力液圧制御装置のうちの9,15を記憶する部分、実行する部分等により移動方向制御部、摺動抵抗対応制御部が構成される。移動方向制御部は、非増加傾向時制御部、変化勾配抑制部、摺動抵抗切換部、作用力制御部でもある。
増圧リニア制御弁250が増圧制御弁に対応し、減圧リニア制御弁252が減圧制御弁に対応し、増圧リニア制御弁250と、S8,9を記憶する部分、実行する部分等により増圧制御部が構成され、そのうちの、S8を記憶する部分、実行する部分等により増圧時電流値決定部が構成され、S9を記憶する部分、実行する部分等により増圧保持移行時電流値決定部が構成される。また、減圧リニア制御弁252と、S14,15を記憶する部分、実行する部分等により減圧制御部が構成され、そのうちの、S14を記憶する部分、実行する部分等により減圧時電流値決定部が構成され、S15を記憶する部分、実行する部分等により減圧保持移行時電流値決定部が構成される。さらに、S8,10,14を記憶する部分、実行する部分等により通常時制御部が構成される。一方、S9,15を記憶する部分、実行する部分等によりヒステリシス対応電流値決定部が構成される。増圧リニア制御弁250,減圧リニア制御弁252は、電磁制御弁でもある。また、操作力センサ170,ストトークセンサ280,ブレーキECU56の図7のフローチャートのS2を記憶する部分、実行する部分等により目標出力液圧決定部が構成される。
このことから、摺動抵抗Fμは、サーボ液圧Psv(あるいは入力液圧Pin)が高い場合は低い場合より大きくなる可変値とすることもできる。式(14)、(15)、式(18)、(19)において摺動抵抗Fμがサーボ液圧Psvが大きくなるにつれて大きくなることから、実線と二点鎖線との間隔、一点鎖線と破線との関係が、図10に示すようになる。図10に示すように、ヒステリシス幅が、入力液圧Pinが大きい場合は小さい場合より大きくなることがわかる。
また、本実施例においては、図11(a)、(b)に示すように、増圧保持移行しきい値ethah、減圧保持移行しきい値ethrhの絶対値がサーボ液圧Psvが大きい場合に小さい場合より大きい値とされる。図6に示すテーブルに従い、制御モードを設定する場合に、サーボ液圧Psvに基づいて増圧保持移行しきい値ethah,減圧保持移行しきい値ethrhが、その都度、決定される。
それに対して、図3(a-3)、(b-3)に示すように、ヒステリシス特性は、増圧リニア制御弁250の前後の差圧で異なる。そのため、前後の差圧を取得して、ヒステリシス特性を決定することもできる。入力液圧Pinは、サーボ液圧センサ234の検出値である実サーボ液圧Psvと関係式とに基づいて推定され、推定された入力液圧Pinに基づけば、前後の差圧を取得することができる。
また、増圧リニア制御弁250,減圧リニア制御弁252への供給電流の制御の態様は上記実施例におけるそれに限らない。フィードフォワード制御が行われるようにすることもできる。
さらに、増圧しきい値etha、減圧しきい値ethrの絶対値は互いに同じ大きさであっても異なる大きさであってもよく、増圧保持移行しきい値ethah、減圧保持移行しきい値ethrhの絶対値は互いに同じ大きさであっても異なる大きさであってもよい。
また、偏差eが正の値であり、かつ、増圧保持移行しきい値ethahより小さい場合、偏差eが負の値であり、かつ、減圧保持移行しきい値ethrhより大きい場合には、偏差eの絶対値が増加傾向にあるか否かとは関係なく、増圧保持移行時モード、減圧保持移行時モードが設定されるようにすることもできる。
さらに、回生協調制御が行われることも不可欠ではない。要求総制動力が実現されるように液圧が制御される液圧ブレーキシステムに適用することができる。回生協調制御が行われない場合には、運転者の操作フィーリングがストロークシミュレータ160の特性によって決まり、ブレーキシリンダ42,52の液圧に対応する液圧制動力によって要求総制動力が満たされるように、背面室136の液圧が制御される。
また、背面室136の目標値はどのように決めてもよく、車両の走行状態に基づいて決まる大きさとすることもできる。なお、パイロットピストン202に作用するパイロット圧を考慮して決定されるようにすることもできる。
また、レギュレータ182の構造は問わない。例えば、パイロットピストンを設けることは不可欠ではない。さらに、レギュレータ182のパイロット室210には、伝達室140の液圧が作用するようにすることもできる。
さらに、制御対象装置はブレーキシリンダに限らない。制御対象は何であってもよいのである。
その他、本発明は、上述に記載の態様の他、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。
Claims (14)
- (a)ハウジングと、(b)そのハウジングに液密かつ摺動可能に嵌合された制御ピストンと、(c)その制御ピストンの後方に設けられた入力室と、(d)前記制御ピストンの前方に設けられた出力室とを備えたレギュレータと、
前記入力室の液圧の制御により前記制御ピストンを前進させることにより前記出力室の液圧を増加させ、前記制御ピストンを後退させることにより前記出力室の液圧を減少させる入力液圧制御装置と
を含み、かつ、前記入力液圧制御装置が、前記入力室の液圧の制御により、前記出力室の目標液圧から実際の液圧を引いた値である偏差が増圧側設定値より小さくなった場合に前記制御ピストンを後退させ、前記偏差が減圧側設定値より大きくなった場合に前記制御ピストンを前進させる移動方向制御部を含むことを特徴とする液圧制御装置。 - 前記増圧側設定値と前記減圧側設定値との少なくとも一方が、前記制御ピストンと前記ハウジングとの間に生じる摺動抵抗に対応する液圧に基づいて決まる値とされた請求項1に記載の液圧制御装置。
- 前記増圧側設定値と前記減圧側設定値との少なくとも一方が、前記制御ピストンと前記ハウジングとの間に生じる摺動抵抗の2倍に対応する液圧に比例する値に設定された請求項1または2に記載の液圧制御装置。
- 前記増圧側設定値と前記減圧側設定値との少なくとも一方の絶対値が、前記出力室の液圧と前記入力室の液圧との少なくとも一方が高い場合は低い場合より大きい値とされた請求項1ないし3のいずれか1つに記載の液圧制御装置。
- 前記入力液圧制御装置が、前記入力室の液圧を、前記偏差が増圧しきい値より大きい場合に増圧し、前記減圧しきい値より小さい場合に減圧し、前記増圧しきい値と減圧しきい値との間にある場合に保持する通常時制御部を含み、前記増圧側設定値が、前記増圧しきい値より大きい値に設定されるとともに、前記減圧側設定値が前記減圧しきい値より小さい値に設定された請求項1ないし4のいずれか1つに記載の液圧制御装置。
- 前記レギュレータが、さらに、(e)前記出力室に連通させられるとともに、高圧源に連通させられる高圧室と、(f)その高圧室と前記出力室との間に設けられ、前記出力室と前記高圧室とを連通させたり、遮断したりする高圧供給弁とを含み、
前記制御ピストンが、前進に伴って前記高圧供給弁を閉状態から開状態に切り換える開弁部材を含む請求項1ないし5のいずれか1つに記載の液圧制御装置。 - 前記高圧供給弁が、(a)前記ハウジングに設けられた弁座と、(b)その弁座に対して当接、離間可能に設けられた弁子と、(c)前記弁子を前記弁座に向かって付勢するスプリングとを備え、
前記開弁部材が、前記制御ピストンの移動方向に延びた姿勢で設けられ、
前記制御ピストンが、前記開弁部材の前記高圧供給弁の弁子に当接可能な端部と、前記ハウジングの低圧源に連通させられた低圧ポートとを接続する低圧ポート連通路を含む請求項6に記載の液圧制御装置。 - 前記移動方向制御部が、前記偏差が前記増圧側設定値より小さく、かつ、前記偏差が増加傾向にない場合に、前記入力室の液圧を制御して前記制御ピストンを後退させ、前記偏差が前記減圧側設定値より大きく、かつ、前記偏差の絶対値が増加傾向にない場合に、前記入力室の液圧を制御して前記制御ピストンを前進させる非増加傾向時制御部を含む請求項1ないし7のいずれか1つに記載の液圧制御装置。
- 前記移動方向制御部が、前記入力室の液圧の制御により、前記偏差が前記増圧側設定値より小さくなった場合に、前記入力室の液圧の増加勾配を前記出力室の液圧の増加勾配に対して小さくし、前記偏差が前記減圧側設定値より大きくなった場合に、前記入力室の液圧の減少勾配を前記出力室の液圧の減圧勾配に対して小さくする変化勾配抑制部を含む請求項1ないし8のいずれか1つに記載の液圧制御装置。
- 前記入力液圧制御装置が、(i)前記入力室の液圧を増加させることにより前記出力室の液圧を増加させる増圧制御部と、(ii)前記入力室の液圧を減少させることにより前記出力室の液圧を減少させる減圧制御部とを含み、
前記増圧制御部が、(a)前記入力室と前記高圧源との間に設けられ、ソレノイドへの供給電流値が大きい場合に小さい場合より大きな流量での作動液の流れを許容する増圧リニア制御弁と、(b)その増圧リニア制御弁への供給電流を制御する電流制御部であって、前記増圧リニア制御弁への供給電流値を、(b-1)前記偏差が前記増圧側設定値以上である場合に、前記偏差と予め定められた増圧規則とに基づいて決定する増圧時電流値決定部と、(b-2)前記偏差が前記増圧側設定値より小さい場合に、前記偏差と前記増圧規則とに基づいて決定された供給電流値より小さい値に決定する増圧保持移行時電流値決定部とを備えたものとを含み、
前記減圧制御部が、(c)前記入力室と前記低圧源との間に設けられ、ソレノイドへの供給電流値が小さい場合に大きい場合より大きな流量での作動液の流れを許容する減圧リニア制御弁と、(d)その減圧リニア制御弁への供給電流を制御する電流制御部であって、前記減圧リニア制御弁への供給電流値を、(d-1)前記偏差が前記減圧側設定値以下である場合に、前記偏差と予め定められた減圧規則とに基づいて決定する減圧時電流値決定部と、(d-2)前記偏差が前記減圧側設定値より大きい場合に、前記偏差と前記減圧規則とに基づいて決定された供給電流値より大きい値に決定する減圧保持移行時電流値決定部とを備えたものとを含む請求項1ないし9のいずれか1つに記載の液圧制御装置。 - 前記入力液圧制御装置が、(i)前記入力室に接続され、弁座と弁子との間の開度がソレノイドへの供給電流値に応じた大きさとなる少なくとも1つの電磁制御弁と、(ii)それら少なくとも1つの電磁制御弁の各々における供給電流値を、それぞれ、供給電流値と開度との間のヒステリシスを考慮して決めるヒステリシス対応電流決定部とを含む請求項1ないし10のいずれか1つに記載の液圧制御装置。
- 請求項1ないし11のいずれか1つに記載の液圧制御装置と、
(e)ハウジングと、(f)そのハウジングに液密かつ摺動可能に嵌合された加圧ピストンと、(g)その加圧ピストンの後方に設けられ、前記出力室に接続された背面室と、(h)前記加圧ピストンの前方に設けられた前方加圧室とを備えたシリンダ装置と、
前記前方加圧室に接続され、車両の車輪の回転を抑制する液圧ブレーキのブレーキシリンダと
を含むことを特徴とする液圧ブレーキシステム。 - 前記液圧制御装置が、前記ブレーキシリンダの目標液圧に基づいて前記出力室の目標液圧を決定する目標出力液圧決定部を含む請求項12に記載の液圧ブレーキシステム。
- (a)ハウジングと、(b)そのハウジングに液密かつ摺動可能に嵌合された制御ピストンと、(c)その制御ピストンの一方の側に設けられた入力室と、(d)前記制御ピストンの他方の側に設けられた出力室とを備えたレギュレータと、
前記入力室の液圧の制御により前記制御ピストンを移動させることにより、前記出力室の液圧を増加させたり、減少させたりする入力液圧制御装置と、
(e)ハウジングと、(f)ハウジングに液密かつ可能に嵌合された加圧ピストンと、(g)その加圧ピストンの後方に設けられ、前記出力室に接続された背面室と、(h)前記加圧ピストンの前方に設けられた前方加圧室とを備えたシリンダ装置と、
前記前方加圧室に接続され、車両の車輪の回転を抑制する液圧ブレーキのブレーキシリンダと
を含み、かつ、前記入力液圧制御装置が、前記制御ピストンと前記ハウジングとの間に生じる摺動抵抗を考慮して、前記入力室の液圧を制御する摺動抵抗対応制御部を含むことを特徴とする液圧ブレーキシステム。
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