JP2019026228A - 車両の制動制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 ブレーキ・バイ・ワイヤ構成の車両の制動制御装置において、その信頼度が向上され得るものを提供する。【解決手段】 制動制御装置は、車輪に備えられたホイールシリンダCW内の制動液BFの制動液圧Pwを調整する。装置は、「メインコイルKA、及び、サブコイルKBを有する電気モータMU」と、「電気モータMUによって駆動され、還流路JNを形成し、制動液圧Pwを発生する流体ポンプQU」と、「還流路JNに設けられ、制動液圧Pwを調整するメイン電磁弁UA」と、「還流路JNに、メイン電磁弁UAに対して直列に設けられ、制動液圧Pwを調整するサブ電磁弁UB」と、「『メインコイルKAに通電し、メイン電磁弁UAを制御するメイン制御部EA』、及び、『サブコイルKBに通電し、サブ電磁弁UBを制御するサブ制御部EB』を有するコントローラECU」と、を備える。【選択図】 図1

Description

本発明は、車両の制動制御装置に関する。
特許文献1には、「ブレーキ液を用いてホイールシリンダ圧を発生するハイドロニックタイプのブレーキ装置において、最も簡素で且つ安全性の高いブレーキ・バイ・ワイヤのブレーキ装置を提供する」ことを目的に、「油圧配管内の余剰ブレーキ液を貯留するリザーバと、リザーバと接続される各ホイールシリンダと、リザーバと各ホイールシリンダとを接続するとともにリザーバから見て中途分岐したブレーキ配管と、中途分岐する点からホイールシリンダに至るまでの管路に設けられる第1のリニア差圧弁と、中途分岐する点からホイールシリンダに至るまでの管路に設けられる第2のリニア差圧弁と、リザーバからブレーキ液を吸引して、ホイールシリンダと第1のリニア差圧弁との間、およびホイールシリンダと第2のリニア差圧弁との間にブレーキ液を吐出するモータポンプと、を備える」ことが記載されている。
更に、特許文献1には、「各リニア差圧弁70、80は、各配管系統において、リニア差圧弁20、21、および、リニア差圧弁22、23に、それぞれ直列に接続されている。このように各リニア差圧弁を直列接続することによって、各々のリニア差圧弁に対する通電量を抑制することができ、各リニア差圧弁の耐熱構造、体格、において有利である。また、1つのホイールシリンダに対して1つのリニア差圧弁で最大圧までの差圧制御を実行しようとすると、制御分解能が粗くなるため、最も頻繁に用いられる通常のブレーキ制御領域周辺の制御が粗くなって、制御性および乗員ペダルフィーリングが落ちる場合がある。上記構成によって、リニア差圧弁と同等の制御でも制御分解能が細かくでき、制御性を向上させることができる。このため、乗員ペダルフィーリングを良好にできる。且つリニア差圧弁70、80の直列の制御においてはさらにホイールシリンダ圧に対する制御分解能を細かくすることも可能である」旨が記載されている。
ところで、ブレーキ・バイ・ワイヤ構成の制動制御装置では、上述した、耐熱構造・体格の改良、操作特性の向上等に加え、装置全体の信頼度が向上され得るものが望まれている。
特開平11−301435号公報
本発明の目的は、ブレーキ・バイ・ワイヤ構成の車両の制動制御装置において、その信頼度が向上され得るものを提供することである。
本発明に係る車両の制動制御装置は、車両の車輪に備えられたホイールシリンダ(CW)内の制動液(BF)の制動液圧(Pw)を調整するものであり、メインコイル(KA)、及び、サブコイル(KB)を有する電気モータ(MU)と、前記電気モータ(MU)によって駆動され、還流路(JN)を形成し、前記制動液圧(Pw)を発生する流体ポンプ(QU)と、前記還流路(JN)に設けられ、前記制動液圧(Pw)を調整するメイン電磁弁(UA)と、前記還流路(JN)に、前記メイン電磁弁(UA)に対して直列に設けられ、前記制動液圧(Pw)を調整するサブ電磁弁(UB)と、「前記メインコイル(KA)に通電し、前記メイン電磁弁(UA)を制御するメイン制御部(EA)」、及び、「前記サブコイル(KB)に通電し、前記サブ電磁弁(UB)を制御するサブ制御部(EB)」を有するコントローラ(ECU)と、を備える。
上記構成によれば、二重化された構成のうちの何れか一方側に不調状態が発生した場合には、適正に作動する他方側によって、制御制動が実行される。換言すれば、制動制御装置の不調が発生した場合に、二重構成のうちの適正作動する側で、制御制動が継続される。このため、制動制御装置の信頼度が向上され得る。つまり、車両減速度が確保されるとともに、制動操作特性の変化に起因する運転者への違和が軽減され得る。
本発明に係る車両の制動制御装置SCの第1の実施形態を説明するための全体構成図である。 分離ユニットYBの構成例を説明するための概略図である。 調圧制御の演算処理例を説明するための制御フロー図である。 本発明に係る車両の制動制御装置SCの第2の実施形態を説明するための全体構成図である。 分離ユニットYBの他の構成例を説明するための概略図である。
<構成部材等の記号、記号末尾の添字、及び、運動・移動方向>
以下の説明において、「ECU」等の如く、同一記号を付された構成部材、演算処理、信号、特性、及び、値は、同一機能のものである。各種記号の末尾に付された添字「i」〜「l」は、それが何れの車輪に関するものであるかを示す包括記号である。具体的には、「i」は右前輪、「j」は左前輪、「k」は右後輪、「l」は左後輪を示す。例えば、4つの各ホイールシリンダにおいて、右前輪ホイールシリンダCWi、左前輪ホイールシリンダCWj、右後輪ホイールシリンダCWk、及び、左後輪ホイールシリンダCWlと表記される。更に、記号末尾の添字「i」〜「l」は、省略され得る。添字「i」〜「l」が省略された場合には、各記号は、4つの各車輪の総称を表す。例えば、「WH」は各車輪、「CW」は各ホイールシリンダを表す。
各種記号の末尾に付された添字「1」、「2」は、2つの制動系統において、それが何れの系統に関するものであるかを示す包括記号である。具体的には、「1」は第1系統、「2」は第2系統を示す。例えば、2つのマスタシリンダ流体路において、第1マスタシリンダ流体路HM1、及び、第2マスタシリンダ流体路HM2と表記される。更に、記号末尾の添字「1」、「2」は省略され得る。添字「1」、「2」が省略された場合には、各記号は、2つの各制動系統の総称を表す。例えば、「VM」は、各制動系統のマスタシリンダ弁を表す。
<本発明に係る車両の制動制御装置の第1の実施形態>
図1の全体構成図を参照して、本発明に係る制動制御装置SCの第1の実施形態について説明する。一般的な車両では、2系統の流体路が採用され、冗長性が確保されている。ここで、流体路は、制動制御装置の作動液体である制動液BFを移動するための経路であり、制動配管、流体ユニットの流路、ホース等が該当する。なお、流体路において、リザーバRVに近い側(ホイールシリンダCWから遠い側)が、「上流側」、又は、「上部」と称呼され、ホイールシリンダCWに近い側(リザーバRVから遠い側)が、「下流側」、又は、「下部」と称呼される。
2系統の流体路のうちの第1系統(第1マスタシリンダ室Rm1に係る系統)は、右前輪WHiのホイールシリンダCWi、及び、左後輪WHlのホイールシリンダCWlに流体接続される。2系統の流体路のうちの第2系統(第2マスタシリンダ室Rm2に係る系統)は、左前輪WHjのホイールシリンダCWj、及び、右後輪WHkのホイールシリンダCWkに流体接続される。つまり、2系統の流体路として、所謂、ダイアゴナル型(「X型」ともいう)のものが採用されている。なお、2系統流体路として、前後型(「H型」ともいう)のものでもよい。この場合、第1系統には前輪ホイールシリンダCWi、CWjが、第2系統には後輪ホイールシリンダCWk、CWlが、夫々、接続される。
車両は、駆動用の電気モータを備えたハイブリッド車両、又は、電気自動車である。制動制御装置SCでは、所謂、回生協調制御(回生ブレーキと摩擦ブレーキとの協調)が実行される。制動制御装置SCを備える車両には、制動操作部材BP、ホイールシリンダCW、リザーバRV、マスタシリンダCM、及び、車輪速度センサVWが備えられる。
制動操作部材(例えば、ブレーキペダル)BPは、運転者が車両を減速するために操作する部材である。制動操作部材BPが操作されることによって、車輪WHの制動トルクが調整され、車輪WHに制動力が発生される。具体的には、車両の車輪WHには、回転部材(例えば、ブレーキディスク)KTが固定される。そして、回転部材KTを挟み込むようにブレーキキャリパが配置される。
ブレーキキャリパには、ホイールシリンダCWが設けられている。ホイールシリンダCW内の制動液BFの圧力(制動液圧)Pwが増加されることによって、摩擦部材(例えば、ブレーキパッド)が、回転部材KTに押し付けられる。回転部材KTと車輪WHとは、一体的に回転するよう固定されているため、このときに生じる摩擦力によって、車輪WHに制動トルク(摩擦ブレーキ力)が発生される。
リザーバ(大気圧リザーバ)RVは、作動液体用のタンクであり、その内部に制動液BFが貯蔵されている。大気圧リザーバRVの内部は、仕切り板SKによって、3つの部位に区画されている。第1マスタリザーバ室Ru1は第1マスタシリンダ室Rm1に、第2マスタリザーバ室Ru2は第2マスタシリンダ室Rm2に、夫々、接続される。また、調圧リザーバ室Rdは、リザーバ流体路HRによって、調圧ユニットYCに流体接続されている。リザーバRV内に制動液BFが満たされた状態では、制動液BFの液面は、仕切り板SKの高さよりも上にある。このため、制動液BFは、仕切り板SKを超えて、第1、第2マスタリザーバ室Ru1、Ru2と調圧リザーバ室Rdとの間を自由に移動することができる。一方、リザーバRV内の制動液BFの量が減少し、制動液BFの液面が仕切り板SKの高さよりも低くなると、第1、第2マスタリザーバ室Ru1、Ru2、及び、調圧リザーバ室Rdは、夫々、独立した液だめとなる。
マスタシリンダCMは、制動操作部材BPに、ブレーキロッド等を介して、機械的に接続されている。マスタシリンダCMは、タンデム型であり、第1、第2マスタピストンPS1、PS2によって、その内部が、第1、第2マスタシリンダ室Rm1、Rm2に分けられている。制動操作部材BPが操作されていない場合には、マスタシリンダCMの第1、第2マスタシリンダ室Rm1、Rm2とリザーバRVとは連通状態にある。制動操作部材BPが操作されると、マスタシリンダCM内の第1、第2ピストンPS1、PS2が押され、第1、第2ピストンPS1、PS2は前進する。この前進によって、マスタシリンダCMの内壁と、第1、第2ピストンPS1、PS2とによって形成された、第1、第2マスタシリンダ室Rm1、Rm2は、リザーバRV(特に、第1、第2マスタリザーバ室Ru1、Ru2)から遮断される。制動操作部材BPの操作が増加されると、マスタシリンダ室Rm1、Rm2の体積は減少し、制動液BFは、マスタシリンダCMから、ホイールシリンダCWに向けて圧送される。マスタシリンダCMによって、各ホイールシリンダCWの液圧(制動液圧)Pwが調整(増減)される場合が、「マニュアル制動」と称呼される。
ホイールシリンダCWは、マスタシリンダCMに代えて、制動制御装置SCによって加圧される。制動制御装置SCは、所謂、ブレーキ・バイ・ワイヤの構成である。即ち、ホイールシリンダCWは、マスタシリンダCM、及び、制動制御装置SCのうちの何れか1つによって加圧される。制動制御装置SCによって、各ホイールシリンダCWの液圧Pwが調整(増減)される場合が、「制御制動」と称呼される。
各車輪WHには、車輪速度Vwを検出するよう、車輪速度センサVWが備えられる。車輪速度Vwの信号は、車輪WHのロック傾向を抑制するアンチスキッド制御等に採用される。車輪速度センサVWによって検出された各車輪速度Vwは、下部コントローラECLに入力される。コントローラECLでは、車輪速度Vwに基づいて、車体速度Vxが演算される。
マスタシリンダCM、ホイールシリンダCW、リザーバRV、及び、制動制御装置SCを、夫々、接続する各種流体路について説明する。流体路は、制動液BFを移動するための経路(制動配管、流体ユニットの流路、ホース等)である。
第1、第2マスタシリンダ流体路HM1、HM2の一方側は、マスタシリンダCM(特に、第1、第2マスタシリンダ室Rm1、Rm2)に接続される。また、第1、第2マスタシリンダ流体路HM1、HM2の他方側は、第1、第2分離ユニットYB1、YB2の下流側で、第1、第2中間流体路HV1、HV2に接続される。第1、第2中間流体路HV1、HV2は、第1、第2分離ユニットYB1、YB2と、4つのホイールシリンダ流体路HWと、を接続する流体路である。第1、第2中間流体路HV1、HV2は、第1、第2分岐部Bw1、Bw2にて、各々のホイールシリンダ流体路HWに分岐される。
ホイールシリンダ流体路HWは、ホイールシリンダCWに接続される。リザーバ流体路HRは、リザーバRV(特に、調圧リザーバ室Rd)、調圧ユニットYC(特に、調圧流体ポンプQU、及び、電磁弁UB)に接続される。調圧流体路HUは、調圧ユニットYCに接続される。更に、調圧流体路HUは、第1、第2分岐部Bx1、Bx2にて、第1、第2調圧流体路HU1、HU2に分岐され、第1、第2分離ユニットYB1、YB2に接続される。マスタシリンダCM、ホイールシリンダCW、分離ユニットYB、及び、各流体路HM、HV、HW、HR、HUには、制動液BFが満たされている(即ち、制動液BFの液密状態が達成されている)。
≪制動制御装置SC≫
制動制御装置SCは、マスタシリンダCMに近い側の上部流体ユニットYU、及び、ホイールシリンダCWに近い側の下部流体ユニットYLにて構成される。上部流体ユニットYUは、上部コントローラECUによって制御され、制動制御装置SCに含まれる流体ユニットである。
下部流体ユニットYLは、下部コントローラECLによって制御される。下部コントローラECLには、車輪速度Vw、ヨーレイトYr、操舵角Sa、前後加速度Gx、横加速度Gy、等が入力される。下部流体ユニットYLでは、これらの信号に基づいて、アンチスキッド制御、車両安定化制御、等が実行される。上部コントローラECUと下部コントローラECLとは、通信バスBSによって通信可能な状態で接続され、センサ信号、演算値が共有されている。
制動制御装置SC(特に、上部流体ユニットYU)は、操作量センサBA、操作スイッチST、ストロークシミュレータSS、シミュレータ電磁弁VS、マスタシリンダ電磁弁VM、調圧ユニットYC(電動ポンプDU、メイン電磁弁UA、サブ電磁弁UB、調整液圧センサPU、等)、上部コントローラECU、及び、分離ユニットYBにて構成される。
制動操作部材BPには、操作量センサBAが設けられる。操作量センサBAによって、運転者による制動操作部材(ブレーキペダル)BPの操作量Baが検出される。操作量センサBAとして、マスタシリンダCMの第1、第2マスタシリンダ室Rm1、Rm2の液圧Pm1、Pm2を検出するように、第1、第2マスタシリンダ液圧センサPM1、PM2が設けられる。「Pm1=Pm2」であるため、第1マスタシリンダ液圧センサPM1、及び、第2マスタシリンダ液圧センサPM2のうちの一方は、省略可能である。また、操作量センサBAとして、制動操作部材BPの操作変位Spを検出する操作変位センサSP、及び、制動操作部材BPの操作力Fpを検出する操作力センサが設けられる。つまり、制動操作量センサBAとして、第1、第2マスタシリンダ液圧センサPM1、PM2、操作変位センサSP、及び、操作力センサのうちの少なくとも1つが採用される。従って、制動操作量Baとして、マスタシリンダCM内の液圧(マスタシリンダ液圧)Pm、制動操作部材BPの操作変位Sp、及び、制動操作部材BPの操作力Fpのうちの少なくとも1つが検出される。制動操作量Baは、車両減速の指示信号であり、上部コントローラECUに入力される。
制動操作部材BPには、操作スイッチSTが設けられる。操作スイッチSTによって、運転者による制動操作部材BPの操作の有無が検出される。制動操作部材BPが操作されていない場合(即ち、非制動時)には、制動操作スイッチSTによって、操作信号Stとしてオフ信号が出力される。一方、制動操作部材BPが操作されている場合(即ち、制動時)には、操作信号Stとしてオン信号が出力される。制動操作信号Stは、コントローラECUに入力される。
ストロークシミュレータ(単に、「シミュレータ」ともいう)SSが、第1、第2マスタシリンダ弁VM1、VM2が閉じられた場合(制御制動時)に、制動操作部材BPの操作力Fpを発生させるために設けられる。シミュレータSSの内部には、ピストン、及び、弾性体(例えば、圧縮ばね)が備えられる。マスタシリンダCMから制動液BFがシミュレータSSに移動され、流入する制動液BFによりピストンが押される。ピストンには、弾性体によって制動液BFの流入を阻止する方向に力が加えられる。弾性体によって、制動操作部材BPが操作される場合の操作力Fpが形成される。例えば、シミュレータSSは、第2マスタシリンダ室Rm2の出口で、第2マスタシリンダ室Rm2と第2マスタシリンダ弁VM2との間に設けられる。
マスタシリンダCMとシミュレータSSとの間には、シミュレータ弁VSが設けられる。シミュレータ弁VSは、開位置(連通状態)と閉位置(遮断状態)とを有する2位置の電磁弁(「オン・オフ弁」ともいう)である。シミュレータ弁VSは、通電状態Vsに基づいて、上部コントローラECUによって制御される。非制動時、又は、制動制御装置SCの不調時(マニュアル制動時)には、シミュレータ弁VSが閉位置にされ、マスタシリンダCMとシミュレータSSとが遮断状態(非連通状態)となる。この場合、マスタシリンダCMからの制動液BFは、シミュレータSSで消費されない。制御制動時には、シミュレータ弁VSが開位置にされ、マスタシリンダCMとシミュレータSSとは連通状態となる。この場合、制動操作部材BPの操作特性(操作変位Spと操作力Fpとの関係)は、シミュレータSSによって形成される。シミュレータ弁VSには、常閉型の電磁弁が採用される。なお、マスタシリンダ室Rmの容積が十分に大きい場合には、シミュレータ弁VSは省略され得る。
第1、第2マスタシリンダ室Rm1、Rm2には、第1、第2マスタシリンダ流体路HM1、HM2が接続される。第1、第2マスタシリンダ流体路HM1、HM2の途中に、第1、第2マスタシリンダ弁VM1、VM2が設けられる。マスタシリンダ弁VMは、開位置と閉位置とを有する2位置の電磁弁(オン・オフ弁)である。マスタシリンダ弁VMは、通電状態Vmに基づいて、上部コントローラECUによって制御される。非制動時、又は、マニュアル制動時には、マスタシリンダ弁VMは開位置にされ、マスタシリンダCMとホイールシリンダCWとは連通状態にされる。この場合、制動液圧Pwは、マスタシリンダCMによって調整される。制御制動時には、マスタシリンダ弁VMは閉位置にされ、マスタシリンダCMとホイールシリンダCWとは非連通状態にされる。この場合、制動液圧Pwは、制動制御装置SCによって制御される。マスタシリンダ弁VMには、常開型の電磁弁が採用される。
調圧ユニットYCは、調圧電動ポンプDU、還流路JN(流体ポンプQU、調圧流体路HU、リザーバ流体路HR)、逆止弁GU、メイン電磁弁UA、サブ電磁弁UB、及び、調整液圧センサPUを備えている。
調圧電動ポンプDUは、1つの調圧電気モータMU、及び、1つの調圧流体ポンプQUの組によって構成される。調圧電動ポンプDUでは、電気モータMUと流体ポンプQUとが一体となって回転するよう、電気モータMUと流体ポンプQUとが固定されている。調圧電動ポンプDU(特に、調圧電気モータMU)は、制御制動時に、調整液圧Pu(最終的には、制動液圧Pw)を調整するための動力源である。なお、流体ポンプQUは、後述する還流路JNの一部である。
電気モータMUは、2つの巻線組KA、KBを含んで構成される。メイン巻線組(「メインコイル」ともいう)KAは、コントローラECUのメイン制御部EAによって駆動される。また、サブ巻線組(「サブコイル」ともいう)KBは、コントローラECUのサブ制御部EBによって駆動される。電気モータMUでは、冗長(二重系)の構成が採用されるため、「メインコイルKA、又は、それに係る部材」、及び、「サブコイルKB、又は、それに係る部材」のうちの何れか1つが作動不調になっても、電気モータMUは、作動が可能である。
例えば、電気モータMUとして、3相ブラシレスモータが採用される。ブラシレスモータMUには、モータのロータ位置(回転角)Kuを検出する回転角センサKUが設けられる。メインコイルKA、及び、サブコイルKBには、3相(U相、V相、W相)のコイル組が、夫々、形成される。回転角(実際値)Kuに基づいて、2つの3相のコイルKA、KBの通電方向(即ち、励磁方向)が、順次切り替えられ、ブラシレスモータMUが回転駆動される。なお、冗長性を確保するため、回転角センサKUにも、2組の検出部が採用され得る。
調圧流体ポンプQUの吸込口Qsには、リザーバ流体路HRが接続されている。また、調圧流体ポンプQUの吐出口Qtには、調圧流体路HUが接続されている。電動ポンプDU(特に、流体ポンプQU)の駆動によって、制動液BFが、リザーバ流体路HRから、吸込口Qsを通して吸入され、吐出口Qtから調圧流体路HUに排出される。例えば、調整流体ポンプQUとしてギヤポンプが採用される。
調圧流体路HUには、逆止弁GU(「チェック弁」ともいう)、メイン電磁弁UA、及び、サブ電磁弁UBが設けられる。サブ電磁弁UBは、リザーバ流体路HRに接続される。逆止弁GUは、吐出口Qtの付近に設けられる。逆止弁GUによって、制動液BFは、リザーバ流体路HRから調圧流体路HUに向けては移動可能であるが、調圧流体路HUからリザーバ流体路HRに向けての移動(即ち、制動液BFの逆流)が阻止される。つまり、電動ポンプDUは、一方向に限って回転される。
調圧電動ポンプDUが作動している場合には、制動液BFは、矢印で示すように、「HR→QU(Qs→Qt)→GU→UA→UB→HR」の順で再び元の流れに戻る。該流体路が、「還流路JN」と称呼される。還流路JN(「Qt−1a−1b−1c−1d−Qs」の循環する閉回路)は、流体ポンプQU、リザーバ流体路HR(UBからQsまで)、及び、調圧流体路HU(QtからUBまで)にて形成される。
還流路JNに、メイン電磁弁UAが介装される。メイン電磁弁UAは、通電状態(例えば、供給電流)Uaに基づいて開弁量(リフト量)が連続的に制御されるリニア型の電磁弁(「比例弁」、又は、「差圧弁」ともいう)である。また、還流路JNにおいて、メイン電磁弁UAに対して、逆止弁GUとは反対側に、サブ電磁弁UBが介装される。メイン電磁弁UAと同様に、サブ電磁弁UBは、通電状態Ubに基づいて開弁量が連続的に制御されるリニア型電磁弁である。還流路JN(特に、調圧流体路HU)では、制動液BFの流れに沿って、「QU、GU、UA、UB」の順で並べられている。即ち、メイン電磁弁UAとサブ電磁弁UBとは、還流路JNにおいて直列に配置されている。
メイン電磁弁UA、及び、サブ電磁弁UBには、常開型電磁弁が採用される。メイン電磁弁UA、及び、サブ電磁弁UBが全開状態にある場合(常開型であるため、非通電時)、還流路JN(特に、調圧流体路HU)内の液圧(調整液圧)Puは低く、略「0(大気圧)」である。メイン電磁弁UA、及び、サブ電磁弁UBのうちの少なくとも1つへの通電量が増加され、還流路JNが絞られると、調整液圧Puは増加される。調圧流体路HUの逆止弁GUと電磁弁UAとの間に、調整液圧Puを検出するよう、調整液圧センサPUが設けられる。
上部コントローラ(「電子制御ユニット」ともいう)ECUには、マイクロプロセッサMP等が実装された電気回路基板と、マイクロプロセッサMPにプログラムされた制御アルゴリズムとが含まれている。上部コントローラECUは、メイン制御部EA、サブ制御部EB、及び、処理部PCにて構成される。上部コントローラECUは、車載通信バスBSを介して、下部コントローラECL、及び、他システムのコントローラ(電子制御ユニット)とネットワーク接続されている。例えば、回生協調制御を実行するよう、駆動用のコントローラECDから、回生量Rgが、上部コントローラECUに送信される。各コントローラECU、ECLには、車載の発電機AL、及び、蓄電池BTから電力が供給される。
メイン制御部EAによって、メインコイルKAの通電状態Ka、及び、メイン電磁弁UAの通電状態Uaが制御される。また、メイン制御部EAによって、電磁弁VM1、VM2、VSの通電状態Vm1、Vm2、Vsが制御可能である。メイン制御部EAは、メイン演算部PA、メイン駆動部DA、及び、メイン通電量センサIAを含んでいる。メイン処理部PAでは、メイン制御部EAに係る演算処理が実行される。メイン駆動部DAでは、メイン演算部PAの演算結果に基づいて、メインコイルKAの通電状態Ka、及び、メイン電磁弁UAの通電状態Uaが調整される。
メイン駆動部DAには、電気モータMUのメインコイルKAを駆動するよう、スイッチング素子(MOS−FET、IGBT等のパワー半導体デバイス)によってブリッジ回路(駆動回路)が形成されている。各スイッチング素子の通電状態(即ち、メインコイル通電量Ka)が制御され、電気モータMUの出力が制御される。また、メイン駆動部DAには、電磁弁UA、VM、VSを駆動する電気回路が形成され、それらの通電状態Ua、Vm、Vs(即ち、励磁状態)が制御される。メイン駆動部DAには、実際の通電状態Kaを検出するよう、メイン通電量センサ(例えば、電流センサ)IAが設けられる。
メイン制御部EAと同様に、サブ制御部EBによって、サブコイルKBの通電状態Kb、及び、サブ電磁弁UBの通電状態Ubが制御されるとともに、電磁弁VM、VSの通電量Vm、Vsが制御可能である。サブ制御部EBには、サブ演算部PB、サブ駆動部DB、及び、サブ通電量センサIBが含まれている。サブ演算部PBにて、サブ制御部EBに係る演算処理が実行され、サブ駆動部DBにて、該結果に基づいて、サブコイルKBの通電状態Kb、及び、サブ電磁弁UBの通電状態Ubが制御される。サブ駆動部DBにも、ブリッジ回路が形成され、スイッチング素子の通電状態(つまり、サブコイル通電量Kb)が制御される。更に、サブ駆動部DBには、電磁弁UB、VM、VSを駆動する電気回路が形成され、それらの通電状態Ub、Vm、Vsが制御される。サブ駆動部DBには、実際の通電状態Kbを検出するよう、サブ通電量センサ(電流センサ)IBが設けられる。
処理部PCにて、制動操作量Ba、操作信号St、回生量Rg、及び、調整液圧Puに基づいて、コイルKA、KBの通電量Ka、Kb、及び、電磁弁UA、UBの通電量Ua、Ubが制御される。「回生量Rg」は、駆動用モータによって発生される回生ブレーキの大きさを表す状態量である。更に、処理部PCでは、電磁弁VM、VSを駆動するよう、メイン制御部EA、及び、サブ制御部EBのうちの少なくとも1つに駆動指示が行われる。換言すれば、電磁弁VM、VSは、メイン制御部EA、及び、サブ制御部EBのうちの少なくとも1つによって駆動される(「冗長駆動」という)。
処理部PCでは、メイン制御部EA、サブ制御部EB、等の監視が実行される。例えば、処理部PCでは、制動制御装置SCへの電力供給状態、電子制御ユニットECUの診断(例えば、メモリ診断)、コイル組KA、KB、駆動部DA、DB(例えば、スイッチング素子等のパワー半導体デバイス)、通電量センサIA、IB、回転角センサKU、電磁弁UA、UB、VM、VSについての診断(作動確認)が実行される。具体的には、コントローラ(電子制御ユニット)ECUに供給される電圧が、所定電圧vl0未満の状態から、所定電圧vl0以上の状態に遷移した時点において、初期診断のトリガ信号に基づいて、上記の各構成要素のうちの少なくとも1つの作動診断(イニシャルチェック)が実行される。トリガ信号は、通信バスBSから受信される信号に基づいて決定される。
例えば、初期診断(イニシャルチェック)においては、駆動部DA、DBの電気回路、及び、電磁弁UA、UB、VM、VSに向けて、診断用信号が送信される。そして、その結果として、各センサIA、IB、KU、PUの検出結果の変化が受信される。受信結果に基づいて、これらが、正常に作動し得る状態(適正状態)であるか、否(不適状態)かが判断される。
初期診断と同様に、装置の作動中においても、処理部PCによって、供給電力、制御部EA、EB(処理部PA、PB+駆動部DA、DB)、コイルKA、KB、電磁弁UA、UB、VM、VS等が、適正状態であるか、否かが診断される。診断では、各構成要素の目標値と、その結果(実際値)とが比較され、目標値と実際値との偏差が予め設定された所定値未満の場合には適正状態が判定され、該偏差が所定値以上の場合に不適状態が判定される。
調圧流体路HU(還流路JNの一部)が、第1、第2分岐部Bx1、Bx2にて、2系統に分離される。1系統流体路HUから、2系統流体路HV1、HV2への分岐において、信頼度(特に、流体路の失陥時)を向上するため、分離ユニットYBが採用される。分離ユニットYB(特に、分離ピストンPB)では、調圧ユニットYC(調圧流体路HU)とホイールシリンダCW(中間流体路HV)とが流体的に分離される。ここで、「流体的な分離」とは、力(即ち、液圧)は伝達されるが、制動液BFの移動が発生しない状態である。
調圧流体路HUは、第1分岐部Bx1にて、第1調圧流体路HU1に分岐され、第1分離ユニットYB1に接続される。第1分離ユニットYB1は、第1分離シリンダCB1と第1分離ピストンPB1とによって構成される。第1分離シリンダCB1の内部は、第1分離ピストンPB1によって、2つのチャンバRa1、Rb1に仕切られている。一方側のチャンバである第1加圧室Ra1と、他方側のチャンバである第1分離室Rb1とは、第1分離ピストンPB1を挟んで、相対するように配置される。つまり、第1分離ピストンPB1に対して、第1加圧室Ra1と第1分離室Rb1とは、夫々、反対側に位置する。
第1調圧流体路HU1を介して、調整液圧Puが、第1分離ユニットYB1の第1分離室Rb1に導入される。調整液圧Puは、第1分離ピストンPB1を介して、第1加圧室Ra1に伝達される。第1加圧室Ra1は、第1中間流体路HV1に接続される。第1中間流体路HV1は、ホイールシリンダ流体路HWi、HWlに接続される。つまり、第1加圧室Ra1は、最終的には、ホイールシリンダCWi、CWlに接続される。
第2系統においても同様に、調圧流体路HUは、第2分岐部Bx2にて、第2調圧流体路HU2に分岐され、第2分離ユニットYB2に接続される。第2分離シリンダCB2の内部も、第2分離ピストンPB2によって、2つのチャンバRa2、Rb2に区画される。第2分離ピストンPB2に対して、第2加圧室Ra2と第2分離室Rb2とは、夫々、反対側に位置する。調整液圧Puが、第2分離ユニットYB2の第2分離室Rb2に導入されると、第2分離ピストンPB2を介して、第2加圧室Ra2に伝達される。第2加圧室Ra2は、第2中間流体路HV2を介して、ホイールシリンダ流体路HWj、HWk(最終的には、ホイールシリンダCWj、CWk)に接続される。
第1、第2中間流体路HV1、HV2を介して、上部流体ユニットYUと下部流体ユニットYLとが、接続される。下部流体ユニットYLは、低圧リザーバRL、流体ポンプQL、電気モータML、チャージオーバ弁VN、入力液圧センサPN、インレット弁VI、及び、アウトレット弁VOにて構成される。下部流体ユニットYLには、第1、第2低圧リザーバRL1、RL2から制動液BFを汲み上げるよう、第1、第2流体ポンプQL1、QL2が設けられる。第1、第2流体ポンプQL1、QL2は、1つの電気モータMLで駆動される。
第1、第2中間流体路HV1、HV2には、常開型の第1、第2チャージオーバ弁VN1、VN2が設けられる。第1、第2流体ポンプQL1、QL2によって吐出された制動液BFが、第1、第2チャージオーバ弁VN1、VN2によって、入力液圧Pn1、Pn2に調整される。第1、第2入力液圧Pn1、Pn2を検出するよう、第1、第2入力液圧センサPN1、PN2が設けられる。なお、2つの入力液圧センサPN1、PN2のうちの何れか1つは、省略可能である。
第1、第2チャージオーバ弁VN1、VN2によって、第1、第2チャージオーバ弁VN1、VN2の下流側(ホイールシリンダCWに近い側)の液圧(入力液圧)Pn1、Pn2が増加される。第1、第2チャージオーバ弁VN1、VN2と各ホイールシリンダCWとの間の第1、第2分岐部Bw1、Bw2にて、中間流体路HV1、HV2は、各ホイールシリンダ流体路HWi〜HWlに分岐される。ホイールシリンダ流体路HWには、インレット弁VI、及び、アウトレット弁VOが設けられ、これらによって、ホイールシリンダCWの液圧Pwが、個別に制御される。
下部流体ユニットYLにおいて、各車輪WHに係る構成は同じであるため、右前輪WHiに係る構成を例に、上記個別制御について説明する。右前輪用のホイールシリンダ流体路HWi(第1分岐部Bw1と右前輪ホイールシリンダCWiとを結ぶ流体路)には、常開型のインレット弁VIiが介装される。また、ホイールシリンダ流体路HWiは、常閉型のアウトレット弁VOiを介して、第1低圧リザーバRL1に流体接続される。例えば、アンチスキッド制御において、ホイールシリンダCWi内の液圧Pwiを減少するため、インレット弁VIiが閉位置にされ、アウトレット弁VOiが開位置される。ホイールシリンダCWi内の制動液BFは、低圧リザーバRL1に移動され、制動液圧Pwiは減少される。また、制動液圧Pwiを増加するため、インレット弁VIiが開位置にされ、アウトレット弁VOiが閉位置される。第1チャージオーバ弁VN1を介した液圧が、ホイールシリンダCWiに導入され、右前輪制動液圧Pwiが増加される。
マニュアル制動時には、マスタシリンダ弁VMが開位置にあるため、ホイールシリンダCWは、マスタシリンダCMに直接接続される。そして、制動液BFが、マスタシリンダCMからホイールシリンダCWに移動されて、制動液圧Pwが増加される。
一方、制御制動時(制動制御装置SCによる制動液圧Pwの調圧時)には、制動液圧Pwは、調圧ユニットYCによって増加される。調圧ユニットYCでは、流体ポンプQU、調圧流体路HU、及び、リザーバ流体路HRによって、還流路JNが形成される。還流路JNには、メイン電磁弁UA、及び、サブ電磁弁UBが直列に配置される。還流路JNには、電動ポンプDU(特に、流体ポンプQU)によって、制動液BFの循環する流れ(流量)が発生される。メイン電磁弁UA、及び、サブ電磁弁UBのうちの少なくとも1つによって、制動液BFの流れが絞られ、所謂、オリフィス効果によって調整液圧Puの調節が行われる。
メイン制御部EAによってメイン電磁弁UAが、サブ制御部EBによってサブ電磁弁UBが、夫々、制御される。また、メイン制御部EAによってメインコイルKAに、サブ制御部EBによってサブコイルKBに、夫々、電力供給(通電)が行われる。即ち、調整液圧Puの発生において、駆動源である電気モータMU(コイル組KA、KB)と、調節手段である電磁弁UA、UBとが、二重化されている。このため、メイン制御部EA、及び、サブ制御部EBのうちの何れか一方が不調に陥った場合でも、制動制御装置SCでは、ブレーキ・バイ・ワイヤ構成が維持され、制御制動が継続され得る(つまり、マニュアル制動には切り替えられない)。結果、車両の減速度が確保されるとともに、運転者への違和が軽減され得る。
第1の実施形態の調圧ユニットYCでは、1つの流体ポンプQU、及び、1組の調圧電磁弁(メイン電磁弁UA+サブ電磁弁UB(合計、2つの電磁弁))によって、2系統流体路(即ち、全てのホイールシリンダCW)の液圧が調整される。該構成が、「単独加圧」と称呼される。また、下部流体ユニットYLでの減圧において、ホイールシリンダCW内の制動液BFが、アウトレット弁VOを通して、低圧リザーバRLに移動され、制動液圧Pwiは減少される。そして、低圧リザーバRL内の制動液BFが、下部流体ポンプQLによって、チャージオーバ弁VNとインレット弁VIとの間の流体路に戻される。該構成が、「ポンプバック減圧」と称呼される。更に、電磁弁VM、VSは、メイン制御部EA、及び、サブ制御部EBのうちの少なくとも1つによって駆動される。該駆動方式が、「冗長駆動」と称呼される。
制御制動には、車両前方の障害物との衝突を自動で回避する自動制動が含まれる。車両には、障害物と車両との間の距離Obを検出する障害物センサOBが設けられる。運転支援用コントローラ(電子制御ユニット)ECVでは、障害物距離Ob、及び、車体速度Vxに基づいて、減速トルクの要求値Tv(車輪WHの回転トルク)が演算される。例えば、障害物距離Obに基づいて車両と障害物との相対速度Voが演算され、該相対速度Voに基づいて、車両が障害物に衝突するまでの予測時間Toが演算される。そして、要求減速トルクTvは、予測時間Toが短いほど大きくなるように決定される。ここで、要求減速トルクTvは、車両減速の指示信号である。
要求値Tvは、運転支援コントローラECVから上部コントローラECUに、通信バスBSを介して、送信される。上部コントローラECUにて、要求減速トルクTvが、液圧に相当する値に変換され、要求液圧Prが決定される。そして、後述する方法に従って、要求液圧Prに基づいて、電気モータMU、電磁弁UA、UB等の制御される(図3参照)。
<分離ユニットYBの構成例>
図2の概略図を参照して、分離ユニットYBの構成例について説明する。分離ユニットYBは、分離シリンダCB、分離ピストンPB、及び、分離弾性体SBにて構成される。
分離シリンダCBは、底部を有するシリンダ部材である。分離ピストンPBは、分離シリンダCBの内部に挿入されたピストン部材である。分離シリンダCBの内周部Bcには、溝部が形成され、該溝部に、2つのシールSLがはめ込まれる。2つのシールSLによって、分離ピストンPBの外周部(外周円筒面)Bpと、分離シリンダCBの内周部(内周円筒面)Bcと、が封止されている。分離ピストンPBは、分離シリンダCBの中心軸Jbに沿って、滑らかに移動可能である。例えば、シールSLとして、カップシールが採用され得る。
分離シリンダCBの内部は、分離ピストンPBによって、2つのチャンバRa、Rbに分離される。加圧室Raは、分離シリンダCBの内周部Bc、第1底部(底面)Buと、分離ピストンPBの第1端部Brと、によって区画された液圧室である。加圧室Raは、中間流体路HVに接続され、最終的にはホイールシリンダCWに接続される。中間流体路HVは、マスタシリンダ流体路HMに接続される。従って、マスタシリンダCMは、ホイールシリンダCWに接続される。
分離室Rbは、分離シリンダCBの内周部Bc、第2底部(底面)Btと、分離ピストンPBの第2端部Bqと、によって区画された液圧室である。加圧室Raと、分離室Rbとは、分離ピストンPBを挟んで、相対するように形成される。換言すれば、分離シリンダCBの中心軸線Jbにおいて、分離室Rbは、分離ピストンPBに対して、加圧室Raとは反対側に位置する。分離室Rbには、調圧流体路HUが接続される。従って、分離室Rbには、調整液圧Puが導入される。
分離シリンダCBの第1底部Buと分離ピストンPBとの間には分離弾性体(例えば、圧縮ばね)SBが設けられる。分離弾性体SBは、分離シリンダCBの中心軸Jbの方向に、分離ピストンPBを分離シリンダCBの第2底部Btに対して押し付けている。非制動時には、第2端部Bqと第2底部Btとが当接し、分離室Rbの容積が最少状態になっている。この状態での分離ピストンPBの位置が、「分離ユニットYBの初期位置」と称呼される。分離ピストンPBが該初期位置にある場合には、2つのシールSL(例えば、カップシール)の間は、戻し流体路を介して、リザーバRV(特に、マスタリザーバ室Ru)と連通状態にされている。このため、シールSLの間液圧は、「0(大気圧)」にされる(つまり、背圧が生じていない)。なお、戻し流体路はなくてもよい。
制動操作部材BPが操作されると、調圧ユニットYCによって調整液圧Puが増加される。これに応じて、分離室Rb内の液圧Pbが増加される。液圧Pbによって、分離ピストンPBが中心軸に沿って前進方向(図中で下方向であり、制動液圧Pwの増加方向)Dpに移動される。分離ピストンPBの前進方向Dpへの移動によって、加圧室Raの体積(容積)は減少し、加圧室Ra内の制動液BFが中間流体路HVに圧送される。このとき、マスタシリンダ弁VMは閉位置であるため、制動液BFは流体路HV、HWを介して、ホイールシリンダCWに向けて移動され、制動液圧Pwが増加される。
逆に、制動操作部材BPが戻されると、調圧ユニットYCによって調整液圧Puが減少される。そして、分離室液圧Pbが、加圧室液圧Pa(=Pw)よりも小さくなると、分離ピストンPBは後退方向(図中で上方向であり、制動液圧Pwの減少方向)Dqに押されて、移動される。制動操作部材BPが非操作状態にされると、圧縮ばねSBの弾性力によって、分離ピストンPBは、分離シリンダCBの第2底部Btに接触する位置(分離ユニットYBの初期位置)にまで戻される。結果、加圧室Ra内の液圧Paは、「0」に戻される。
中心軸線Jbに沿った分離ピストンPBの移動(変位)が、構造上、幾何的に制限される。具体的には、分離ピストンPBの移動可能な範囲は、「分離ピストンPBの第2端部Bqと分離シリンダCBの第2底部Btとが当接する上記初期位置」から、「分離ピストンPBの第1端部Brと分離シリンダCBの第1底部Buとが当接する位置」までの所定距離lpに制限されている。例えば、ホイールシリンダCWの周辺にて流体路の失陥(破損)が生じた場合、分離ピストンPBが前進しても加圧室Raの液圧Paは増加せず、「0」のままである。加圧室液圧Paが増加しないと、分離ピストンPBは、前進し続け、最終的には分離ピストンPBの第1端部Brが、分離シリンダCBの第1底部Buに当接するまで移動される。しかし、上記失陥に起因して装置外に排出される制動液BFの量は、所定距離lpに対応した体積に限られる。
即ち、分離ユニットYB(特に、PB)によって、調圧ユニットYC(特に、調圧流体路HU)と、ホイールシリンダCW(特に、中間流体路HV)とが流体的に分離される。「流体的な分離」とは、力(即ち、液圧)は伝達されるが、制動液BFが移動されない状態である。分離ピストンPBの可動変位が制限され、流体的分離状態が達成されるため、上記失陥で失われる制動液BFの量(体積)が限定される。このため、分離ユニットYBによって、制動制御装置SCの信頼度が向上され得る。
<調圧制御の演算処理例>
図3の制御フロー図を参照して、調圧制御の処理例について説明する。「調圧制御」は、液圧Puを調整するための、調圧電気モータMU、及び、電磁弁UA、UBの駆動制御である。該制御のアルゴリズムは、上部コントローラECU内にプログラムされている。
ステップS110にて、各種の信号が読み込まれる。具体的には、操作量Ba、操作信号St、調整液圧Pu、回転角Ku、回生量Rg、及び、通電状態Ka、Kb、Ua、Ub、Vm、Vsが読み込まれる。信号(Pu等)は、制動制御装置SCに備えられたセンサ(PU等)によって検出される。また、信号(Rg等)は、通信バスBSを介して、他のコントローラ(ECD等)から受信される。
ステップS120にて、制動操作量Ba、及び、制動操作信号Stのうちの少なくとも1つに基づいて、「制動操作中であるか、否か」が判定される。例えば、操作量Baが、所定値bo以上である場合には、ステップS120は肯定され、処理は、ステップS130に進む。一方、「Ba<bo」である場合には、ステップS120は否定され、処理は、ステップS110に戻される。ここで、所定値boは、制動操作部材BPの遊びに相当する、予め設定された定数である。また、操作信号Stがオンである場合には、ステップS130に進み、操作信号Stがオフである場合には、ステップS110に戻る。
ステップS130にて、操作量Baに基づいて、要求液圧Prが演算される。要求液圧Prは、調整液圧Puの目標値であり、車両の減速に対応する値である。要求液圧Prは、演算マップZprに従って、操作量Baが「0」から所定値boの範囲では、「0」に決定され、操作量Baが所定値bo以上では、操作量Baが増加するに伴い、「0」から単調増加するよう演算される。
ステップS140にて、要求液圧Pr、及び、回生量Rgに基づいて、目標液圧Ptが演算される。「回生量Rg」は、駆動用モータによって発生される回生ブレーキ量である。回生量Rgが、液圧の次元に換算されて、回生液圧Pgが演算される。要求液圧Prは車両減速に対応し、車両減速は回生ブレーキと摩擦ブレーキとによって達成される。このため、要求液圧Prから、回生液圧Pgが減じられて、最終的な液圧の目標値(目標液圧)Ptが決定される(Pt=Pr−Pg)。目標液圧Ptは、摩擦ブレーキが達成すべき液圧の目標値である。
ステップS150にて、目標液圧Ptに基づいて、目標回転数Ntが演算される。目標回転数Ntは、電気モータMUの回転数の目標値である。目標回転数Ntは、演算マップZntに従って、目標液圧Ptが「0」から所定値poの範囲では、所定回転数noに決定され、目標液圧Ptが所定値po以上では、目標液圧Ptが増加するに伴い、所定回転数noから単調増加するよう演算される。上述したように、調整液圧Puは、調圧電磁弁UA、UBのオリフィス効果によって発生される。オリフィス効果を得るためには、或る程度の流量が必要となるため、目標液圧Ptが「0」から所定値poの範囲では、目標回転数Ntが、液圧発生に最低限必要な値(予め設定された定数)noに決定される。なお、目標回転数Ntは、制動操作量Baに基づいて、直接、演算されてもよい。何れの場合であっても、目標回転数Ntは、制動操作量Baに基づいて決定される。
ステップS160からステップS180までの処理では、制御部EA、EBの作動状態の適否が判定される。作動状態は、上述したように、処理部PCによって実行される。ステップS160にて、「メイン制御部EAの作動が適正であるか、否か」が判定される。メイン制御部EAが適正に作動する場合には、ステップS170に進む。メイン制御部EAの作動が、不調である場合には、ステップS180に進む。
ステップS170にて、「サブ制御部EBの作動が適正であるか、否か」が判定される。サブ制御部EBが適正に作動する場合には、ステップS190に進む。サブ制御部EBの作動が、不調である場合には、ステップS200に進む。ステップS180にて、「サブ制御部EBの作動が適正であるか、否か」が判定される。サブ制御部EBが適正に作動する場合には、ステップS210に進む。サブ制御部EBの作動が、不調である場合には、ステップS220に進む。
ステップS190では、メイン制御部EA、及び、サブ制御部EBが、共に、適正に作動している場合(通常時の作動)の処理が実行される。メイン制御部EA、及び、サブ制御部EBのうちの少なくとも1つに基づいて、マスタシリンダ弁VMが閉位置にされ、シミュレータ弁VSが開位置にされる。また、メイン制御部EAによるメイン電磁弁UAの駆動、及び、サブ制御部EBによるサブ電磁弁UBの駆動のうちの少なくとも1つが実行される。制御部EA、EBによって、電気モータMUのコイル(巻線の組)KA、KBに電力供給(通電)が行われる。
ステップS200では、メイン制御部EAは適正であるが、サブ制御部EBが不調である場合(サブ制御部EB不調時の作動)の処理が実行される。電磁弁VM、VSは冗長駆動であるため、メイン制御部EAによって、マスタシリンダ弁VMが閉位置にされ、シミュレータ弁VSが開位置にされる。メイン制御部EAによって、メイン電磁弁UAが制御されるとともに、電気モータMUのメインコイルKAに通電が行われる。なお、サブ電磁弁UBには通電が行われず、サブ電磁弁UBは、全開状態のままである。
ステップS210では、メイン制御部EAは不調であるが、サブ制御部EBは適正である場合(メイン制御部EA不調時の作動)の処理が実行される。ステップS200の処理とは逆に、サブ制御部EBによって、マスタシリンダ弁VMが閉位置にされ、シミュレータ弁VSが開位置にされる。サブ制御部EBによって、サブ電磁弁UB、及び、サブコイルKBが駆動される。このとき、メイン電磁弁UAは、非通電状態であり、全開状態が維持されている。
ステップS190からステップS210までの処理が、制御制動の作動に対応する。制御制動では、以下のように処理が実行される。
(1)電気モータMUの駆動制御
電気モータMUの回転角(検出値)Kuに基づいて、回転速度(単位時間当りの回転数)Nuが演算される。具体的には、回転角Kuが時間微分されて、実回転数Nuが演算される。目標回転数Nt、及び、実回転数Nuに基づいて、電気モータMUの回転数フィードバック制御が実行される。このフィードバック制御では、電気モータMUの回転数が制御変数とされて、電気モータMU(巻線KA、KB)への通電量(例えば、供給電流)Ka、Kbが制御される。具体的には、回転数の目標値Ntと実際値Nuとの偏差hN(=Nt−Nu)に基づいて、回転数偏差hNが「0」となるよう(つまり、実際値Nuが目標値Ntに近づくよう)、電気モータMUへの通電量が微調整される。「hN>nx」の場合には、通電量が増加され、電気モータMUが増速される。一方、「hN<−nx」の場合には、通電量が減少され、電気モータMUは減速される。ここで、所定値nxは、予め設定された定数である。
(2)電磁弁UA、UBの駆動制御
目標液圧Pt、及び、調整液圧Puに基づいて、電磁弁UA、UBの液圧フィードバック制御が実行される。このフィードバック制御では、調圧流体路HU内の制動液BFの圧力Puが制御変数とされて、常開・リニア型の電磁弁UA、UBへの通電量Ua、Ubが制御される。具体的には、目標液圧Ptと調整液圧Puとの偏差hP(=Pt−Pu)に基づいて、液圧偏差hPが「0」となるよう(つまり、調整液圧Puが目標液圧Ptに近づくよう)、電磁弁UA、UBへの通電量が微調整される。「hP>px」の場合には、通電量が増加され、開弁量が減少される。一方、「hP<−px」の場合には、通電量が減少され、開弁量が増加される。ここで、所定値pxは、予め設定された定数である。
ステップS220では、メイン制御部EA、及び、サブ制御部EBが、共に、不適正状態である場合の処理が実行される。例えば、これは、全ての電源が失陥した状態である。電磁弁VM、VS、UA、UB、及び、電気モータMUへの通電が停止される。マスタシリンダ弁VMが開位置にされ、シミュレータ弁VSが閉位置にされ、マスタシリンダCMがホイールシリンダCWに接続される。つまり、マニュアル制動の状態にされる。
上述したように、二重化された構成のうちの何れか一方側に不調状態が発生した場合に、適正に作動する他方側によって、制御制動が実行される。つまり、制動制御装置SCの不調が発生した場合に、制御制動から、直ちに、マニュアル制動に切り替えられるのではなく、二重構成(冗長構成)のうちの適正作動する側で、制御制動が継続される。このため、制動制御装置の信頼度が向上され得る。具体的には、車両減速度が確保されるとともに、制動操作特性の変化に起因する運転者への違和が軽減され得る。
車両の減速要求として、制動操作量Baが採用されて、該操作量Baに基づいて、要求液圧Prが演算された。しかし、上述したように、制動操作量Baに代えて(又は、加えて)、車輪WHの減速トルクの要求値Tvに基づいて、要求液圧Prが決定され得る。つまり、車両減速の要求として、制動操作量Ba、及び、減速トルク要求値Tvのうちの少なくとも1つが採用され、液圧の要求値Prが演算される。
<本発明に係る車両の制動制御装置の第2の実施形態>
図4の全体構成図を参照して、本発明に係る制動制御装置SCの第2の実施形態について説明する。第1の実施形態では、「調圧ユニットYCの単独加圧構成」、及び、「下部流体ユニットYLのポンプバック減圧構成」が採用された。第2の実施形態では、単独加圧構成に代えて、1つの電気モータMUによって、2つの流体ポンプQU1、QU2が駆動され、「第1、第2流体ポンプQU1、QU2」、「第1、第2メイン電磁弁UA1、UA2」、及び、「第1、第2サブ電磁弁UB1、UB2」によって、制動系統毎に液圧調整が行われる。該加圧構成が、「2系統加圧」と称呼される。また、ポンプバック減圧の構成に代えて、制動液BFがリザーバRVに戻されることによって、減圧が行われる(「リザーバ減圧」と称呼される)。
第1の実施形態との相違点を中心に説明する。上述したように、同一記号を付された構成部材、演算処理、信号、特性、及び、値は、同一機能のものである。各種記号末尾の添字「i」〜「l」では、「i」が右前輪、「j」が左前輪、「k」が右後輪、「l」が左後輪を示す。また、記号末尾の添字「i」〜「l」は、省略され得る。この場合、各記号は、4つの各車輪の総称を表す。加えて、各種記号末尾の添字「1」、「2」は、2つの制動系統において、「1」が第1系統、「2」が第2系統を示す。また、記号末尾の添字「1」、「2」は省略され得る。この場合、各記号は、2つの各制動系統の総称を表す。
調圧ユニットYCは、調圧電動ポンプDU、第1、第2還流路JN1、JN2(QU1+HU1+HR、QU2+HU2+HR)、第1、第2逆止弁GU1、GU2、第1、第2メイン電磁弁UA1、UA2、第1、第2サブ電磁弁UB1、UB2、及び、第1、第2調整液圧センサPU1、PU2を備えている。
調圧電動ポンプDUでは、1つの電気モータMUによって、2つの流体ポンプQU1、QU2が回転駆動される。第1の実施形態と同様に、電気モータMUには、2つの巻線組KA、KBが含まれる。メインコイルKAは、コントローラECUのメイン制御部EAによって、サブコイルKBは、コントローラECUのサブ制御部EBによって、夫々、駆動される。電気モータMUは、所謂、二重化されている。
第1、第2調圧流体ポンプQU1、QU2の吸込口Qs1、Qs2には、リザーバ流体路HRが接続される。第1、第2流体ポンプQU1、QU2の吐出口Qt1、Qt2には、第1、第2調圧流体路HU1、HU2が接続されている。第1、第2調圧流体路HU1、HU2には、第1、第2逆止弁GU1、GU2、第1、第2メイン電磁弁UA1、UA2、及び、第1、第2サブ電磁弁UB1、UB2が設けられる。第1、第2サブ電磁弁UB1、UB2は、リザーバ流体路HRに接続される。電磁弁UA1、UA2、UB1、UB2は、リニア型で、常開型のものである。
電気モータMUが駆動される場合には、第1調圧流体路HU1、及び、リザーバ流体路HRによって、「HR→QU1(Qs1→Qt1)→GU1→UA1→UB1→HR」の第1還流路JN1が形成される。同時に、第2調圧流体路HU2、及び、リザーバ流体路HRによって、「HR→QU2(Qs2→Qt2)→GU2→UA2→UB2→HR」の第2還流路JN2が形成される。第1還流路JN1において、第1メイン電磁弁UA1と第1サブ電磁弁UB1とは直列に配置される。また、第2還流路JN2において、第2メイン電磁弁UA2と第2サブ電磁弁UB2とは直列に配置される。第1、第2調圧流体路HU1、HU2(特に、第1、第2逆止弁GU1、GU2と第1、第2電磁弁UA1、UA2との間の位置)に、第1、第2調整液圧Pu1、Pu2を検出するよう、第1、第2調整液圧センサPU1、PU2が設けられる。
上部コントローラ(「電子制御ユニット」ともいう)ECUには、メイン制御部EA、サブ制御部EB、及び、処理部PCが含まれている。メイン制御部EAによって、メインコイルKAの通電状態Ka、及び、第1、第2メイン電磁弁UA1、UA2の通電状態Ua1、Ua2が制御される。サブ制御部EBによって、サブコイルKBの通電状態Kb、及び、第1、第2サブ電磁弁UB1、UB2の通電状態Ub1、Ub2が制御される。電磁弁VM1、VM2、VSは、制御部EA、EBの何れでも制御され得る、冗長駆動である。なお、第1の実施形態と同様に、シミュレータ弁VSは省略され得る。
第1、第2調圧流体路HU1、HU2は、第1、第2分離ユニットYB1、YB2を介して、第1、第2中間流体路HV1、HV2に接続される。また、第1、第2マスタシリンダ流体路HM1、HM2は、第1、第2中間流体路HV1、HV2に接続される。マニュアル制動の場合には、マスタシリンダCMから制動液BFが圧送されるが、分離ユニットYBによって、調圧ユニットYCの側への制動液BFの移動が阻止されるため、制動液BFは、ホイールシリンダCWに向けて移動される。このとき、分離ユニットYBでは、第2底部Btと第2端部Bqとが当接した状態にある。
第1中間流体路HV1は、第1分岐部Bw1にて分岐され、ホイールシリンダ流体路HWi、HWlが接続される。ホイールシリンダ流体路HWi、HWlには、インレット弁VIi、VIl(常開型オン・オフ弁)が、直列に設けられる。ホイールシリンダ流体路HWi、HWlは、インレット弁VIi、VIlとホイールシリンダCWi、CWlと間で分岐され、アウトレット弁VOi、VOl(常閉型オン・オフ弁)を介して、リザーバ流体路HRに接続される。
制動液圧Pwi、Pwlが減少される場合(上記のリザーバ減圧)には、各インレット弁VIi、VIlが閉位置にされ、各アウトレット弁VOi、VOlが開位置にされる。これにより、調圧ユニットYCの第1調圧流体路HU1からの制動液BFの流入が阻止されるとともに、リザーバ流体路HRに制動液BFが移動され、制動液圧Pwi、Pwlが減少される。また、各制動液圧Pwi、Pwlが増加される場合には、各インレット弁VIi、VIlが開位置にされ、各アウトレット弁VOi、VOlが閉位置にされる。これにより、制動液BFが、第1分離ユニットYB1から移動されるとともに、制動液BFのリザーバ流体路HRへの移動が阻止され、各制動液圧Pwi、Pwlが増加される。
同様に、第2中間流体路HV2は、第2分岐部Bw2にて分岐され、ホイールシリンダ流体路HWj、HWkが接続される。ホイールシリンダ流体路HWj、HWkは、ホイールシリンダCWj、CWkに接続される。ホイールシリンダ流体路HWj、HWkには、インレット弁VIj、VIk(常開型オン・オフ弁)が、直列に配置される。ホイールシリンダ流体路HWj、HWkは、インレット弁VIj、VIkとホイールシリンダCWj、CWkと間で分岐され、アウトレット弁VOj、VOk(常閉型オン・オフ弁)を通して、リザーバ流体路HRに接続される。制動液圧Pwj、Pwkが減少される場合には、インレット弁VIj、VIkが閉位置にされ、アウトレット弁VOj、VOkが開位置にされる。逆に、制動液圧Pwj、Pwkが増加される場合には、インレット弁VIj、VIkが開位置にされ、アウトレット弁VOj、VOkが閉位置にされる。
第2の実施形態では、「1つの電気モータMUによって、2つの流体ポンプQU1、QU2が駆動され、第1、第2流体ポンプQU1、QU2、及び、2組の調圧電磁弁(第1、第2メイン電磁弁UA1、UA2+第1、第2サブ電磁弁UB1、UB2(合計、4つの電磁弁))によって、制動系統毎に液圧調整が行われる、『2系統加圧』の構成」、及び、「リザーバ流体路HRに接続されたアウトレット弁VO(常閉型オン・オフ弁)を介して、下部流体ユニットYLでの減圧が行われる、『リザーバ減圧』の構成が採用される。
該構成においても、コントローラECU、電気モータMU、及び、電磁弁UA、UBが二重化されている。そして、第1の実施形態と同様の効果を奏する。つまり、冗長構成のうちの何れか一方側が不調に陥った場合には、正常である他方側によって、制御制動が行われる。制動制御装置SCの不調発生時に、直ちに、マニュアル制動が選択されず、冗長構成のうちの適正作動する側で、制御制動が継続される。これにより、車両の減速度が確保され、操作特性変化による違和感が回避され得る。
<分離ユニットYBの他の構成例>
図5の概略図を参照して、分離ユニットYBの他の構成例について説明する。他の構成例は、図2を参照して説明した分離ユニットYBの先の構成例に対して、制御制動時に、マスタシリンダ流体路HMとの接続を遮断する機能を有する。先の構成例と同様に、分離ユニットYBは、分離シリンダCB、分離ピストンPB、及び、分離弾性体SBにて構成される。
他の例でも、上述したように、分離シリンダCBは、底部を有するシリンダ部材であり、分離ピストンPBは、分離シリンダCBの内部に挿入されたピストン部材である。分離シリンダCBの内周部Bcには、溝部が形成され、該溝部に、2つのシールSL、SMがはめ込まれる。シールSL、SMによって、分離ピストンPBの外周部(外周円筒面)Bp、及び、分離シリンダCBの内周部(内周円筒面)Bcの間が封止される。分離ピストンPBは、分離シリンダCBの中心軸Jbに沿って、滑らかに移動(摺動)することが可能である。
分離シリンダCBの内部は、分離ピストンPBによって、2つのチャンバRa、Rbに分離される。加圧室Raは、「分離シリンダCBの内周部Bc、第1底部(底面)Bu」と、「分離ピストンPBの外周部Bp、第1端部Br」とによって区画される。加圧室Raには、中間流体路HVが接続される。中間流体路HVは、その下流側のホイールシリンダ流体路HWにて分岐され、最終的にはホイールシリンダCWに流体接続される。
分離室Rbは、「分離シリンダCBの内周部Bc、第2底部(底面)Bt」と、「分離ピストンPBの外周部Bp、第2端部Bq」とによって区画される。加圧室Raと、分離室Rbとは、分離ピストンPBを挟んで、相対するように形成される。換言すれば、分離シリンダCBの中心軸線Jbにおいて、分離室Rbは、分離ピストンPBに対して、加圧室Raとは反対側に位置する。分離室Rbには、調圧流体路HUが接続され、調整液圧Puが導入される。
分離シリンダCBには、2つのシールSL、SMの間で、外周部と内周部Bcとを貫通するよう、ポートAmが設けられる。貫通ポートAmには、マスタシリンダ流体路HMが接続される。分離シリンダCB内には、ポート(貫通孔)Amの周りに、内周円筒面Bc、外周円筒面Bp、及び、シールSL、SMで区画された空間Rcが形成される。
分離ピストンPBの第1端部Brには、窪み部(凹部)Bsが設けられ、第2端部Bqにも、窪み部Bvが設けられる。分離ピストンPBの第2端部Bqには、切欠きが設けられ、窪み部Bvと外周部Bp周辺との間で制動液BFが移動可能となっている。分離ピストンPBの外周部Bp、及び、窪み部Bsには、貫通孔Apが設けられる。つまり、貫通孔(例えば、円孔)Apを介して、外周部Bpの周辺と窪み部Bsとの間で制動液BFが自由に移動可能である。
分離シリンダCBの第1底部Buと分離ピストンPBの窪み部Bsとの間には分離弾性体(例えば、圧縮ばね)SBが設けられる。分離弾性体SBによって、分離シリンダCBの中心軸Jbに沿って、後退方向Dqに弾性力が発生される。「Pb≒0」の場合には、該弾性力によって、分離ピストンPBは、分離シリンダCBの第2底部Btに押し付けられている。
図5(a)を参照して、非制動時、又は、マニュアル制動時の作動について説明する。非制動時には、分離ピストンPBが、分離弾性体(圧縮ばね)SBによって、分離ピストンPBの後退方向Dq(図中で上向き方向であり、前進方向Dpとは反対方向)に押し付けられ、分離ピストンPBの第2端部Bqと、分離シリンダCBの第2底部Btとが当接している。この状態での分離ピストンPBの位置が、「初期位置」である。
初期位置(分離ピストンPBが底面Btに押圧された位置)にある場合には、貫通孔Apは、空間Rcと接続状態にある。従って、マスタシリンダ流体路HMは、貫通孔Apを介して、加圧室Raに接続されている。つまり、マスタシリンダCMとホイールシリンダCWとが、分離ユニットYBの加圧室Raを通して、連通状態にされている。この状態で、マニュアル制動が実行されると、マスタシリンダCMから圧送された制動液BFは、加圧室Raを介して、直接、ホイールシリンダCWに導入される。結果、制動液圧Pwが、制動制御装置SCに依らず、運転者の操作力のみによって発生される。
図5(b)を参照して、制御制動の作動について説明する。制動操作部材BPが操作されると、調整液圧Puが発生される。液圧Puは、分離室Rbに導入され、分離室Rb内の液圧Pbが増加され、分離ピストンPBが前進方向Dpに押される。液圧Pbによる分離ピストンPBの前進方向Dp(図中で下向き方向)の力が、分離弾性体SBによる後退方向Dqの弾性力よりも大きくなると、分離ピストンPBが中心軸Jbに沿って、前進方向Dpに移動され、分離室Rbの体積(容積)が増加される。
分離ピストンPBの前進方向Dpへの動きによって、分離ピストンPBの外周部Bpに形成された貫通孔ApがシールSMを通過すると、空間Rcと加圧室Raとの連通状態が遮断される。結果、マスタシリンダ流体路HM(即ち、マスタシリンダCM)と、加圧室Raとは、非連通状態にされる。更に、分離ピストンPBが前進方向Dpに移動されると、加圧室Raの体積は減少し、加圧室Ra内の制動液BFが流体路HV、HWに圧送される。これにより、ホイールシリンダCWの制動液圧Pwが増加される。
逆に、制動操作部材BPが戻されると、調整液圧Puが減少される。そして、分離室液圧Pbが、加圧室液圧Pa(=Pw)よりも小さくなると、分離ピストンPBは後退方向Dqに移動される。制動操作部材BPが非操作状態になると、圧縮ばねSBの弾性力によって、分離ピストンPBは、分離シリンダCBの第2底部Btに接触する位置(初期位置)にまで戻される。そして、加圧室Raとマスタシリンダ流体路HMとは、貫通孔Apを介して連通状態となり、加圧室Ra内の液圧Paは、「0」に戻される。
先の構成例と同様に、分離ピストンPBの移動可能な範囲は所定距離lpに限定されるとともに、ホイールシリンダCWとの間で制動液BFが移動されない(即ち、流体分離状態が達成される)。分離ユニットYBによって、流体路の失陥によって失われる制動液BFの体積が限定されるため、制動制御装置SCの信頼度が向上され得る。
分離ユニットYBによって、制御制動時に、マスタシリンダCMとホイールシリンダCWとの流体接続が閉ざされる。つまり、分離ユニットYBが、マスタシリンダ弁VMの機能を有する。このため、マスタシリンダ弁VMが冗長駆動されることに代えて、メイン制御部EA、及び、サブ制御部EBのうちの一方によって、第1マスタシリンダ弁VM1、及び、第2マスタシリンダ弁VM2のうちの一方が制御され、メイン制御部EA、及び、サブ制御部EBのうちの他方によって、第1マスタシリンダ弁VM1、及び、第2マスタシリンダ弁VM2のうちの他方が制御され得る。例えば、メイン制御部EAによって第1マスタシリンダ弁VM1が制御され、サブ制御部EBによって第2マスタシリンダ弁VM2が制御される。
<他の実施形態>
以下、他の実施形態について説明する。他の実施形態においても、上記同様の効果(冗長構成に基づく、車両減速度の確保、違和感の軽減、等)を奏する。
上記実施形態では、車両が、駆動用モータを有する電気自動車、又は、ハイブリッド車両とされた。これに代えて、駆動用モータを持たない一般的な内燃機関を有する車両にも、制動制御装置SCが適用され得る。この場合、駆動用モータによる回生ブレーキは発生されないため、制動制御装置SCにおいて、回生協調制御は実行されない。つまり、車両は、制動制御装置SCによる摩擦ブレーキのみによって減速される。なお、調圧制御では、「Pt=Pr(即ち、Rg=0)」として制御が実行される。
上記実施形態では、リニア型の電磁弁UA、UBには、通電量に応じて開弁量が調整されるものが採用された。例えば、電磁弁UA、UBは、オン・オフ弁ではあるが、弁の開閉がデューティ比で制御され、液圧が線形に制御されるものでもよい。
第1実施形態に示された「単独加圧の構成(図1のYCの構成)+ポンプバック減圧の構成(図1のYLの構成)」と、第2実施形態に示された「2系統加圧の構成(図4のYCの構成)+リザーバ減圧の構成(図4のYLの構成)」とは組み合わせ自由である。つまり、「単独加圧+ポンプバック減圧」、「単独加圧+リザーバ減圧」、「2系統加圧+ポンプバック減圧」、及び、「2系統加圧+リザーバ減圧」の4つの構成のうちの何れか1つが採用され得る。何れの構成においても、上記と同様の効果を奏する。
上記実施形態では、上部流体ユニットYUと、下部流体ユニットYLとが別体として構成された。上部流体ユニットYUと下部流体ユニットYLとは、一体として構成され得る。この場合、下部コントローラECLは、上部コントローラECUに含まれる。
上記実施形態では、ディスク型制動装置(ディスクブレーキ)の構成が例示された。この場合、摩擦部材はブレーキパッドであり、回転部材はブレーキディスクである。ディスク型制動装置に代えて、ドラム型制動装置(ドラムブレーキ)が採用され得る。ドラムブレーキの場合、キャリパに代えて、ブレーキドラムが採用される。また、摩擦部材はブレーキシューであり、回転部材はブレーキドラムである。
上記実施形態では、流体ポンプQUの駆動源として、ブラシレスモータが採用された。電気モータMUとして、ブラシレスモータに代えて、ブラシ付モータ(単に、ブラシモータともいう)が採用され得る。この場合、ブリッジ回路として、4つのスイッチング素子(パワートランジスタ)にて形成されるHブリッジ回路が用いられる。ブラシレスモータの場合と同様に、電気モータMUには、回転角Kuを検出するよう、回転角センサKUが設けられる。また、駆動部DA、DBには、通電状態Ka、Kbを検出するよう、通電量センサIA、IBが設けられる。
上記実施形態では、制動液BFを介して、4つの車輪WHの全てに制動トルクを付与するものが例示された。これに代えて、電気モータによって駆動される、電動式のものが、後輪WHk、WHl用に採用され得る(ただし、前輪WHi、WHj用は、依然、液圧式である)。電動式装置では、電気モータの回転動力が、直線動力に変換され、これによって、摩擦部材が回転部材KTに押し付けられる。該構成の制動制御装置SCでは、後輪WHk、WHlに係る構成部材(VWを除く)が省略される。
上記実施形態では、2系統の流体路として、所謂、ダイアゴナル型(「X型」ともいう)のものが採用された。2系統流体路として、前後型(「H型」ともいう)のものが採用され得る。この場合、第1系統には前輪ホイールシリンダCWi、CWjが、第2系統には後輪ホイールシリンダCWk、CWlが、夫々、接続される。
BP…制動操作部材、CM…マスタシリンダ、CW…ホイールシリンダ、RV…リザーバ、YC…調圧ユニット、JN…還流路、MU…電気モータ、KA…メインコイル(メイン巻線組)、KB…サブコイル(サブ巻線組)、QU…流体ポンプ、UA…メイン電磁弁、UB…サブ電磁弁、ECU…コントローラ、EA…メイン制御部、EB…サブ制御部、BA…操作量センサ、PU…液圧センサ。


Claims (1)

  1. 車両の車輪に備えられたホイールシリンダ内の制動液の制動液圧を調整する車両の制動制御装置であって、
    メインコイル、及び、サブコイルを有する電気モータと、
    前記電気モータによって駆動され、還流路を形成し、前記制動液圧を発生する流体ポンプと、
    前記還流路に設けられ、前記制動液圧を調整するメイン電磁弁と、
    前記還流路に、前記メイン電磁弁に対して直列に設けられ、前記制動液圧を調整するサブ電磁弁と、
    「前記メインコイルに通電し、前記メイン電磁弁を制御するメイン制御部」、及び、「前記サブコイルに通電し、前記サブ電磁弁を制御するサブ制御部」を有するコントローラと、
    を備えた、車両の制動制御装置。
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