<構成部材等の記号、及び、記号末尾の添字>
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。各車輪に係る記号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。
制動系統に係る記号の末尾に付された添字「f」、「r」は、それが前後輪の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、「f」は前輪系統、「r」は後輪系統を示す。例えば、各車輪のホイールシリンダCWにおいて、前輪ホイールシリンダCWf(=CWi、CWj)、及び、後輪ホイールシリンダCWr(=CWk、CWl)と表記される。更に、記号末尾の添字「f」、「r」は省略され得る。添字「f」、「r」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、「CW」は、前後の制動系統におけるホイールシリンダを表す。
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「下部」と称呼される。また、制動液BFの還流(A)において、流体ポンプHPの吐出部に近い側が「上流側」と称呼され、該吐出部から離れた側が「下流側」と称呼される。
<制動制御装置SCの第1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。第1の実施形態では、2系統の流体路として、所謂、前後型のものが採用されている。ここで、流体路は、制動制御装置SC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、流体ユニット内の流路、ホース等が該当する。
車両は、駆動用の電気モータGNを備えたハイブリッド車両、又は、電気自動車である。駆動用の電気モータGNは、エネルギ回生用のジェネレータ(発電機)としても機能する。例えば、ジェネレータGNは、前輪WHi、WHj(=WHf)に備えられる。ジェネレータGNは、駆動コントローラECDによって制御される。
車両には、障害物(「物体」に相当)との衝突を回避、又は、衝突時の被害を軽減するよう、運転支援システムが備えられる。運転支援システムは、距離センサOB、及び、運転支援コントローラECJを含んで構成される。距離センサOBによって、自車両の前方に存在する物体(他車両、固定物、人、自転車、等)と、自車両との間の距離(相対距離)Obが検出される。例えば、距離センサOBとして、カメラ、レーダ等が採用される。距離Obは、運転支援コントローラECJに入力される。運転支援コントローラECJでは、相対距離Obに基づいて、要求減速度Gjが演算される。
車両には、制動操作部材BP、ホイールシリンダCW、車輪速度センサVW、マスタリザーバRV、上部流体ユニットYU、及び、下部流体ユニットYL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(摩擦制動力)が発生される。
各車輪WHには、車輪WHの回転速度である車輪速度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。下部コントローラECLでは、車輪速度Vwに基づいて、車体速度Vxが演算される。
マスタリザーバ(大気圧リザーバであり、単に、「リザーバ」ともいう)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。リザーバRVは、上部流体ユニットYUに接続されている。
<上部流体ユニットYU>
上部流体ユニットYUは、操作量センサBA、マスタユニットYM、調圧ユニットYC、回生協調ユニットYK、及び、上部コントローラECUにて構成される。
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を検出するよう、操作量センサBAが設けられる。操作量センサBAとして、以下に列挙するセンサのうちの少なくとも1つが設けられる。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が設けられる。制動操作部材BPの操作力Fpを検出するよう、操作力センサFPが設けられる。ストロークシミュレータSS内の液圧(シミュレータ液圧)Psを検出するよう、シミュレータ液圧センサPSが設けられる。回生協調ユニットYKの入力室Rn内の液圧(入力液圧)Pnを検出するよう、入力液圧センサPNが設けられる。つまり、操作量センサBAは、上述の操作変位センサSP等の総称であり、検出された操作量Baとして、操作変位Sp、操作力Fp、シミュレータ液圧Ps、及び、入力液圧Pnのうちの少なくとも1つが用いられる。検出された制動操作量Baは、上部コントローラECUに入力される。
上部コントローラECUによって、調圧ユニットYC、及び、回生協調ユニットYKが制御される。具体的には、操作量Baに基づいて、「調圧ユニットYCの電気モータMT、及び、第1、第2調圧弁UB、UC」、及び、「回生協調ユニットYKの第1、第2開閉弁VA、VB」が制御される。上部コントローラECUは、各信号(センサ検出値、演算値、等)が共有されるよう、通信バスBSを介して、下部コントローラECL、駆動コントローラECD、及び、運転支援コントローラECJと接続されている。
[マスタユニットYM]
マスタユニットYMによって、マスタシリンダCMのマスタシリンダ室Rmを介して、前輪ホイールシリンダCWf内の液圧Pwf(前輪液圧)が調整される。マスタユニットYMは、マスタシリンダCM、及び、マスタピストンPM、及び、マスタ弾性体SMを含んで構成される。
マスタシリンダCMは、底部を有する段付きのシリンダ部材である(即ち、小径部と大径部とを有する)。マスタシリンダCMとして、シングル型のものが採用されている。マスタピストンPMは、マスタシリンダCMの内部に挿入されたピストン部材であり、つば部(フランジ)Tmを有する。マスタシリンダCMとマスタピストンPMとは、シールSLにて封止されている。マスタピストンPMは、制動操作部材BPの操作に連動して移動可能である。マスタシリンダCMの内部は、マスタピストンPMによって、3つの液圧室Rm、Rs、Roに区画されている。マスタピストンPMは、マスタシリンダCMの中心軸線Jmに沿って、滑らかに移動可能である。
マスタシリンダ室(単に、「マスタ室」ともいう)Rmは、「マスタシリンダCMの小径内周部、小径底部」、及び、マスタピストンPMの端部によって区画された液圧室である。マスタ室Rmには、マスタシリンダ流体路HMが接続される。マスタ室Rmは、下部流体ユニットYLを介して、最終的には、前輪ホイールシリンダCWf(=CWi、CWj)に接続される。
マスタシリンダCMの内部は、マスタピストンPMのつば部Tmによって、サーボ液圧室(単に、「サーボ室」ともいう)Rsと反力液圧室(単に、「反力室」ともいう)Roとに仕切られている。サーボ室Rsは、「マスタシリンダCMの大径内周部、大径底部」、及び、マスタピストンPMのつば部Tmによって区画された液圧室である。サーボ室Rsには、第2供給流体路HCが接続され、調圧ユニットYCから第2調整液圧Pcが導入される。
反力室Roは、マスタシリンダCMの大径内周部、段付部、及び、マスタピストンPMのつば部Tmによって区画された液圧室である。反力室Roは、中心軸線Jmの方向において、マスタ液圧室Rmとサーボ液圧室Rsとに挟まれ、それらの間に位置する。換言すれば、サーボ室Rsと反力室Roとは、つば部Tmを挟んで、相対するように配置される。従って、サーボ室Rsの体積が増加される場合に、反力室Roの体積が減少される。逆に、サーボ室体積が減少される場合には、反力室体積が増加される。反力室Roには、シミュレータ流体路HSが接続される。反力室Roによって、上部流体ユニットYU内の制動液BFの液量が調節される。
マスタピストンPMの端部とマスタシリンダCMの小径底部との間には、マスタ弾性体(例えば、圧縮ばね)SMが設けられる。マスタ弾性体SMは、マスタシリンダCMの中心軸Jmの方向に、マスタピストンPMをマスタシリンダCMの大径底部に対して押し付けている。非制動時には、マスタピストンPMは、マスタシリンダCMの大径底部に当接している。この状態でのマスタピストンPMの位置が、「マスタユニットYMの初期位置」と称呼される。
マスタシリンダCMには貫通孔が設けられ、マスタリザーバRVに接続される。マスタピストンPMが初期位置にある場合(即ち、非制動時)には、マスタ室Rmは、リザーバRVと連通状態にされる。
マスタ室Rmは、その内圧(「マスタシリンダ液圧」であり、「マスタ液圧」ともいう)Pqによって、中心軸線Jmに沿った後退方向Hbの付勢力Fb(「後退力」という)を、マスタピストンPMに対して付与する。サーボ室Rsは、その内圧(即ち、導入された第2調整液圧Pc)によって、後退力Fbに対向する前進方向Haの付勢力Fa(「前進力」という)を、マスタピストンPMに付与する。つまり、マスタピストンPMにおいて、サーボ室Rs内の液圧Pcによる前進力Faとマスタ室Rm内の液圧(マスタ液圧)Pqによる後退力Fbとは、中心軸線Jmの方向で互いに対抗し(向き合い)、静的には均衡している。マスタシリンダ液圧Pqを検出するよう、マスタシリンダ液圧センサPQが設けられる。例えば、マスタシリンダ液圧センサPQは、マスタシリンダ流体路HMに設けられ得る。また、マスタシリンダ液圧センサPQは、下部流体ユニットYLに含まれていてもよい。
[調圧ユニットYC]
調圧ユニットYCは、電動ポンプDN、逆止弁GC、第1、第2調圧弁UB、UC、及び、第1、第2調整液圧センサPB、PCを備えている。調圧ユニットYCによって、前輪ホイールシリンダCWfの液圧Pwf(「前輪制動液圧」であって「前輪液圧」に相当)と後輪ホイールシリンダCWrの液圧Pwr(「後輪制動液圧」であって「後輪液圧」に相当)とが、独立、且つ、個別に調節される。具体的には、ジェネレータGNが備えられる前輪WHfの制動液圧Pwfが、ジェネレータGNが備えられない後輪WHrの制動液圧Pwr以下の範囲で独立に調整される。
電動ポンプDNは、電気モータMT、及び、流体ポンプHPによって構成され、それらが一体となって回転する。流体ポンプHPにおいて、吸込口は、第1リザーバ流体路HVに接続される。また、流体ポンプHPの吐出口は、調圧流体路HAの一方の端部に接続される。調圧流体路HAには、流体ポンプHPの吐出口の近傍に逆止弁GCが設けられる。調圧流体路HAの他方の端部は、第2調圧弁UCを介して、第2リザーバ流体路HUに接続される。第1、第2リザーバ流体路HV、HUは、マスタリザーバRVに接続される。つまり、第1、第2リザーバ流体路HV、HU、及び、調圧流体路HAによって、流体ポンプHPを含む、制動液BFの還流路(A)が形成される。ここで、「還流路」は、制動液BFが循環され、再び元の流れに戻る流体路である。
調圧流体路HAには、2つの調圧弁UB、UCが直列に設けられる。具体的には、調圧流体路HAには、逆止弁GCの下流側に第1調圧弁UBが設けられ、調圧流体路HAの上記の他方の端部に第2調圧弁UCが配置される。第2調圧弁UCには、第2リザーバ流体路HUの一方の端部が接続される。従って、還流路(A)の一部である調圧流体路HAにおいて、第1調圧弁UBが上流側に、第2調圧弁UCが下流側に配置される。
第1、第2調圧弁UB、UCは、通電状態(例えば、供給電流)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、差圧弁)である。第1、第2調圧弁UB、UCは、駆動信号Ub、Ucに基づいて、上部コントローラECUによって制御される。第1、第2調圧弁UB、UCとして、常開型の電磁弁が採用される。
電動ポンプDNが回転駆動されると、「HV→HP→GC→UB→UC→HU→RV→HV」ような、制動液BFの還流(循環する制動液BFの流れ)が形成される。換言すれば、制動液BFの還流路(A)には、流体ポンプHP、第1、第2調圧弁UB、UC、及び、リザーバRVが含まれている。なお、第2調圧弁UCが、部位Bvにて、第1リザーバ流体路HVに接続されてもよい。この場合、還流路(A)は、「HV→HP→GC→UB→UC→HU→HV」の順となる。
第1、第2調圧弁UB、UCが全開状態にある場合(これらは常開型であるため、非通電時)、調圧流体路HA内の液圧(調整液圧)Pb、Pcは、共に、略「0(大気圧)」である。第1調圧弁UBへの通電量が増加され、調圧弁UBによって還流路(A)が絞られると、調圧流体路HAにおいて、第1調圧弁UBの上流側の液圧Pbが「0」から増加される。液圧Pbは、流体ポンプHP(特に、逆止弁GC)と第1調圧弁UBと間の液圧であり、「第1調整液圧(「第1液圧」に相当)」と称呼される。
また、第2調圧弁UCへの通電量が増加され、調圧弁UCによって還流路(A)が絞られると、調圧流体路HAにおいて、第2調圧弁UCの上流側の液圧が「0」から増加される。液圧Pcは、第1調圧弁UBと第2調圧弁UCと間の液圧であり、「第2調整液圧(「第2液圧」に相当)」と称呼される。
第1、第2調圧弁UB、UCは、調圧流体路HAに対して直列に配置されるため、第2調圧弁UCによって調整される第2調整液圧Pc(第2液圧)は、第1調整液圧Pb(第1液圧)以下である(即ち、「Pc≦Pb」)。第1調圧弁UBによって、第1調整液圧Pbが調整され、第2調圧弁UCによって、第1調整液圧Pbから減少されて、第2調整液圧Pcが調整される。換言すれば、第2調圧弁UCによって、第2調整液圧Pcが、「0(大気圧)」から増加するよう調整され、第1調圧弁UBによって、第1調整液圧Pbが、第2調整液圧Pcから増加するよう調整される。調圧ユニットYCでは、第1、第2調整液圧Pb、Pcを検出するよう、第1、第2調整液圧センサPB、PCが設けられる。マスタユニットYMの諸元(受圧面積等)は既知であるため、マスタシリンダ液圧センサPQの検出結果であるマスタシリンダ液圧Pqに基づいて、第2調整液圧Pcが演算され得る。この場合、第2調整液圧センサPCは省略されてもよい。
調圧流体路HAは、流体ポンプHPと第1調圧弁UBとの間の部位Bhにて、第1供給流体路HBに分岐される。第1供給流体路HBは、下部流体ユニットYLを介して、後輪ホイールシリンダCWrに接続される。従って、第1調整液圧Pbは、後輪ホールシリンダCWrに、直接、導入(供給)される。また、調圧流体路HAは、第1調圧弁UBと第2調圧弁UCとの間の部位Bmにて、第2供給流体路HCに分岐される。第2供給流体路HCは、サーボ室Rsに接続される。従って、第2調整液圧Pcは、サーボ室Rsに導入(供給)される。マスタシリンダCMは、下部流体ユニットYLを介して、前輪ホイールシリンダCWfに接続されているため、第2調整液圧Pcは、マスタシリンダCMを介して、前輪ホイールシリンダCWfに、間接的に導入される。従って、第1調整液圧Pbによって、後輪ホイールシリンダCWrの後輪液圧Pwrが調整され、第2調整液圧Pcによって、前輪ホイールシリンダCWfの前輪液圧Pwfが調整される。
第1調整液圧Pb、及び、第2調整液圧Pcは、「Pb≧Pc」の範囲内で、独立、且つ、別々に調整されるため、制動力の前後配分が適正化され、回生協調制御が実行される。従って、車両の減速性、安定性が確保されるとともに、回生エネルギが最大化され得る。
[回生協調ユニットYK]
回生協調ユニットYKによって、摩擦制動と回生制動との協調制御(「回生協調制御」という)が達成される。例えば、回生協調ユニットYKによって、制動操作部材BPは操作されているが、制動液圧Pwが発生しない状態が形成され得る。回生協調ユニットYKは、入力シリンダCN、入力ピストンPK、入力弾性体SN、第1開閉弁VA、第2開閉弁VB、ストロークシミュレータSS、シミュレータ液圧センサPS、及び、入力液圧センサPNにて構成される。
入力シリンダCNは、マスタシリンダCMに固定された、底部を有するシリンダ部材である。入力ピストンPKは、入力シリンダCNの内部に挿入されたピストン部材である。入力ピストンPKは、制動操作部材BPに連動するよう、クレビス(U字リンク)を介して、制動操作部材BPに機械的に接続されている。入力ピストンPKには、つば部(フランジ)Tnが設けられる。入力シリンダCNのマスタシリンダCMへの取付面と、入力ピストンPKのつば部Tnとの間には、入力弾性体(例えば、圧縮ばね)SNが設けられる。入力弾性体SNは、中心軸Jmの後退方向Hbに、入力ピストンPKのつば部Tnを入力シリンダCNの底部に対して押し付けている。
非制動時には、マスタピストンPMの段付部がマスタシリンダCMの大径底部に当接し、入力ピストンPKのつば部Tnが入力シリンダCNの底部に当接している。非制動時には、入力シリンダCNの内部にて、マスタピストンPMの端面Mqと入力ピストンPKの端面Mgとの隙間Ksは、所定距離ks(「初期隙間」という)にされている。即ち、ピストンPM、PKが最も後退方向Hb(前進方向Haとは反対方向)の位置(各ピストンの「初期位置」という)にある場合(即ち、非制動時)に、マスタピストンPMと入力ピストンPKとは、所定距離ksだけ離れている。ここで、所定距離ksは、回生量Rgの最大値に対応している。回生協調制御が実行される場合には、隙間(「離間変位」ともいう)Ksは、調整液圧Pcによって制御(調節)される。
制動操作部材BPが、「Ba=0」の状態から踏み込まれると、入力ピストンPKは、その初期位置から、前進方向Ha(制動液圧Pwが増加する方向)に移動される。このとき、調整液圧Pcが「0」のままであれば、マスタピストンPMは初期位置のままなので、入力ピストンPKの前進に伴い、隙間Ks(端面Mgと端面Mqとの間の距離)は、徐々に減少する。一方、調整液圧Pcが「0」から増加されると、マスタピストンPMは、その初期位置から、前進方向Haに移動される。このため、隙間Ksは、調整液圧Pcによって、「0≦Ks≦ks」の範囲で制動操作量Baとは独立して調整可能である。つまり、調整液圧Pcが調整されることにより、入力ピストンPKとマスタピストンPMとの隙間Ksが調節され、回生協調制御が達成される。
回生協調ユニットYKの入力室Rnと、マスタユニットYMの反力室Roとが、シミュレータ流体路HSにて接続される。シミュレータ流体路HSには、第1開閉弁VAが設けられる。第1開閉弁VAは、開位置、及び、閉位置を有する常閉型電磁弁である。シミュレータ流体路HSの第1開閉弁VAと反力室Roとの間の部位Bsに、第3リザーバ流体路HTが接続される。第3リザーバ流体路HTには、第2開閉弁VBが設けられる。第2開閉弁VBは、開位置、及び、閉位置を有する常開型電磁弁である。第1、第2開閉弁VA、VB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)である。第1、第2開閉弁VA、VBは、駆動信号Va、Vbに基づいて、上部コントローラECUによって制御される。制動制御装置SCの起動時に、第1、第2開閉弁VA、VBへの通電が開始される。そして、第1開閉弁VAが開位置、第2開閉弁VBが閉位置にされる。
ストロークシミュレータSS(単に、「シミュレータ」ともいう)が、第1開閉弁VAと反力室Roとの間にて、シミュレータ流体路HSに接続される。換言すれば、回生協調ユニットYKの入力室Rnは、シミュレータ流体路HSによって、シミュレータSSに接続される。回生協調制御時には、第1開閉弁VAが開位置にされ、第2開閉弁VBが閉位置にされる。第2開閉弁VBが閉位置によって、第3リザーバ流体路HTにおいて、リザーバRVへの流路は遮断されるため、制動液BFが、入力シリンダCNの入力室RnからシミュレータSS内に移動される。シミュレータSSのピストンには、弾性体にて、制動液BFの流入を阻止する力が加えられるため、制動操作部材BPが操作される場合の操作力Fpが発生される。
第3リザーバ流体路HTは、マスタリザーバRVに接続される。第3リザーバ流体路HTは、その一部を第1、第2リザーバ流体路HV、HUと共用することができる。しかし、第1、第2リザーバ流体路HV、HUと第3リザーバ流体路HTとは、別々にリザーバRVに接続されることが望ましい。流体ポンプHPは、第1リザーバ流体路HVを介して、リザーバRVから制動液BFを吸引するが、このとき、第1リザーバ流体路HVには、気泡が混じることが生じ得る。このため、入力シリンダCN等に、気泡が混入することを回避するよう、第3リザーバ流体路HTは、直接、リザーバRVに接続される。
第1開閉弁VAと反力室Roとの間のシミュレータ流体路HSには、シミュレータSS内の液圧(「シミュレータ液圧」という)Psを検出するよう、シミュレータ液圧センサPSが設けられる。また、第1開閉弁VAと入力室Rnとの間のシミュレータ流体路HSには、入力室Rn内の液圧(「入力液圧」という)Pnを検出するよう、入力液圧センサPNが設けられる。シミュレータ液圧センサPS、及び、入力液圧センサPNは、上述した制動操作量センサBAの1つである。検出された液圧Ps、Pnは、制動操作量Baとして、上部コントローラECUに入力される。ここで、第1、第2開閉弁VA、VBに通電が行われている場合には「Ps=Pn」であるため、シミュレータ液圧センサPS、及び、入力液圧センサPNのうちの何れか一方は省略可能である。
[上部コントローラECU]
上部コントローラECUは、マイクロプロセッサMP、及び、駆動回路DR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にて構成されている。コントローラECUには、電磁弁VA、VB、UB、UC、及び、電気モータMTを駆動するよう、駆動回路DRが備えられる。駆動回路DRには、電気モータMT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が形成される。また、駆動回路DRには、電磁弁VA、VB、UB、UCを駆動するよう、スイッチング素子が設けられている。
上部コントローラECUによって、電気モータMT、及び、電磁弁VA、VB、UB、UCは、制動操作量Ba(Sp、Fp、Ps、Pn)、車体速度Vx、及び、調整液圧(検出値)Pb、Pcに基づいて制御される。具体的には、上部コントローラECUでは、各種電磁弁VA、VB、UB、UCを制御するための駆動信号Va、Vb、Ub、Ucが演算される。同様に、電気モータMTを制御するための駆動信号Mtが演算される。そして、駆動信号Va、Vb、Ub、Uc、Mtに基づいて、各スイッチング素子の通電状態が制御され、電磁弁VA、VB、UB、UC、及び、電気モータMTが駆動される。なお、第2調整液圧Pcに代えて、マスタシリンダ液圧Pqが採用されてもよい。
上部コントローラECUは、車載通信バスBSを介して、他のコントローラ(電子制御ユニット)とネットワーク接続されている。コントローラECUからは、回生協調制御を実行するよう、駆動コントローラECDに回生量Rgが送信される。「回生量Rg」は、駆動用モータGNによって発生される回生制動力の大きさを表す状態量(Fg、Fxを含む)である。また、下部コントローラECLにて演算された車体速度Vxが、通信バスBSを介して、上部コントローラECUに送信される。また、運転支援コントローラECJから、自動制動制御を実行するよう、要求減速度Gjが上部コントローラECUに送信される。ここで、「自動制動制御」は、車両前方の障害物(物体)との衝突を回避(又は、衝突時の被害を軽減)するよう、障害物と車両との距離に基づいて車両を自動的に減速するものである。そして、要求減速度Gjは、自動制動制御のための車両減速度の目標値である。
[下部流体ユニットYL]
下部流体ユニットYLは、マスタシリンダ液圧センサPQ、複数の電磁弁、電動ポンプ、低圧リザーバを含む、公知の流体ユニットである。マスタシリンダCMには、マスタシリンダ流体路HMが接続される。マスタシリンダ流体路HMは、下部流体ユニットYL内で、前輪ホイールシリンダ流体路HWi、HWj(=HWf)に分岐され、前輪ホイールシリンダCWi、CWj(=CWf)に接続される。また、第1供給流体路HBは、下部流体ユニットYL内で、後輪ホイールシリンダ流体路HWk、HWl(=HWr)に分岐され、後輪ホイールシリンダCWk、CWl(=CWr)に接続される。
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、操舵角、前後加速度、横加速度等が入力される。下部コントローラECLでは、車輪速度Vwに基づいて、車体速度Vxが演算される。そして、車体速度Vx、及び、車輪速度Vwに基づいて、車輪WHの過度の減速スリップ(例えば、車輪ロック)を抑制するよう、アンチスキッド制御が実行される。また、下部コントローラECLでは、ヨーレイトに基づいて、車両の不安定挙動(過度のオーバステア挙動、アンダステア挙動)を抑制する車両安定化制御(所謂、ESC)が行われる。つまり、下部流体ユニットYLによって、各車輪WHの制動液圧Pwが、個別に制御される。なお、演算された車体速度Vxは、通信バスBSを通して、上部コントローラECUに入力される。
[制動制御装置SCの作動]
車両の起動スイッチ(例えば、イグニッションスイッチ)が、オンされた場合に、第1開閉弁VAが開位置にされるとともに、第2開閉弁VBが閉位置にされる。従って、車両の走行中には、シミュレータ流体路HS、及び、第1開閉弁VAを介して、回生協調ユニットYKの入力室RnとマスタユニットYMの反力室Roとは連通状態にある。一方、第2開閉弁VBは閉位置にあるため、入力室Rn、及び、反力室Roは、マスタリザーバRVとは遮断されている。
非制動時(例えば、制動操作部材BPの操作が行われていない場合)には、第1、第2調圧弁UB、UC、及び、電気モータMTへの通電は行われない。このとき、ピストンPM、PKは、弾性体SM、SNによって、各初期位置に押し付けられ、マスタシリンダCMの液圧室Rmと、リザーバRVとは連通状態にある。従って、マスタシリンダ液圧Pqは「0(大気圧)」である。
制動操作部材BPが操作された場合(特に、制御制動の開始時)には、入力ピストンPKが前進方向Haに移動される。このとき、入力室Rnから流出する制動液BFの液量が、シミュレータSSに流入し、制動操作部材BPの操作力Fpが形成される。
車両の減速が、ジェネレータGNによる回生制動力で足りる場合には、「Pc=0」の状態が維持される。制動操作部材BPの操作によって、入力ピストンPKは、その初期位置から前進方向Haに移動されるが、このとき、調整液圧Pcが、「0」のままであるため、マスタピストンPMは移動されない。従って、入力ピストンPKの前進に伴い、隙間Ks(マスタピストンPMの端面Mmと入力ピストンPKの端面Mnとの間の距離)は、徐々に減少する。
車両の減速が、ジェネレータGNによる回生制動力では不十分になると、コントローラECUによって、調圧ユニットYCが制御され、調整液圧Pcが調節される。調整液圧Pcは、第2供給流体路HCを通して、サーボ室Rsに付与される。サーボ室Rs内の液圧Pcによって発生する前進方向Haの力(前進力)Faが、マスタ弾性体SMのセット荷重よりも大きくなると、マスタピストンPMは、マスタシリンダCMの中心軸Jmに沿って前進方向Haに移動される。この前進方向Haへの移動によって、マスタ室RmはリザーバRVから遮断される。
更に、第2調整液圧Pcが増加されると、制動液BFは、マスタシリンダCMから前輪ホイールシリンダCWfに向けて、マスタ液圧Pqで圧送される。マスタピストンPMには、マスタ液圧Pqによって、後退方向Hbの力(後退力)Fbが作用している。サーボ室Rsは、この後退力Fbに対抗(対向)するよう、第2調整液圧Pcによって、前進方向Haの力(前進力)Faを発生する。第2調整液圧Pcの増減に応じて、マスタ液圧Pqが増減される。第2調整液圧Pcの増加に伴い、マスタピストンPMは初期位置から前進方向Haに移動されるが、隙間Ksは、調整液圧Pcによって、「0≦Ks≦ks」の範囲で制動操作量Baとは独立して調整可能である。つまり、調整液圧Pcによる隙間Ksの調節によって、回生協調制御が実行される。なお、第1調整液圧Pbは、第1供給流体路HB、及び、下部流体ユニットYLを通して、直接、後輪ホイールシリンダCWrに付与される。
制動操作部材BPが戻されると、調整液圧Pcが減少される。そして、調整液圧Pcが、マスタシリンダ液圧Pqよりも小さくなると、マスタピストンPMは後退方向Hbに移動される。制動操作部材BPが非操作状態にされると、圧縮ばねSMの弾性力によって、マスタピストンPMは、マスタシリンダCMの第2底部に接触する位置(初期位置)にまで戻される。
なお、マニュアル制動時(電源失陥時等)には、第1、第2開閉弁VA、VBには通電が行われない。従って、第1開閉弁VAが閉位置に、第2開閉弁VBが開位置にされる。第1開閉弁VAの閉位置によって、入力室Rnは流体ロックの状態(密封状態)にされ、入力ピストンPKとマスタピストンPMとが、相対移動できないようにされる。また、第2開閉弁VBの開位置によって、反力室Roは、第2リザーバ流体路HTを通して、リザーバRVに接続される。このため、マスタピストンPMの前進方向Haの移動によって、反力室Roの容積Voは減少されるが、容積減少に伴う液量は、リザーバRVに向けて排出される。制動操作部材BPの操作に連動して、入力ピストンPKとマスタピストンPMとが一体となって移動され、マスタ室Rmから制動液BFが、前輪ホイールシリンダCWfに圧送される。
以上で説明したように、車両には、回生協調制御(摩擦制動と回生制動との協調)が達成されるよう、制動操作部材BPの操作と制動液圧Pwの調整とが独立したブレーキ・バイ・ワイヤ型の制動制御装置SCが搭載されている。従って、制動操作部材BPの操作力Fpは、シミュレータSSによって発生されるとともに、ホイールシリンダCWの液圧Pwは、調圧ユニットYCによって調整される。
<調圧制御の処理>
図2の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、第1、第2調整液圧Pb、Pcを調整するための、電気モータMT、及び、電磁弁VA、VB、UB、UC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、制動制御装置SCの初期化が行われる。ステップS110では、各構成要素の初期診断が実行される。次に、ステップS120にて、常閉型の第1開閉弁VA、及び、常開型の第2開閉弁VBに通電が行われる。つまり、装置の起動スイッチが、オンされた場合に、第1開閉弁VAが開位置にされ、第2開閉弁VBが閉位置にされる。制動操作毎に、第1、第2開閉弁VA、VBのオン/オフ状態が切り替えられるのではなく、車両の走行中には、常時、第1、第2開閉弁VA、VBに通電が行われる。これにより、作動音の面で有利であるとともに、シミュレータSSの特性が安定化され得る。
ステップS130にて、各種の信号が読み込まれる。具体的には、操作量Ba、要求減速度Gj、第1、第2調整液圧(検出値)Pb、Pc、及び、車体速度Vxが読み込まれる。操作量Baは、操作量センサBA(操作変位センサSP、入力液圧センサPN、シミュレータ液圧センサPS等)によって検出される。調整液圧Pb、Pc(又は、マスタシリンダ液圧Pq)は、調圧流体路HAに設けられた、調整液圧センサPB、PC(又は、マスタシリンダ液圧センサPQ)によって検出される。車体速度Vxは、通信バスBSを介して、下部コントローラECLから取得される。なお、車輪速度Vwが上部コントローラECUに入力され、車輪速度Vwに基づいて、上部コントローラECUにて、車体速度Vxが演算されてもよい。
ステップS140にて、制動操作部材BPの操作量Baに基づいて、「制動中であるか、否か」が判定される。例えば、操作量Baが、所定値boよりも大きい場合には、ステップS140は肯定され、処理はステップS150に進められる。一方、操作量Baが所定値bo以下である場合には、ステップS140は否定され、処理はステップS130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、自動制動制御時(車両前方の障害物との衝突を回避等する制御の実行時)には、ステップS140では、要求減速度Gjに基づいて、「制動中であるか、否か」が判定される。要求減速度Gjが、所定減速度goよりも大きい場合には、ステップS140は肯定され、処理はステップS150に進められる。一方、要求減速度Gjが所定減速度go以下である場合には、ステップS140は否定され、処理はステップS130に戻される。ここで、所定減速度goは、判定用の予め設定された定数である。
ステップS150にて、急制動指標Kbが演算される。急制動指標Kbは、車両減速に要求される急制動の程度を表す状態量である。例えば、急制動指標Kbとして、操作量Baが時間微分されて演算され、操作速度dBが採用される。操作量Baは、制動操作部材BPの操作の程度を表す状態量であり、操作変位Sp、操作力Fp、入力液圧Pn、及び、シミュレータ液圧Psのうちの少なくとも1つに基づいて決定される。特に、急制動指標Kbとして、操作変位Spに基づいて演算された、操作速度dS(操作変位Spの微分値)が採用されることが好適である。動的には、制動操作部材BPの操作は、「Sp→Pn→Ps」の順で伝播されるため、操作変位Spは最も制動操作部材BPの入力に近い状態量であって、時間的に早期に検出される状態量であることに基づく。
また、ステップS150では、要求減速度Gjに基づいて、急制動指標Kb(急制動要求の程度を表す状態量)が演算され得る。要求減速度Gjは、自動制動制御における指示値(目標値)であるが、これが時間微分されて、減速度微分値dGが演算される。そして、減速度微分値dGが、急制動指標Kbとして決定される。
ステップS160にて、制御フラグFLに基づいて、「急制動処理中であるか、否か」が判定される。急制動処理は、車両減速に重要な役割を果たす、前輪制動力を素早く発生せるための第1、第2調圧弁UB、UCの制御処理である。制御フラグFLは、急制動処理の実行を表現するものである。フラグFLが「0」の場合には、急制動処理が実行されていない状態を表し、フラグFLが「1」の場合には、急制動処理が実行されている状態を表す。「FL=0(非実行時)」であり、ステップS160が否定される場合には、処理はステップS170に進められる。「FL=1(実行時)」であり、ステップS160が肯定される場合には、処理はステップS180に進められる。
ステップS170にて、急制動指標Kbに基づいて、「急制動処理を開始するか、否か」が判定される。例えば、急制動処理の開始判定は、以下の2つの条件(A1、A2)が、共に満足された場合に肯定される。
条件A1:急制動指標Kbが第1所定値kx以上である。第1所定値kxは、予め設定された判定用の定数(所定値)である。
条件A2:「操作量Baが所定量bx以上」、又は、「要求減速度Gjが所定減速度gx以上」である。所定量bx、所定減速度gxは、予め設定された定数(所定値)である。
「Kb≧kx、且つ、Ba≧bx」、又は、「Kb≧kx、且つ、Gj≧gx」である場合には、ステップS170が肯定され、処理はステップS200に進められる。ステップS200では、前輪制動液圧Pwfを高応答で昇圧する、急制動処理が実行される。一方、「Kb<kx」、「Ba<bx」、及び、「Gj<gx」のうちの何れか1つに該当すると、ステップS170は否定され、処理はステップS190に進められる。このとき、フラグFLは、「0」のままにされる。ステップS190では、急制動処理は実行されず、通常の調圧制御処理(単に、「通常処理」ともいう)が実行される。
ステップS170の判定が肯定された時点(該当する演算周期)にて、制御フラグFLが、「0」から「1」に切り替えられる。加えて、ステップS170の判定が肯定された時点から、急制動処理が継続される時間(継続時間)Tzが演算される。急制動処理の開始が判定された演算周期において、タイマが作動され、経過時間Tzが、順次積算される。
ステップS180にて、「急制動処理を終了するか、否か」が判定される。以下の3つの条件(B1〜B3)のうちの少なくとも1つが満足された場合に、急制動処理は終了される。
条件B1:経過時間Tzが所定時間tz以上になった。所定時間tzは、予め設定された定数(所定値)である。
条件B2:急制動指標Kb(操作量Baの微分値dB、要求減速度Gjの微分値dG)が減少し、急制動指標Kbが、第2所定値ky未満になった。ここで、第2所定値kyは、第1所定値kxよりも小さい、予め設定された定数である(即ち、「ky<kx」)。
条件B3:制動が終了された。つまり、「Ba=0」、又は、「Gj=0」が達成された。
ステップS180が肯定されると、処理はステップS190に進められ、通常処理(通常の調圧処理)が実行される。このとき、制御フラグFLは、「1」から「0」に切り替えられる。一方、ステップS180が否定されると、処理はステップS200に進められ、急制動処理(応答性向上のための調圧処理)が実行される。このとき、フラグFLは、「1」のままにされる。以下、通常処理、及び、急制動処理の詳細について説明する。
<調圧制御の通常処理>
図3のフロー図を参照して、回生協調制御を含む、通常の調圧制御の処理(急制動処理が非実行である場合の処理)について説明する。
ステップS210にて、ブロックX210に示す様に、操作量Baに基づいて、要求制動力Fuが演算される。運転者による要求制動力Fuは、操作量Baに応じた、車両に作用する総制動力Fの目標値であり、「制動制御装置SCによる摩擦制動力Fm」と「ジェネレータGNによる回生制動力Fg」とを合わせた制動力である。要求制動力Fuは、演算マップZfu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。
また、自動制動制御時には、ステップS210では、自動制動制御の要求減速度Gjが、制動力の次元に変換されて、自動制動制御の要求制動力Fjが演算される。そして、操作量Baに基づく要求制動力Fu(運転者による要求値)と、要求減速度Gjに基づく要求制動力Fj(自動制動制御による要求値)とのうちの大きい方が、最終的な要求制動力Fdとして決定される。
ステップS220にて、ブロックX220に示す特性にて、車体速度Vx、及び、演算マップZfxに基づいて、回生制動力の最大値(「最大回生力」という)Fxが演算される。最大回生力Fx用の演算マップZfxでは、車体速度Vxが、「0」以上、第1所定速度vo未満の範囲では、車体速度Vxの増加に従って、最大回生力Fxが増加するように設定される。また、車体速度Vxが、第1所定速度vo以上、第2所定速度vp未満の範囲では、最大回生力Fxは、上限値fxに決定される。そして、車体速度Vxが、第2所定速度vp以上では、車体速度Vxが増加するに従って、最大回生力Fxが減少するように設定されている。例えば、最大回生力Fxの減少特性(「Vx≧vp」の特性)では、車体速度Vxと最大回生力Fxとの関係は双曲線で表される(即ち、回生電力が一定)。ここで、各所定値vo、vpは予め設定された定数である。なお、演算マップZfxでは、車体速度Vxに代えて、ジェネレータGNの回転数Ngが採用され得る。
ジェネレータGNの回生量は、駆動コントローラECDのパワートランジスタ(IGBT等)の定格、及び、バッテリの充電受入性によって制限される。電力(仕事率)が一定である場合、ジェネレータGNによる車輪軸まわりの回生トルクは、車輪WHの回転数(つまり、車体速度Vx)に反比例する。また、ジェネレータGNの回転数Ngが低下すると、回生量は減少する。演算マップZfxの特性では、ジェネレータGNの回生量が、所定の電力(単位時間当りの電気エネルギ)に制限されるよう、設定される。
ステップS230にて、制動力の配分比率(特に、制動力全体Fに対する後輪制動力の比率であり、「後輪比率Hr」という)が設定される、例えば、後輪比率Hrは、予め設定された定数(所定値)hrとして決定される。また、後輪比率Hrは、旋回状態量Ta、車体速度Vx、及び、要求制動力Fdのうちの少なくとも1つに基づいて決定されてもよい。ここで、旋回状態量Taが、車両の旋回状態を表す変数であり、例えば、ヨーレイト、横加速度が相当する。
ステップS240にて、要求制動力Fd(要求制動力Fuと要求制動力Fjとのうちで大きい方)、及び、最大回生力Fxに基づいて、「要求制動力Fdが、最大回生力Fx以下であるか、否か」が判定される。つまり、要求されている制動力Fdが、回生制動力Fgのみによって達成可能か、否かが判定される。「Fd≦Fx」であり、ステップS240が肯定される場合には、処理はステップS250に進められる。一方、「Fd>Fx」であり、ステップS240が否定される場合には、処理はステップS260に進められる。
ステップS250にて、要求制動力Fdに基づいて、回生制動力(目標値)Fg、及び、前後輪の摩擦制動力(目標値)Fmf、Fmrが演算される。具体的には、目標回生制動力Fgが、要求制動力Fdに一致するように決定され、前後輪の目標摩擦制動力Fmf、Fmrが、「0」に演算される(即ち、「Fg=Fd、Fmf=Fmr=0」)。つまり、回生制動力Fgが、最大回生力Fxに達していない場合(「Fg<Fx」の場合)には、車両減速には、摩擦制動が採用されず、回生制動のみによって、要求制動力Fdが達成される。
ステップS260にて、目標回生制動力Fg、後輪基準力Fs、及び、補完制動力Fhが演算される。先ず、回生制動力Fgが、最大回生力Fxに一致するように演算される。つまり、回生制動力Fgが、最大回生力Fxに達した場合(「Fg≧Fx」の場合)には、「Fg=Fx」が演算され、回生エネルギが最大化される。次に、後輪基準力Fsが、要求制動力Fd、及び、後輪比率Hrに基づいて演算される。後輪基準力Fsは、要求制動力Fdに対して制動力の前後比率(即ち、後輪比率Hr)が考慮された値であり、後輪比率Hrを達成するために基準とされる。具体的には、要求制動力Fdに後輪比率Hrが乗算されて、後輪基準力Fsが演算される(即ち、「Fs=Hr×Fd」)。そして、補完制動力Fhが、要求制動力Fd、及び、最大回生力Fxに基づいて演算される。補完制動力Fhは、要求制動力Fdを達成するために、摩擦制動によって補完されるべき制動力である。具体的には、要求制動力Fdから最大回生力Fxが減算されて、補完制動力Fhが演算される(即ち、「Fh=Fd−Fx」)。
ステップS270では、補完制動力Fhと後輪基準力Fsとが比較され、「補完制動力Fhが後輪基準力Fs以下であるか、否か」が判定される。「Fh≦Fs」であり、ステップS270が肯定される場合には、処理はステップS280に進められる。一方、「Fh>Fs」であり、ステップS270が否定される場合には、処理はステップS290に進められる。
ステップS280にて、前輪摩擦制動力Fmfが「0」に決定され、後輪摩擦制動力Fmrが、補完制動力Fhに一致するよう演算される(即ち、「Fmf=0、Fmr=Fh」)。補完制動力Fhが後輪基準力Fs以下である場合には、前輪WHfには、前輪摩擦制動力Fmfが発生されず、回生制動力Fgのみが作用される。そして、要求制動力Fdが満足されるように、後輪WHrには、摩擦制動力Fmrが発生される。
一方、ステップS290では、後輪摩擦制動力Fmrが後輪基準力Fsに一致するよう演算されるとともに、前輪摩擦制動力Fmfが、補完制動力Fhから後輪基準力Fsを減じた値(「前輪指示力」という)Fcに一致するよう演算される(即ち、「Fmf=Fc=Fh−Fs、Fmr=Fs」)。補完制動力Fhが後輪基準力Fsよりも大きい場合には、後輪摩擦制動力Fmrは、後輪比率Hrが考慮された後輪基準力Fsにされ、要求制動力Fdに対して不足する分(=Fc)が、前輪摩擦制動力Fmfとして決定される。
ステップS300にて、回生制動力Fgに基づいて、回生量Rgが演算される。回生量Rgは、ジェネレータGNの回生量の目標値である。回生量Rgは、通信バスBSを介して、上部コントローラECUから駆動コントローラECDに送信される。
ステップS310にて、摩擦制動力の目標値Fm(=Fmf、Fmr)に基づいて、目標液圧Pt(=Ptf、Ptr)が演算される。つまり、摩擦制動力Fmが液圧の次元に換算されて、目標液圧Ptが決定される。後輪目標液圧Ptrは、第1調整液圧Pbに対応した後輪ホイールシリンダCWrの液圧の目標値である。また、前輪目標液圧Ptfは、第2調整液圧Pcに対応した前輪ホイールシリンダCWfの液圧の目標値である。
ステップS320にて、前輪目標液圧Ptf、及び、後輪目標液圧Ptrに基づいて、電気モータMTが制御される。例えば、目標液圧Pt(=Ptf、Ptr)が時間微分されて、液圧変化量dP(=dPf、dPr)が演算される。目標液圧Pt、及び、液圧変化量dPに基づいて、電動ポンプDNに要求される目標流量Qtが演算される。そして、目標流量Qtに基づいて、電気モータMTの目標回転数Ntが決定され、実際の回転数Naが目標回転数Ntに近づき、一致するよう、回転数フィードバック制御が実行される。
目標回転数Ntの演算において、液圧変化量dPが考慮されるため、電動ポンプDNは、液圧調整に最小限必要な回転数で駆動される。調圧ユニットYCには、逆止弁GCが設けられているため、第1、第2調圧弁UB、UCが完全に閉じられると、第1、第2調整液圧Pb、Pc(実際値)が一定に保たれる。また、調圧弁UB、UCの開弁によって、第1、第2調整液圧Pb、Pcの減少は可能である。従って、「dPf≦0、且つ、dPr≦0」の場合(例えば、制動操作部材BPが保持、又は、戻される場合)には、目標流量Qtが「0」に決定される。そして、電動ポンプDN(=MT)の回転が停止され得る(即ち、「Nt=0」)。制動操作部材BPは保持時、又は、戻し時に、電気モータMTが停止されることにより、省電力化が図られる。
また、ステップS320では、前輪目標液圧Ptf、及び、後輪目標液圧Ptrに基づいて、第1調圧弁UB、及び、第2調圧弁UCが制御される。例えば、前輪、後輪目標液圧Ptf、Ptr、及び、第1、第2調整液圧センサの検出値Pc、Pbに基づいて、実際の第1、第2調整液圧Pc、Pbが、前輪、後輪目標液圧Ptf、Ptrに近づき、一致するよう、液圧フィードバック制御が実行される。
上述した様に、制動制御装置SCでは、「Pb≧Pc」の範囲で、第1調整液圧Pb、及び、第2調整液圧Pcが、独立、且つ、別々に調整される。調圧制御の通常処理時には、制動力の前後配分が考慮された上で、回生協調制御が実行される。具体的には、操作量Ba(又は、要求減速度Gj)の増加に従って、「ジェネレータGNによる前輪WHfの回生制動力Fgのみ」→「(前輪WHfの回生制動力Fg)+(第1調整液圧Pbによる後輪WHrの摩擦制動力Fmr)」→「(前輪WHfの回生制動力Fg)+(第2調整液圧Pcによる前輪WHfの摩擦制動力Fmf)+(後輪WHrの摩擦制動力Fmr)」の順で制動力の発生状態が遷移される。これにより、前輪WHfに回生ジェネレータGNを備えた車両において、回生可能なエネルギが十分に確保されるとともに、制動力の前後配分が適正にされるため、車両の減速性、安定性が確保され得る。
<調圧制御の急制動処理>
図4のフロー図を参照して、第1の実施形態に対応した、調圧制御の急制動処理について説明する。急制動処理は、制動操作部材BPが急操作された場合、障害物との衝突の可能性が高く、自動制動制御において急制動が要求される場合等において実行される。
ステップS410にて、要求制動力Fdに基づいて、目標液圧Ptが演算される。ここで、要求制動力Fdは、操作量Baに基づいて演算された要求制動力Fu、及び、要求減速度Gjに基づいて演算された要求制動力Fjのうちで、大きい方の状態量である。制動装置の諸元(マスタシリンダCM、ホイールシリンダCWの受圧面積、回転部材KTの有効制動半径、摩擦材の摩擦係数等)は既知であるため、要求制動力Fdが該諸元に基づいて、目標液圧Ptに変換される。なお、急制動処理時には、回生協調制御は実行されず、回生制動力Fgは、「0」にされる。
ステップS420にて、電気モータMTが、その最大出力で駆動される。即ち、駆動回路DRのスイッチング素子に、通電可能な最大電流が流される。ステップS430にて、第1調圧弁UBが全開状態に駆動される。つまり、後輪目標液圧Ptrが或る値に演算されていても、常開型の第1調圧弁UBには通電が行われない。ステップS440にて、常開型の第2調圧弁UCがフル通電されて、全閉状態に駆動される。
車両減速において、前輪WHfの制動力Ffの寄与度は、後輪WHrの制動力Frの寄与度に比較して、格段に高い。これは、車両の減速に起因して、前輪WHfの荷重(垂直力)は増加し、後輪WHrの荷重が減少することに基づく。また、後輪WHrの制動力Frが過大になると、車両の方向安定性が損なわれ易いため、前輪制動力Ffが後輪制動力Frよりも大きくなるよう、前輪ホイールシリンダCWfの受圧面積が、後輪ホイールシリンダCWrの受圧面積よりも大きく設定されている。このため、前輪ホイールシリンダCWfの消費液量は相対的に大である。ここで、「消費液量」は、車輪周りに配置された、キャリパ、液圧配管(流体路)、摩擦部材等の部材の剛性(変形)によって消費される制動液BFの体積である。前輪ホイールシリンダCWfの制動液圧Pwfが急増されるためには、先ず、前輪ホイールシリンダCWfの消費液量に相当する分の制動液BFが供給され、その後、更に制動液BFが供給されることによって、前輪制動液圧Pwfの増加が開始される。
制動制御装置SCでは、制動液BFの還流路(A)に複数の調圧弁UB、UCが直列に配置され、これらによって、前後輪の制動液圧Pwf、Pwrが個別に調整される。そして、急制動が判定された場合に実行される急制動処理では、電気モータMTが最大出力で駆動され、電動ポンプDNの吐出可能な最大流量で、制動液BFが供給される。第2調圧弁UCが全閉にされているため、流体ポンプHPが吐出する制動液BFの全量が、サーボ室Rs、又は、後輪ホイールシリンダCWrに供給される。更に、第1調圧弁UBが全開にされているため、サーボ室Rsには可能な限り多量な制動液BFが供給される。換言すれば、第2調圧弁UCが全閉状態にされているため、流体ポンプHPが吐出する制動液BFの全量が、前輪、後輪液圧Pwf、Pwrの調圧に利用される。加えて、第1調圧弁UBが全開状態にされているため、前輪液圧Pwfを調圧するために可能な限り多量な制動液BFが供給される。車両の急制動が必要な場合には、前輪液圧Pwf(結果、前輪制動力Ff)が効率的に増加され、素早く車両が減速され得る。
なお、上記のステップS410の処理では、「Fg=0」に決定され、回生協調制御は禁止されたが、ジェネレータGNによる回生制動は行われてもよい。この場合であっても、電気モータMTは最大出力で駆動され、第1調圧弁UBが全開状態のままにされ、第2調圧弁UCが全閉状態に駆動される。急制動処理によって、前輪制動液圧Pwfの昇圧応答性が向上され、車両の急減速が達成され得る。
<制動制御装置SCの第2実施形態>
図5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2の実施形態でも、2系統流体路として、前後型のものが採用されている。上記同様、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。各車輪に係る記号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。記号末尾の添字「i」〜「l」は省略され得る。この場合には、各記号は、4つの各車輪の総称を表す。前後型の制動系統に係る記号の末尾に付された添字「f」、「r」は、それが前後輪の何れの系統に関するものであるかを示す包括記号であり、「f」は前輪系統、「r」は後輪系統を示す。記号末尾の添字「f」、「r」は省略され得る。この場合には、各記号は、2つの各制動系統の総称を表す。また、流体路において、ホイールシリンダCWから遠い側が「上部」、ホイールシリンダCWに近い側が「下部」と称呼される。還流路(A)において、流体ポンプHPの吐出部に近い側が「上流側」、遠い側が「下流側」とされる。
第1の実施形態では、前輪WHfにジェネレータGNを備える車両において、第1調整液圧Pbが、第1供給流体路HBを介して、後輪ホイールシリンダCWrに導入され、第2調整液圧Pc(≦Pb)が、第2供給流体路HCを介して、サーボ室Rsに供給された。第2の実施形態は、後輪WHrにジェネレータGNを備える車両に適用される。従って、第1調整液圧(第1液圧)Pb(≧Pc)が、第1供給流体路HB(第1調圧弁UBの上流側部位Bnにて調圧流体路HAから分岐された流体路)を介して、サーボ室Rsに供給される。また、第2調整液圧(第2液圧)Pcが、第2供給流体路HC(第1調圧弁UBの下流側部位Boにて調圧流体路HAから分岐された流体路)を介して、後輪ホイールシリンダCWrに供給される。
調圧制御の通常処理時には、第1、第2調整液圧Pb、Pcによって、後輪液圧Pwr、及び、前輪液圧Pwfが、個別に調整される。具体的には、操作量Ba(又は、要求減速度Gj)の増加に従って、「ジェネレータGNによる後輪WHrの回生制動力Fgのみ」→「(第1調整液圧Pbによる前輪WHfの摩擦制動力Fmf)+(後輪WHrの回生制動力Fg)」→「(第2調整液圧Pcによる前輪WHfの摩擦制動力Fmf)+(後輪WHrの回生制動力Fg)+(後輪WHrの摩擦制動力Fmr)」の順で制動力の発生状態が遷移される。これにより、後輪WHrにジェネレータGNを備える車両において、回生可能なエネルギが十分に確保されるとともに、制動力の前後配分が適正にされるため、車両の減速性、安定性が確保され得る。
<調圧制御の急制動処理>
図6のフロー図を参照して、第2の実施形態に対応した、調圧制御の急制動処理について説明する。第2の実施形態に対応した急制動処理も、制動操作部材BPの急操作時、或いは、障害物への衝突の蓋然性が高く、自動制動制御の急制動要求時において実行される。
ステップS510にて、要求制動力Fd(要求制動力Fu、及び、要求制動力Fjのうちの大きい方)に基づいて、目標液圧Ptが演算される。制動装置の諸元に基づいて、要求制動力Fdが目標液圧Ptに変換演算される。急制動処理時には、回生協調制御は実行されず、「Fg=0」にされる。
ステップS520にて、電気モータMTが、最大出力で駆動される。ステップS530にて、第1調圧弁UBが全閉状態に駆動される。つまり、常開型の第1調圧弁UBがフル通電されて、全閉状態に駆動される。これにより、第1調圧弁UBへの下流側には、制動液BFが流されない。このため、ステップS540では、常開型の第2調圧弁UCには通電が行われず、全開状態にされる。
上記同様、車両減速において、前輪制動力Ffの寄与度は、後輪制動力Frの寄与度に比較して、極めて大である。先ず、急制動処理(急制動が判定された場合に実行される調圧制御処理)では、電気モータMTが最大出力で駆動され、電動ポンプDNから、制動液BFが最大流量で吐出される。第1調圧弁UBが全閉状態に駆動されているため、流体ポンプHPが吐出する制動液BFの全量が、サーボ室Rsに供給される。つまり、吐出された制動液BFは、後輪ホイールシリンダCWrには供給されず、流体ポンプHPが吐出する制動液BFの全量が、前輪液圧Pwfを調圧するために利用される。後輪WHrにジェネレータGNが設けられた車両においても、急制動処理によって、前輪WHfの制動液圧Pwf(結果、前輪制動力Ff)が効率的に増加され、迅速な車両減速が達成される。
ステップS410と同様に、ステップS510でも、ジェネレータGNによる回生制動が行われてもよい。この場合であっても、電気モータMTは最大出力で駆動され、第1調圧弁UBが全閉状態に駆動される。電動ポンプDNからの制動液BFが全てサーボ室Rsに供給されるため、前輪制動液圧Pwfの昇圧応答性が向上され、車両の急減速が効率的に達成され得る。
なお、第1調圧弁UBの最大差圧が低く設定される場合には、第1調圧弁UBが閉弁(全閉駆動)されても、最大差圧で第1調圧弁UBがリリーフ(自動的な開弁)されることが生じ得る。該状況を回避するため、ステップS540のカッコ書きで示すように、第1調圧弁UBに加えて、第2調圧弁UCも閉弁(全閉駆動)される。ここで、「最大差圧」は、第1調圧弁UBが達成可能な、第1液圧Pbと第2液圧Pcとの液圧差である。第1液圧Pbが、第1調圧弁UBの最大差圧を超過したとしても、第2調圧弁UCが全閉状態にされているため、電動ポンプDNからの制動液BFが効果的にサーボ室Rsに供給され、結果、上記同様の効果を奏する。