JP4239737B2 - 液圧制御装置および車両用制動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、液圧制御装置及び車両用制動制御装置に関し、特に電磁制御弁に供給すべき電流を制御する技術に関する。

自動車等の車両用の制動装置として、油圧導管の途中にモータ駆動されるオイルポンプを設け、そのオイルポンプの吐出側の作動液をアキュムレータに蓄積してアキュムレータ圧を高圧に保つものが知られている。この高圧の作動液は、運転者のブレーキペダル操作に応じ、各輪に設けられた制御弁のうち増圧弁を介してホイールシリンダに導入され、所望の制動力が発揮される。この場合、ブレーキペダル操作に応じて、まず所望の制動力に対応した目標油圧が決定され、これらの制御弁の開閉により、実際の油圧が目標油圧に近づくよう制御される（例えば特許文献１、２参照）。
特開平１０−２７８７６４号公報 特開平１０−２５８７１９号公報

電子制御ブレーキシステムなどの車両用制動制御装置においては、現実のホイールシリンダ圧である制御油圧が目標油圧の変化に対する応答性に加えて、追従性を有するよう制御されなければならない。すなわち、制御油圧は目標油圧の変化に即座に反応し、かつ、目標油圧から乖離しないように制御されることが望ましい。

しかし、従来の制御方法であるＰＩＤ制御（比例性：Proportional、積分性：Integral、微分性：Differential）や、フィードフォワード制御だけでは、この２つの目的を同時に満足することは非常に困難である。

上記課題を解決するために、本発明の液圧制御装置は、目標液圧と制御液圧との偏差に基づく指令電流に応じて開度が調整され、液圧を増加あるいは減少のいずれか一方に制御する制御弁に前記指令電流を供給する装置であって、前記指令電流の電流値を決定する指令電流決定手段を有し、前記指令電流決定手段は、前記目標液圧と前記制御液圧との偏差の減少度が所定値以上である場合には、前記制御弁に供給される前記指令電流の増加方向と減少方向での電流−流量のヒステリシス特性により定まるヒステリシス補正値分を前記指令電流から減じる。

上記課題を解決するために、本発明の液圧制御装置は、目標液圧と制御液圧との偏差に基づく指令電流に応じて開度が調整され、液圧を増加あるいは減少のいずれか一方に制御する制御弁に前記指令電流を供給する装置であって、前記制御弁に供給される前記指令電流の増加方向と減少方向での電流−流量のヒステリシス特性により定まるヒステリシス補正値に基づき、前記指令電流の電流値を決定する指令電流決定手段を有する。

本発明のある態様において、前記指令電流決定手段は、前記目標液圧と前記制御液圧との偏差が所定値以下となった場合に、前記ヒステリシス補正値分を加減算することにより前記指令電流の電流値を決定する。液圧制御装置が指令電流を増加方向から減少方向に反転させる場合には、ヒステリシス値分の電流値を減算して指令電流値を決定してもよい。また、液圧制御装置が指令電流を減少方向から増加方向に反転させる場合には、ヒステリシス値分の電流値を加算して指令電流値に決定してもよい。

本発明の別の態様は、目標液圧と制御液圧との偏差に基づく指令電流に応じて開度が調整され、液圧を増加あるいは減少のいずれか一方に制御する制御弁に前記指令電流を供給する液圧制御装置であって、目標液圧と制御液圧との偏差を検出する手段と、前記検出した偏差に基づく帰還補正値を計算する手段と、前記計算した帰還補正値の減少度を計算する手段と、前記計算した減少度が所定値以上である場合には、所定の電流値を減じて前記指令電流の電流値を決定する指令電流決定手段を備える。前記指令電流決定手段は、前記制御弁に供給される前記指令電流の増加方向と減少方向での電流−流量のヒステリシス特性から定まるヒステリシス補正値に基づいて、前記所定の電流値を定めてもよい。

本発明の別の態様は、目標液圧と制御液圧との偏差に基づく指令電流に応じて開度が調整され、液圧を増加あるいは減少のいずれか一方に制御する制御弁に前記指令電流を供給する液圧制御装置であって、目標液圧と制御液圧との偏差を検出する手段と、前記検出した偏差に基づく帰還補正値を計算する手段と、前記計算した帰還補正値の減少度を計算する手段と、前記計算した減少度が所定値以上である場合には、所定の電流値を減じて前記指令電流の電流値を決定する指令電流決定手段を備える。

本発明の別の態様は、目標液圧と制御液圧との偏差に基づく指令電流に応じて開度が調整され、液圧を増加あるいは減少のいずれか一方に制御する制御弁に前記指令電流を供給する液圧制御装置であって、目標液圧と制御液圧との偏差を検出する手段と、前記検出した偏差に基づく帰還補正値を計算する手段と、前記計算した帰還補正値の減少度を計算する手段と、前記計算した減少度が所定値以上である場合には、前記制御弁に供給される前記指令電流の増加方向と減少方向での電流−流量のヒステリシス特性により定まるヒステリシス補正値分を前記指令電流から減じる指令電流決定手段を備える。前記指令電流決定手段は、前記計算した減少度が大きいほど、前記ヒステリシス補正値が更に大きくなるように調整してもよい。前記帰還補正値の減少度が大きい場合には、制御液圧が目標液圧に対して急接近していると考えられることから、液圧制御装置は指令電流を特に抑制する必要がある。したがって、前記帰還補正値が所定期間において大きく減少している場合には、液圧制御装置は指令電流を特に大きく減じてやれば、オーバーシュートの回避に効果的である。

本発明のある態様において、前記指令電流決定手段は、前記計算した減少度に基づいて、前記所定の電流値を定める。前記帰還補正値の減少度が大きい場合には、制御液圧が目標液圧に対して急接近していると考えられることから、液圧制御装置は指令電流を特に抑制する必要がある。したがって、前記帰還補正値が所定期間において大きく減少している場合には、液圧制御装置は指令電流を特に大きく減じてやれば、オーバーシュートの回避に効果的である。

以上の構成の液圧制御装置によれば、制御液圧の目標液圧の変化に対する高応答性を確保しつつも、オーバーシュートを回避できる。更に、その結果として、制御液圧の目標液圧に対する追従性が高まる。

本発明の更に別の態様は、上述の態様における液圧制御装置を有し、当該液圧制御装置によって制動制御用の作動液の液圧を制御するよう構成したことを特徴とする車両用制動制御装置である。これらの液圧制御装置により、車両の制動制御を行えば、以上の効果を車両にて享受することができる。

本発明の液圧制御装置および車両用制動制御装置によれば、目標液圧の変化に対し、制御液圧が高い応答性と追従性を有するよう制御できる。

まず、実施の形態に係る油圧システム１００と電子制御ユニット２００の全体構成を説明する。なお、以下の説明において、電子制御ユニット２００単独で制動制御装置と捉えてもよいし、油圧システム１００またはその一部と電子制御ユニット２００の組合せを制動制御装置と捉えてもよい。

図１は油圧システム１００の構成を示す。油圧システム１００は主にアクチュエータ８０とアクチュエータ８０以外のマスタシリンダ１４などを備える。

ブレーキペダル１２にはその踏み込み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。マスタシリンダ１４は、運転者によるブレーキペダル１２の踏み込み操作に応じ、作動液であるブレーキオイルを圧送する。ブレーキペダル１２とマスタシリンダ１４との間にはドライストロークシミュレータ１３が設けられている。

マスタシリンダ１４には右前輪用のブレーキ油圧制御導管１６及び左前輪用のブレーキ油圧制御導管１８の一端が接続され、これらのブレーキ油圧制御導管はそれぞれ、右前輪及び左前輪の制動力を発揮する右前輪用及び左前輪用のホイールシリンダ２０ＦＲ、２０ＦＬに接続されている。右前輪用及び左前輪用のブレーキ油圧制御導管１６、１８の途中にはそれぞれ通常は開状態（以下これを「常開型」という）の右電磁開閉弁２２ＦＲ及び左電磁開閉弁２２ＦＬが間挿され、また、それぞれ右前輪側及び左前輪側のマスタシリンダ圧を計測する右マスタおよび左マスタ圧力センサ４８ＦＲ、４８ＦＬが設けられている。

マスタシリンダ１４にはリザーバタンク２６が接続され、また、開閉弁２３を介してウェットストロークシミュレータ２４が接続され、リザーバタンク２６には油圧給排導管２８の一端が接続される。油圧給排導管２８にはモータ３２により駆動されるオイルポンプ３４が設けられている。オイルポンプ３４の吐出側は高圧導管３０になっており、アキュムレータ５０とリリーフバルブ５３が設けられている。アキュムレータ５０はオイルポンプ３４によって例えば１６〜２１．５ＭＰａという範囲（以下「制御範囲」という）の高圧にされたブレーキオイルを蓄積する。リリーフバルブ５３は、アキュムレータ圧が異常に高く、例えば３０ＭＰａといった高圧になったとき開き、油圧給排導管２８へ高圧のブレーキオイルを逃がす。

高圧導管３０にはアキュムレータ圧を計測するアキュムレータ圧センサ５１が設けられる。後述の電子制御ユニット２００はアキュムレータ圧センサ５１の出力であるアキュムレータ圧を入力し、このアキュムレータ圧が制御範囲に収まるよう増圧、減圧等の制御をする。

高圧導管３０は、それぞれ通常は閉じた状態（これを「常閉型」という）にあり、必要なときに増圧用に利用される電磁流量制御弁、すなわち増圧弁４０ＦＲ、４０ＦＬ、４０ＲＲ、４０ＲＬを介し、右前輪のホイールシリンダ２０ＦＲ、左前輪のホイールシリンダ２０ＦＬ、右後輪用のホイールシリンダ２０ＲＲ、左後輪用のホイールシリンダ２０ＲＬに接続されている。

右前輪のホイールシリンダ２０ＦＲと左前輪のホイールシリンダ２０ＦＬは、それぞれ常閉型で、必要なときに減圧用に利用される電磁流量制御弁、すなわち減圧弁４２ＦＲ、４２ＦＬを介して油圧給排導管２８へ接続されている。また、右後輪用のホイールシリンダ２０ＲＲ、左後輪用のホイールシリンダ２０ＲＬは、それぞれ常開型の減圧弁４２ＲＲ、４２ＲＬを介して油圧給排導管２８へ接続されている。

右前輪、左前輪、右後輪、左後輪のホイールシリンダ２０ＦＲ、２０ＦＬ、２０ＲＲ、２０ＲＬ付近には、それぞれシリンダ内の油圧を計測する右前輪用、左前輪用、右後輪用、左後輪用の圧力センサ４４ＦＲ、４４ＦＬ、４４ＲＲ、４４ＲＬが設けられている。

電子制御ユニット２００は、電磁開閉弁２２ＦＲ、２２ＦＬ、モータ３２、４個の増圧弁４０ＦＲ、４０ＦＬ、４０ＲＲ、４０ＲＬ、および４個の減圧弁４２ＦＲ、４２ＦＬ、４２ＲＲ、４２ＲＬを制御する。電子制御ユニット２００はマイクロコンピュータによる演算ユニット２０２、各種制御プログラムを格納するＲＯＭ２０４、およびデータ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用されるＲＡＭ２０６を備える。

詳細は図示しないが、演算ユニット２０２には、右前輪用、左前輪用、右後輪用、左後輪用の圧力センサ４４ＦＲ、４４ＦＬ、４４ＲＲ、４４ＲＬより、それぞれ、右前輪のホイールシリンダ２０ＦＲ内の圧力信号、左前輪のホイールシリンダ２０ＦＬ内の圧力信号、右後輪用のホイールシリンダ２０ＲＲ内の圧力信号、左後輪用のホイールシリンダ２０ＲＬ内の圧力信号（以下、総括的にホイールシリンダ圧信号という）が入力され、ストロークセンサ４６よりブレーキペダル１２の踏み込みストロークを示す信号（以下ストローク信号という）が入力され、右マスタおよび左マスタ圧力センサ４８ＦＲ、４８ＦＬよりマスタシリンダ圧を示す信号（以下マスタシリンダ圧信号という）、アキュムレータ圧センサ５１よりアキュムレータ圧を示す信号（以下アキュムレータ圧信号という）が入力される。

電子制御ユニット２００のＲＯＭ２０４は所定の制動制御フローを記憶している。演算ユニット２０２はストローク信号とマスタシリンダ圧信号に基づき車輌の目標減速度を演算し、演算された目標減速度に基づき各輪の目標ホイールシリンダ圧を演算し、各輪のホイールシリンダ圧が目標ホイールシリンダ圧になるよう制御する。

ＲＯＭ２０４はさらに、所定のアキュムレータ圧制御フローを記憶している。演算ユニット２０２はアキュムレータ圧が制御範囲の下限値未満であるときにはオイルポンプ３４を駆動してアキュムレータ圧を昇圧し、アキュムレータ圧が制御範囲の上限値よりも高いときにはオイルポンプ３４を停止させる。

以上の構成における制動制御の概要を説明する。まず、運転者がイグニションスイッチをオンにする前、すなわち各電磁弁に対する通電前においては、各電磁弁は内蔵しているバネの付勢力により、図１の状態にある。このとき、マスタシリンダ１４から大気圧のブレーキオイルが右および左電磁開閉弁２２ＦＲ、２２ＦＬを介して、それぞれ右前輪と左前輪のホイールシリンダ２０ＦＲ、２０ＦＬに達している。一方、右後輪と左後輪のホイールシリンダ２０ＲＲ、２０ＲＬにも、油圧給排導管２８と常開型の減圧弁４２ＲＲ、４２ＲＬを介して、リザーバタンク２６内の油圧と同じ大気圧のブレーキオイルが到達している。この時点では、４つすべてのホイールシリンダ圧が大気圧であり、制動力は発生しない。ただし、通電前であっても、運転者がブレーキペダル１２を踏めば、その踏込力に応じた制動力が右前輪と左前輪のホイールシリンダ２０ＦＲ、２０ＦＬに直接作用し、これら右前輪と左前輪には制動力が生じる。

運転者がイグニションスイッチをオンすると、必要に応じてモータ３２が作動し、アキュムレータ圧が制御範囲に入る。この後、通常走行に入ったときも各電磁弁は図１の状態にある。つづいて、運転者がブレーキペダル１２を踏むと、まずマスタシリンダ１４が押し込まれ、マスタシリンダ１４とリザーバタンク２６の連通が遮断される。また、右および左電磁開閉弁２２ＦＲ、２２ＦＬが閉じられ、開閉弁２３が開かれ、マスタシリンダ１４から右前輪および左前輪のホイールシリンダ２０ＦＲ、２０ＦＬへの大気圧のブレーキオイルの連通が遮断される。また、右後輪用、左後輪用の減圧弁４２ＲＲ、４２ＲＬが閉じられ、４個の増圧弁４０ＦＲ、４０ＦＬ、４０ＲＲ、４０ＲＬが開けられる。各電磁弁の開度は、後述する各種演算を経て算出された各輪の目標ホイールシリンダ圧をもとに制御される。

図２は制動制御の際に演算する目標液圧Ｐｒｅｆと制御の結果出力される制御液圧Ｐｗｃの様子を示す。同図の制御は一般的なものであり、同図に本実施の形態に特徴的な処理は明示的には現れないが、後述のごとく、本実施の形態の制御は増圧モード、減圧モード、保持モードに関連するため、まず制動制御の概要を述べる。なお、同図は見やすさのために制御液圧Ｐｗｃの振る舞いを比較的緩やかに描いている。一般には、制御液圧Ｐｗｃの曲線は同図のものよりも小刻みに変動する。

図２において、横軸は時間、縦軸は液圧である。目標油圧Ｐｒｅｆは後述のごとく制動要求から各種演算を経て各輪の目標ホイールシリンダ圧Ｐｒｅｆとして定まる。一方、制御油圧Ｐｗｃは現実のホイールシリンダ圧Ｐｗｃである。この制御には、目標油圧Ｐｒｅｆを中心に含み、下限圧Ｐｌと上限圧Ｐｕで定まる幅を不感帯として設ける。制御油圧Ｐｗｃが不感帯に入っているときは増圧も減圧もせず、保持モードとして各制御弁を閉じておく。制御油圧Ｐｗｃが不感帯の下限圧Ｐｌを下回れば増圧弁を開け、制御油圧Ｐｗｃを高める。これが増圧モードである。逆に、制御油圧Ｐｗｃが不感帯の上限圧Ｐｕを上回れば減圧弁を開け、制御油圧Ｐｗｃを下げる。これが減圧モードである。

図３は、図２の制動制御を実施するプログラムの処理の流れを示す。この制動制御フローは所定の時間間隔で継続的に実行される。制動制御に先立ち、運転者がブレーキペダル１２を踏んだとき、まず右および左電磁開閉弁２２ＦＲ、２２ＦＬが閉じられ、開閉弁２３が開かれ、マスタシリンダ１４から右前輪および左前輪のホイールシリンダ２０ＦＲ、２０ＦＬへの大気圧のブレーキオイルの連通、およびマスタシリンダ１４とリザーバタンク２６の連通が遮断される。この状態を初期状態として、まずストローク信号が読み込まれ（Ｓ３０）、マスタシリンダ圧信号が読み込まれ（Ｓ３２）、これらの信号から演算ユニット２０２によって既知の手法で目標減速度が演算される（Ｓ３４）。

つづいて演算ユニット２０２は、目標減速度に対する各輪の目標液圧Ｐｒｅｆ、すなわち目標ホイールシリンダ圧Ｐｒｅｆを既知の手法で演算し（Ｓ３６）、各輪のホイールシリンダ２０ＦＲ、２０ＦＬ、２０ＲＲ、２０ＲＬ内の液圧Ｐｗｃを圧力センサ４４ＦＲ、４４ＦＬ、４４ＲＲ、４４ＲＬから読み込み（Ｓ３８）、目標ホイールシリンダ圧Ｐｒｅｆと現実のホイールシリンダ圧Ｐｗｃの差から制動制御のモードを決定する（Ｓ４０）。つぎに、決定された制動制御のモードに従ってリニア弁の制御がなされる（Ｓ４２）。なお、Ｓ３６で目標ホイールシリンダ圧Ｐｒｅｆが求まれば、既知の手法でフィードフォワード制御が可能になるが、本実施の形態では主にフィードバック制御が関係するため、以下、制動制御としてフィードバック制御を考える。

本発明の対象は、増圧弁４０ＦＲ、４０ＦＬ、４０ＲＲ、４０ＲＬおよび、減圧弁４２ＦＲ、４２ＦＬ、４２ＲＲ、４２ＲＬの８つのリニア弁であり、以下、これらをまとめて制御弁とよぶ。

図４は、制御弁のうち、常閉型のリニア弁である増圧弁４０ＦＲ、４０ＦＬ、４０ＲＬ、４０ＲＲと、常閉型の減圧弁４２ＦＲ、４２ＦＬにおける指令電流と制御弁が出力する油量である出力油量の関係を示す図である。図５は、制御弁のうち、常開型のリニア弁である減圧弁４２ＲＬおよび４２ＲＲにつき、同様の関係について示す図である。各制御弁の出力油量に基づいて、各ホイールシリンダの制御油圧が定まる。なお、図４、図５および後に掲げる図９においては、指令電流と出力油量の関係を直線的に示すが、これらは、発明の本質を説明するために理想化したものであることは、当業者には理解されるところである。

まず、図４に示すように、常閉型の制御弁に指令電流Ｉｏが供給されると、制御弁は開弁をはじめる（以下、常閉型の制御弁が開弁を開始するときの指令電流値を「開弁電流値」とよぶ）。以降、指令電流の増加に伴って、制御弁の開度が大きくなり、出力油量も増加する。制御弁に供給される指令電流が増加から減少に転じても即座に制御弁の開度が減少し始めるのではない。通常、制御弁には弁の摺動摩擦や、電磁開閉弁としての磁気ヒステリシスに起因するヒステリシス特性が存在する。したがって、ヒステリシス値分、指令電流が低下するまでは制御弁の出力油量は固定されたままとなる。

図５は常開型の制御弁の指令電流−出力油量の特性を示す図であり、常開型のため指令電流が供給されていない状態でも出力油量が存在する。この制御弁に指令電流Ｉｃが供給されると、制御弁の開度は減少しはじめる。以降、指令電流の増加に伴って、制御弁の開度は減少し、出力油量も減少する。電子制御ユニット２００が指令電流を増加方向から減少方向に変化させても、即座に制御弁の開度は増加しない。これも常閉型の制御弁と同じく、制御弁のヒステリシス特性によるものである。

いずれの場合においても、同一の出力油量に対し、指令電流の増加時と減少時においては、指令電流の電流値が異なる。すなわち、電子制御ユニット２００が指令電流の増減方向を反転させても、制御弁の開度は即応的に制御されるものではない。本発明の液圧制御装置は、このヒステリシス特性を考慮して制御弁を制御するものであるが、その説明に先立ち、まず、従来の制御方法における問題点について確認する。

ある目標値に対して制御対象を追従させるための一般的なフィードバック制御においては、制御装置は制御対象の出力をもとに入力の調整を行う。すなわち、制御系は、
１．制御装置が制御対象の実際の出力値と目標値との偏差を検出
２．制御装置は検出した偏差を解消すべく、その偏差に基づく調整量を入力値に付加
３．新たな入力値に基づいて制御対象が出力
というプロセスを繰り返す。このとき、制御装置は、偏差検出と調整量の付加のサイクルと制御対象が実際に反応するまでの時間差を考慮して、検出した偏差に対して、何らかの係数を乗じたものを調整量とするのが一般的である。

以下、常閉型の増圧弁を例として説明する。なお、図６から図８においては、電流の制御を理想化しており、たとえば実際には制御電流の立ち上がりは垂直ではないが、これらは、発明の本質を説明するために理想化したものであることは、当業者には理解されるところである。

図６は、従来のＰＩＤ制御による液圧制御装置においてフィードバックゲインを小さく設定した場合の、目標油圧に対する制御油圧および指令電流の関係を示した図である。電子制御ユニット２００は、目標油圧の上昇にともない、図４に示した開弁電流値Ｉｏの指令電流の供給を指示し、制御弁は開弁しはじめる。制御弁の開弁にともなって出力油量が増大し、制御油圧が上昇している。目標油圧と制御油圧の偏差が時間と共に拡大しているため、電子制御ユニット２００は更に指令電流を増加させる。しかし、フィードバックゲインが小さいために、目標油圧の増加に比べて制御油圧の増加は緩やかであり、時間の経過と共に目標油圧と制御油圧との偏差が増大している。すなわち、目標油圧に対する制御油圧の応答遅れが生じている。

一方、図７は、従来のＰＩＤ制御よる液圧制御装置においてフィードバックゲインを大きく設定した場合の、目標油圧に対する制御油圧および指令電流の関係を示した図である。電子制御ユニット２００は、目標油圧の上昇にともない、図４に示した開弁電流値Ｉｏの指令電流の供給を指示し、制御弁は開弁しはじめる。フィードバックゲインを大きく設定しているため、図６の場合と比べて制御油圧の増加は急峻であり、目標油圧の増加に対する制御油圧の応答性は改善されている。

制動初期においては、このフィードバックゲインの大きさゆえに制御油圧は高い応答性を示す。しかし、そのトレードオフとして、制御油圧が目標油圧に対してオーバーシュートを起こしやすいという問題がある。制御油圧が目標油圧の不感帯を突き抜けてオーバーシュートすれば、液圧制御装置はすぐに減圧モードに入らざるをえず、結果として、各制御弁は頻繁に開閉を繰り返す。車両用制動制御装置の場合には、制御弁の頻繁な開閉は振動や騒音の原因となり、また制御弁の耐用性の面でも望ましくない。

図８は、実施の形態における液圧制御装置の目標油圧に対する制御油圧および指令電流の関係を示した図である。更に具体的な制御方法については後に詳述するものとし、まず制御の概要を説明する。同図に示すように、制動初期においては、フィードバックゲインを大きく設定しているため、制御油圧は目標油圧の変化に対して高い応答性を示す。また、制御油圧が目標油圧に近づいた段階で、電子制御ユニット２００は指令電流をステップ状に減少させ、オーバーシュートを回避させている。

図９は、常閉型の増圧弁における指令電流と出力油量の関係を再掲した図である。同図を用いて、図８の制御を説明する。図９では、電子制御ユニット２００は指令電流をＩａまで増加させた後に（Ａ点）、Ｉｂにまで減少させている（Ｂ点）。このＡ点からＢ点に至るに際し、出力油量はＱａからＱｂに減少する。Ａ点からＢ点までにはＩａ−Ｉｘに相当するヒステリシス値が存在する。したがって、出力油量をＱａからＱｂに減少させるためには、電子制御ユニット２００は、そのヒステリシス値分を考慮してＩａ−Ｉｂに相当する電流を減少させる必要がある。

図６および図７に示した、従来のＰＩＤ制御は、目標油圧と制御油圧との偏差に基づく一般的なフィードバック制御であって、制御弁に特有のヒステリシス特性を考慮した制御ではない。電子制御ユニット２００が指令電流の増減方向を反転させても、このヒステリシス値の存在がバッファ領域となり、指令電流値の増減反転がそのまま制御弁の開度、ひいては制御油圧の変化に直結しない。すなわち、ヒステリシス値は、目標油圧に対する制御油圧の応答遅れの一因となるものである。したがって、電子制御ユニット２００がこれを考慮して指令電流を制御することにより、制御油圧を制御する上での応答性を高めることができる。特に、制御油圧が目標油圧に急接近してオーバーシュートを起こす可能性が高い場合、すなわち、制御油圧の増加を急いで抑制しなければならない場合に有効である。これは電子制御ユニット２００が、指令電流を増加方向から減少方向に転じさせる場合だけでなく、減少方向から増加方向に転させる場合であっても、このヒステリシス値を考慮した制御を行うことには、同様に有効である。

図１０は、液圧制御装置の機能ブロック図である。ここに示すほとんどの機能は、図１の電子制御ユニット２００が実現するものである。演算ユニット２０２は目標油圧Ｐｒｅｆを所定の時間間隔でサンプリングする。同図でＮはサンプリング時刻を示すものであり、Ｐｒｅｆ（Ｎ）とは、あるサンプリング時刻Ｎにおいてサンプリングされた目標油圧Ｐｒｅｆを示す。フィードフォワード制御部３０２は、サンプリング時刻Ｎにおけるアキュムレータ圧Ｐａｃｃ（Ｎ）から目標油圧Ｐｒｅｆ（Ｎ）を減算した結果を入力値として、既知の方法により、学習によって前もって計算された定数を用いてフィードフォワード電流値ｌｉ（Ｎ）を出力する。

一方、目標油圧Ｐｒｅｆ（Ｎ）からサンプリング時刻Ｎにおいてサンプリングされた制御油圧である制御油圧Ｐｗｃ（Ｎ）を減じた値は誤差油圧ｅ（Ｎ）として、ＰＩＤ制御部３００への入力値となる。ＰＩＤ制御部３００はこの誤差油圧ｅ（Ｎ）の値をもとに、既知の方法により、比例、積分、微分の各演算を既定のゲイン定数を用いて、フィードバック電流ｆｉ（Ｎ）の値を計算する。保持部３０４は、計算されたフィードバック電流ｆｉ（Ｎ）を一時的に記憶する。ヒステリシス演算部３０６は、ＰＩＤ制御部３００から出力されたフィードバック電流ｆｉ（Ｎ）と、保持部３０４が記憶するサンプリング時刻Ｎ−１におけるフィードバック電流ｆｉ（Ｎ−１）を入力値として後述するヒステリシス演算を行い、ヒステリシス補正電流値ｈｙｓ＿ｉ（Ｎ）を計算して出力する。

こうして得られた、フィードフォワード電流値ｌｉ（Ｎ）とフィードバック電流値ｆｉ（Ｎ）を加えたものから、ヒステリシス補正電流値ｈｙｓ＿ｉ（Ｎ）を減じて指令電流値ｕ（Ｎ）が電子制御ユニット２００により決定される。制御弁３０８は、この指令電流値ｕ（Ｎ）に基づいて開度を調整する。サンプリング時刻Ｎ＋１において、制御油圧検出部３１０は制御油圧Ｐｗｃ（Ｎ＋１）を検出し、以降、同様の処理を繰り返す。ＰＩＤ制御部３００とフィードフォワード制御部３０２がそれぞれおこなうＰＩＤ制御とフィードフォワード制御は既知の方法である。本発明においては更に、ヒステリシス演算部３０６がヒステリシス演算にもとづいて出力するヒステリシス補正電流値ｈｙｓ＿ｉ（Ｎ）が、指令電流の要素となっている。

図１１は、ヒステリシス演算部３０６のヒステリシス演算の過程を示すフローチャートである。ここでいうヒステリシス演算とは、ヒステリシス演算部３０６がヒステリシス補正電流値ｈｙｓ＿ｉ（Ｎ）を算出するための演算をいう。ヒステリシス演算部３０６はまずＰＩＤ制御部３００よりサンプリング時刻Ｎのフィードバック電流値ｆｉ（Ｎ）を取得する（Ｓ１０）。また、ヒステリシス演算部３０６は保持部３０４からサンプリング時刻Ｎ−１におけるフィードバック電流値ｆｉ（Ｎ−１）を読み出す（Ｓ１２）。

ヒステリシス演算部３０６は、ｆｉ（Ｎ−１）−ｆｉ（Ｎ）を計算して、その計算結果が閾値ｋより大きいか否かを判断する（Ｓ１４）。以下、ｆｉ（Ｎ−１）−ｆｉ（Ｎ）のことをフィードバック電流変化速度とよぶ。ここでフィードバック電流変化速度が大きいとは、誤差油圧ｅ（Ｎ）に基づくフィードバック電流値ｆｉ（Ｎ）が急速に小さくなっていることを意味するため、目標油圧に対して制御油圧が急速に近づいている状況にあると考えられる。閾値ｋは、液圧制御装置の設計者が制御弁の特性に基づいて指定した数値である。

フィードバック電流変化速度が閾値ｋを超える場合には（Ｓ１４のＹ）、ヒステリシス演算部３０６はヒステリシス補正電流値ｈｙｓ＿ｉ（Ｎ）としてゼロでない所定値を設定する（Ｓ１６）。この所定値は、ヒステリシス値そのものであってもよいが、液圧制御装置の設計者がヒステリシス値に基づいて指定した値であってもよい。フィードバック電流変化速度がとくに大きい場合には、オーバーシュートを起こす可能性が高いため、ヒステリシス演算部３０６は、フィードバック電流変化速度の大きさに応じて、ヒステリシス補正電流値ｈｙｓ＿ｉ（Ｎ）が大きくなるように設定してもよい。フィードバック電流変化速度が閾値ｋ以下である場合には（Ｓ１４のＮ）、ヒステリシス演算部３０６は、ヒステリシス補正電流値ｈｙｓ＿ｉ（Ｎ）をゼロに設定する（Ｓ１８）。フィードバック電流変化速度が小さいときは、オーバーシュートの可能性は低いので、電子制御ユニット２００は、制御弁のヒステリシス特性に基づく指令電流制御を行う必要性がないと考えられるからである。

ヒステリシス演算部３０６は、こうして決定したヒステリシス補正電流値ｈｙｓ＿ｉ（Ｎ）を出力し（Ｓ２０）、ｌｉ（Ｎ）＋ｆｉ（Ｎ）−ｈｙｓ＿ｉ（Ｎ）が指令電流値として定まる。

以上述べたように、実施の形態における液圧制御装置は、制御弁における指令電流と出力油量のヒステリシス特性に基づいた制御を行うので、目標油圧の変化に対して制御油圧を高応答に制御しつつも、制御油圧のオーバーシュートを回避させることができる。その結果として、制御油圧の目標油圧に対する追従性も高まる。実施の形態においては、ヒステリシス補正電流値ｈｙｓ＿ｉ（Ｎ）が、指令電流の抑制要素となる場合を説明したが、本発明はこれに限られるものではない。たとえば、図５に示した常開型の減圧弁において、電子制御ユニット２００が指令電流を減少から増加に転じる必要がある場合には、指令電流に対して、たとえばヒステリシス値に相当するヒステリシス補正電流値ｈｙｓ＿ｉ（Ｎ）を加算要素とすることにより、同様に応答性と追従性の向上を実現できる。

以下、本実施の形態の液圧制御装置および車両用制動制御装置と特許請求の範囲の部材との対応関係を例示する。図１の電子制御ユニット２００が、請求項１から３の「指令電流決定手段」に対応する。また、同じく図１の電子制御ユニット２００が、請求項４の「誤差液圧を検出する手段」、「指令電流決定手段」等に対応し、特に、図１０のＰＩＤ制御部３００が「帰還補正値を計算する手段」に、ヒステリシス演算部３０６が、同項の「減少度を計算する手段」に対応する。

以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。なお本発明はこの実施の形態に限定されることなく、そのさまざまな変形例もまた、本発明の態様として有効である。

実施の形態に係る車両用制動制御装置の全体構成図である。 実施の形態において、現実のホイールシリンダ圧を目標ホイールシリンダ圧に合わせるための制動制御を示す図である。 図２の制動制御の処理を示すフローチャートである。 常閉型の制御弁における指令電流−出力油量特性を示す図である。 常開型の減圧弁における指令電流−出力油量特性を示す図である。 従来のＰＩＤ制御（フィードバックゲイン小）における、目標油圧、制御油圧および指令電流の関係を示す図である。 従来のＰＩＤ制御（フィードバックゲイン大）における、目標油圧、制御油圧および指令電流の関係を示す図である。 実施の形態に係る目標油圧、制御油圧および指令電流の関係を示す図である。 図８を説明するための、常閉型の制御弁における指令電流−出力油量特性を示す図である。 液圧制御装置の機能ブロック図である。 ヒステリシス補正電流値の演算処理を示すフローチャートである。

符号の説明

２０ＦＲ ホイールシリンダ、２０ＦＬ ホイールシリンダ、２０ＲＲ ホイールシリンダ、２０ＲＬ ホイールシリンダ、４０ＦＲ 増圧弁、４０ＦＬ 増圧弁、４０ＲＬ 増圧弁、４０ＲＲ 増圧弁、４２ＦＲ 減圧弁、４２ＦＬ 減圧弁、４２ＲＬ 減圧弁、４２ＲＲ 減圧弁、８０ アクチュエータ、１００ 油圧システム、２００ 電子制御ユニット、２０２ 演算ユニット、３００ ＰＩＤ制御部、３０２ フィードフォワード制御部、３０４ 保持部、３０６ ヒステリシス演算部、３１０ 制御油圧検出部。

Claims (4)

1. 目標液圧と制御液圧との偏差に基づく指令電流に応じて開度が調整され、液圧を増加あるいは減少のいずれか一方に制御する制御弁に前記指令電流を供給する液圧制御装置において、
   前記指令電流の電流値を決定する指令電流決定手段を有し、
   前記指令電流決定手段は、前記目標液圧と前記制御液圧との偏差の減少度が所定値以上である場合には、前記制御弁に供給される前記指令電流の増加方向と減少方向での電流−流量のヒステリシス特性により定まるヒステリシス補正値分を前記指令電流から減じることを特徴とする液圧制御装置。
2. 前記指令電流決定手段は、前記目標液圧と前記制御液圧との偏差が所定値以下となった場合に、前記ヒステリシス補正値分を加減算することにより前記指令電流の電流値を決定することを特徴とする請求項１に記載の液圧制御装置。
3. 目標液圧と制御液圧との偏差に基づく指令電流に応じて開度が調整され、液圧を増加あるいは減少のいずれか一方に制御する制御弁に前記指令電流を供給する液圧制御装置において、
   前記偏差を検出する手段と、
   前記検出した偏差に基づく帰還補正値を計算する手段と、
   前記計算した帰還補正値の減少度を計算する手段と、
   前記計算した減少度が所定値以上である場合には、前記制御弁に供給される前記指令電流の増加方向と減少方向での電流−流量のヒステリシス特性により定まるヒステリシス補正値分を前記指令電流から減じる指令電流決定手段と、を備え、
   前記指令電流決定手段は、前記計算した減少度が大きいほど、前記ヒステリシス補正値が更に大きくなるように調整することを特徴とする液圧制御装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の液圧制御装置を有し、当該液圧制御装置によって制動制御用の作動液の液圧を制御するよう構成したことを特徴とする車両用制動制御装置。

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