JP4284818B2 - 車両の液圧制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各車輪のホイールシリンダ内のブレーキ液をモジュレータを介してリザーバに収容することによって減圧し、リザーバ内のブレーキ液をモータ駆動の液圧ポンプによってマスタシリンダ及びモジュレータ間に戻す方式の車両の液圧制御装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
車両の液圧制御装置として種々の装置が知られているが、この中で、ホイールシリンダ内のブレーキ液をモジュレータを介してリザーバに収容することによって減圧すると共に、液圧ポンプによってリザーバ内のブレーキ液をマスタシリンダ及びモジュレータ間に戻すように構成し、アンチスキッド制御を行なう液圧制御装置があり、例えば特開平０９−２６７７３６号公報に開示されている。
【０００３】
上記公報には、アンチロックブレーキ装置において無駄なエネルギー消費を回避するとともに振動や騒音の発生を防止することを目的とし、ブレーキシリンダからリザーバに排出された作動油量を検出又は推定し、この作動油の全量を一定の時間内にマスタシリンダに圧送するようにポンプモータの回転数を制御することが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
然し乍ら、上記公報に記載の装置においては、同公報の図３の最下段に示すようにアンチロック制御中、制御周期毎にポンプモータの回転数が細かく変動するため、モータ駆動音が安定せず音色が変化することになる。これは、確かにエネルギー消費を抑える効果は大であるが、モータの回転数の頻繁な変動に起因する音色の変化が新たな騒音の要因となるので、騒音の発生を防止するという点では十分とは言えない。
【０００５】
そこで、本発明は、アンチスキッド制御中常時液圧ポンプ用のモータを駆動する車両の液圧制御装置において、エネルギー消費を抑えつつモータの回転数を極力一定に維持し、モータの回転に伴う騒音を低減することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を達成するため、本発明は、請求項１に記載のように、車両の各車輪に装着したホイールシリンダとマスタシリンダとの間に配置し、前記ホイールシリンダ内のブレーキ液圧を調整するモジュレータと、該モジュレータを介して前記ホイールシリンダから排出したブレーキ液を貯蔵するリザーバと、該リザーバ内のブレーキ液を吸い込み前記マスタシリンダ及び前記モジュレータ間に戻す液圧ポンプと、該液圧ポンプを駆動するモータと、前記リザーバ内のブレーキ液量を推定する液量推定手段と、前記モータをアンチスキッド制御中常時駆動するモータ制御手段とを備えた車両の液圧制御装置において、前記モータ制御手段を、前記液量推定手段が推定した前記リザーバ内のブレーキ液量が第１のしきい値未満であるときには、前記モータを所定の最低回転数で駆動し、前記液量推定手段が推定した前記リザーバ内のブレーキ液量が前記第１のしきい値以上であれば、前記液量推定手段が推定する前記リザーバ内のブレーキ液量が前記第１のしきい値より小の第２のしきい値未満となるまで、前記最低回転数より大の所定回転数で前記モータを駆動するように構成したものである。
【０００７】
前記モータ制御手段は、請求項２に記載のように、前記液圧ポンプを駆動開始後、所定の目標吐出量に到達する迄は前記モータを最高回転数で駆動し、前記目標吐出量に到達後に前記モータを前記最低回転数で駆動するように構成することが望ましい。
【０００８】
更に、請求項３に記載のように、前記車両の車体速度を検出する車体速度検出手段を具備したものとし、前記モータ制御手段は、前記車体速度検出手段の検出車体速度に応じて前記第１及び第２のしきい値を設定するように構成するとよい。例えば、前記第１及び第２のしきい値は、前記車体速度検出手段の検出車体速度が高くなるに従い小となるように設定するとよい。
【０００９】
また、前記モータ制御手段は、請求項４に記載のように、前記速度検出手段の検出車体速度が所定の基準速度より低くなったときには前記第１及び第２のしきい値に基づく前記モータの駆動制御を禁止するように構成するとよい。
【００１０】
上記に加え、請求項５に記載のように、前記車両の走行路面の摩擦係数を推定する摩擦係数推定手段を具備したものとし、前記モータ制御手段は、該摩擦係数推定手段が推定した摩擦係数に応じて前記基準速度を設定するように構成するとよい。例えば、前記摩擦係数推定手段が推定した摩擦係数が大となるに従い、前記基準速度が大となるように設定するとよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の望ましい実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係り、各車輪を代表する車輪ＷＬのホイールシリンダＷＣに対する液圧制御装置を示すもので、ブレーキペダルＢＰの操作に応じてブレーキ液圧を出力するマスタシリンダＭＣを有し、このマスタシリンダＭＣとホイールシリンダＷＣとの間に、ホイールシリンダＷＣ内のブレーキ液圧を調整するモジュレータＭＤが介装されている。
【００１２】
モジュレータＭＤはリザーバＲＳに連通接続されており、ホイールシリンダＷＣからモジュレータＭＤを介して排出されるブレーキ液がリザーバＲＳに貯蔵されるように構成されている。本実施形態のモジュレータＭＤは、図１に示すように、常開型の２ポート２位置電磁開閉弁ＰＣａ（以下、単に開閉弁ＰＣａという）と、リザーバＲＳを開閉弁ＰＣａ及びホイールシリンダＷＣ間に連通接続する液圧路に介装された常閉型の２ポート２位置電磁開閉弁ＰＣｂ（以下、単に開閉弁ＰＣｂという）から成る。
【００１３】
また、モータＭで駆動される液圧ポンプＨＰが配設され、その吸込側がリザーバＲＳに連通接続されている。この液圧ポンプＨＰによりブレーキ液が吸い込まれ、マスタシリンダＭＣ及びモジュレータＭＤ間に戻される。リザーバＲＳはハウジング内にピストンとスプリングを備え、スプリング側が大気に連通し、ハウジングとピストンとの間にブレーキ液を収容する液室が郭成され、その容量が変化し得るように構成されている。
【００１４】
更に、マスタシリンダＭＣとモジュレータＭＤとの間には圧力センサＰＳが設けられており、マスタシリンダ液圧が検出される。また、車輪ＷＬ近傍には車輪速度センサＷＳが配置され、車輪速度が検出される。そして、電子制御装置ＥＣＵが配設されており、その構成の図示は省略するが、バスを介して相互に接続されたＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート及び出力ポート等から成るマイクロコンピュータを備え、入力ポートを介して圧力センサＰＳ、車輪速度センサＷＳ等の検出信号が入力され、出力ポートを介してモータＭに対し駆動信号が出力される。
【００１５】
電子制御装置ＥＣＵには、リザーバＲＳ内のブレーキ液量を推定する液量推定手段と、モータＭをアンチスキッド制御中常時駆動するモータ制御手段が構成されており、液量推定手段が推定したリザーバＲＳ内のブレーキ液量が第１のしきい値未満であるときには、モータＭを所定の最低回転数で駆動し、液量推定手段が推定したリザーバ内のブレーキ液量が第１のしきい値以上であれば、液量推定手段が推定するリザーバ内のブレーキ液量が第１のしきい値より小の第２のしきい値未満となるまで、最低回転数より大の所定回転数でモータＭを駆動するように構成されている。
【００１６】
更に、電子制御装置ＥＣＵには、例えば車輪速度センサＷＳの出力に基づき車両の車体速度を推定演算することによって車体速度を検出する車体速度検出手段と、車両の走行路面の摩擦係数を推定する摩擦係数推定手段が構成されている。而して、車体速度検出手段の検出車体速度に応じて第１及び第２のしきい値が設定される。また、検出車体速度が所定の基準速度より小となったときには第１及び第２のしきい値に基づくモータＭの駆動制御を禁止するように構成され、摩擦係数推定手段が推定した摩擦係数に応じて基準速度を設定するように構成されている。
【００１７】
上記のように構成された本実施形態においては、電子制御装置ＥＣＵにより、アンチスキッド制御のためのブレーキ液圧制御が行なわれるが、これを図２のフローチャートに基づいて説明する。イグニッションスイッチ（図示せず）が閉成されると、先ず初期化が行なわれ、各種の演算値がクリアされ、各種フラグがリセットされる。この後ステップ１０１にて圧力センサＰＳ、車輪速度センサＷＳ等の検出信号が読み込まれると共に、モータＭの駆動時の実電流が読み込まれる。次に、ステップ１０２に進み、車輪速度センサＷＳ等の検出信号に基づき、各車輪の車輪速度Ｖｗが演算されると共に、ステップ１０３にてこれらが微分され各車輪の車輪加速度ＤＶｗ（符号が逆の車輪減速度を含む）が求められる。
【００１８】
続いて、ステップ１０４に進み、各車輪の車輪速度Ｖｗに基づき推定車体速度Ｖｓが求められ、更にステップ１０５において、推定車体速度Ｖｓが微分され、推定車体加速度（符号が逆の推定車体減速度を含む）ＤＶｓが演算される。また、ステップ１０６において路面摩擦係数μが推定演算される。そして、上記ステップ１０２乃至１０５で求められた各車輪の車輪速度Ｖｗ、推定車体速度Ｖｓ等に基づき、ステップ１０７乃至１１３において、アンチスキッド制御（ＡＢＳ制御）のための液圧制御が行なわれる。
【００１９】
先ず、ステップ１０７において、アンチスキッド制御（ＡＢＳ制御）が実行中か否かが判定され、ＡＢＳ制御中であればステップ１０８に進みスリップ率Ｓｎが所定値ｋ１と比較される。尚、スリップ率Ｓｎは各車輪の車輪速度Ｖｗと推定車体速度Ｖｓに基づき、Ｓｎ＝（Ｖｓ−Ｖｗ）／Ｖｓとして求められる。スリップ率Ｓｎが所定値ｋ１以上であれば、更にステップ１０９にて車輪加速度ＤＶｗが所定値ｋ２と比較される。車輪加速度ＤＶｗが所定値ｋ２以上であればステップ１１０に進み保持モードとされ、車輪加速度ＤＶｗが所定値ｋ２を下回った場合にはステップ１１１に進み減圧モードとされる。
【００２０】
一方、ステップ１０８においてスリップ率Ｓｎが所定値ｋ１未満と判定された場合には、ステップ１１２に進みパルス増圧モードとされる。尚、ステップ１０７においてＡＢＳ制御中でないと判定されればステップ１１３に進み、通常の（急）増圧モードとされる。具体的には、図１の開閉弁ＰＣａ，ＰＣｂが各液圧モードに応じて開閉制御され、ホイールシリンダＷＣ内のブレーキ液圧（ホイールシリンダ液圧）が増圧、パルス増圧、減圧又は保持される。
【００２１】
続いて、ステップ１１４に進み、リザーバＲＳの液量Ａｒが推定されるが、これについては種々の推定手段及び方法が周知であり、何れを採用してもよいので説明は省略する。そして、ステップ１１５においてモータＭが制御される。以下、このモータＭの制御について図３を参照して説明する。
【００２２】
先ず、ステップ２０１においてＡＢＳ制御中、又はリザーバＲＳ内にブレーキ液が残留している場合にはステップ２０２以降に進むが、何れでもなければステップ２２１以降に進む。ステップ２０２においては、例えば図４に示すマップに基づき、リザーバ液量Ａｒに対する第１のしきい値ｈ及び第２のしきい値ｉが設定される。本実施形態では、図４に示すように、ステップ１０４で求められた推定車体速度Ｖｓの増加に伴い、第１のしきい値ｈが実線で示すように漸減するように設定され、第２のしきい値ｉは破線で示すように第１のしきい値ｈより小の一定値に設定される。
【００２３】
続いて、ステップ２０３において、ステップ１１４で推定されたリザーバ液量Ａｒが入力される。続いて、ステップ２０４において目標吐出量固定フラグＣ（以下、フラグＣという）がリセット状態（０）か否かが判定され、リセット状態であればステップ２０５に進み、今回の演算周期におけるリザーバ液量Ａｒ(n) が前回の演算周期におけるリザーバ液量Ａｒ(n-1) と比較される。今回のリザーバ液量Ａｒ(n) が前回のリザーバ液量Ａｒ(n-1) 以上であれば、ステップ２０７，２０８に進み目標吐出量Ｑｐ及び目標電流ｆが更新される。
【００２４】
即ち、先ずステップ２０７において、今回のリザーバ液量Ａｒ(n) に基づき、モータＭの印加電圧１２ｖ当りの目標ポンプ吐出量ｃが設定される。本実施形態では、図５に示すように、ステップ２０３で入力されたリザーバ液量Ａｒ(n) に応じて、目標ポンプ吐出量ｃが実線で示すように設定される。また、図６に示すように、ポンプ吐出側圧力対応可変係数ｄ（以下、単にポンプ係数ｄという）が、液圧センサＰＳで検出されたマスタシリンダ液圧Ｐｍに応じて設定される。そして、これらの値ｃ，ｄに基づき、液圧ポンプＨＰの目標吐出量ＱｐがＱｐ＝ｃ・（Ｖ／１２）・ｄとして演算される。ここで、ＶはモータＭに対する電源電圧である。次に、ステップ２０８において、図７のマップに基づき、上記の演算結果の目標吐出量Ｑｐに応じて目標電流ｆが設定（更新）される。即ち、モータＭを駆動するための目標電流ｆが目標吐出量Ｑｐに応じて図７に示すように設定される。
【００２５】
一方、ステップ２０５において、今回のリザーバ液量Ａｒ(n) が前回のリザーバ液量Ａｒ(n-1) を下回っていると判定されると、ステップ２０６にてフラグＣがセット（１）され、以後目標吐出量Ｑｐが最終設定（更新）値に固定され、結果、目標電流ｆも最終設定（更新）値に固定される。
【００２６】
そして、ステップ２０９に進み、モータＭの実電流Ｉｍａが目標電流ｆと比較される。この実電流Ｉｍａが目標電流ｆ以上であれば、ステップ２１０に進み、推定車体速度Ｖｓが基準速度ｊと比較され、基準速度ｊ以上であればステップ２１１にてフラグＢの状態が判定される。ここで、フラグＢは後述するデューティ制御時の判定に際しヒステリシスを設定するためのもので、これがセット（１）されていないと判定された場合には、ステップ２１２に進み、リザーバ液量Ａｒが第１のしきい値ｈと比較される。
【００２７】
ステップ２１２においてリザーバ液量Ａｒが第１のしきい値ｈ未満と判定されたときには、ステップ２１３にてモータＭの目標デューティｇが図９のマップに基づき、目標電流ｆに応じた値に設定される。而して、ステップ２０６にてフラグＣがセットされた後は、リザーバ液量Ａｒが第１のしきい値ｈ未満であれば、モータＭの回転数が最低回転数に維持される。
【００２８】
一方、ステップ２１１にてフラグＢがセット（１）されていると判定された場合には、ステップ２１４に進み、更にリザーバ液量Ａｒが第２のしきい値ｉと比較される。ここでリザーバ液量Ａｒが第２のしきい値ｉ以上と判定されると、ステップ２１５に進みフラグＢがセット（１）された後、ステップ２１６にて目標デューティｇが１００％（最大値）に設定される。而して、モータＭは最高回転数で駆動される。同様に、ステップ２１２においてリザーバ液量Ａｒが第１のしきい値ｈ以上と判定されたときにも、ステップ２１６に進み目標デューティｇが１００％に設定され、モータＭは最高回転数で駆動される。
【００２９】
ステップ２１０において推定車体速度Ｖｓが基準速度ｊ未満と判定されたとき、及びステップ２１４においてリザーバ液量Ａｒが第２のしきい値ｉ未満と判定されたときには、ステップ２１７に進みフラグＢがリセット（０）された後、ステップ２１８にて目標デューティｇが図９のマップに基づいて設定される。また、ステップ２０９においてモータＭの実電流Ｉｍａが目標電流ｆ未満であれば、駆動開始直後であるので、ステップ２１９に進みフラグＢがリセット（０）された後、ステップ２２０にて、目標デューティｇが１００％に設定され、モータＭは最高回転数で駆動される。
【００３０】
尚、ＡＢＳ制御中でない場合、及びリザーバＲＳ内にブレーキ液が残留していない場合にはステップ２０１からステップ２２１に進み、リザーバ液量Ａｒがクリア（０）され、ステップ２２２，２２３にてフラグＢ及びフラグＣがリセット（０）され、更にステップ２２４にて目標デューティｇがクリア（０）された後メインルーチンに戻る。
【００３１】
以上のように、モータＭの目標デューティｇは、種々の条件に応じて、図９のマップに基づいて設定され、あるいは１００％（最大値）に設定されるが、これを図１０及び図１１のタイムチャートに従って説明する。図１０は、その最上段に推定車体速度Ｖｓ及び車輪速度Ｖｗ、次の段にＡＢＳ制御中か否か（フラグ１又は０）を示し、その下の段に液圧モードを示し、更にその下の段にリザーバ内の推定液量Ａｒの変化を示している。そして、図１０の下方３段は、液圧ポンプＨＰによる目標吐出量Ｑｐ、モータＭの目標デューティｇ、そしてモータＭの駆動デューティの変化を示している。
【００３２】
図１０において、ｔ１時にアンチスキッド制御が開始すると、モータＭがデューティ１００％で駆動される。そして、液圧ポンプＨＰの目標吐出量Ｑｐの演算が開始し、この目標吐出量Ｑｐに基づきモータＭの目標デューティｇが順次設定される。モータＭの起動後のｔ２時には、リザーバ液量Ａｒが第１のしきい値ｈ未満であれば、図５乃至図９のマップに基づいて初回の推定リザーバ液量Ａｒに応じて設定された目標デューティに固定される。従って、モータＭの回転数は最低回転数に維持され、一定であるので、音色が変化することはなく、新たな騒音を発生することはない。
【００３３】
一方、図１１に示すように、ｔ３時にリザーバ液量Ａｒが第１のしきい値ｈ以上となると、モータＭの回転数を最低回転数より大の回転数（本実施形態では最高回転数に設定）とするため、モータＭの駆動デューティが１００％とされ、ｔ４時にリザーバ液量Ａｒが第２のしきい値ｉ未満となるまで、１００％に維持される。しかし、ｔ５時以降のように、推定車体速度Ｖｓが基準速度ｊ未満であれば、ｔ６時にリザーバ液量Ａｒが第１のしきい値ｈ以上となってもモータの駆動デューティは図５乃至図９のマップに基づいて設定された低い値のままとされ、モータＭは最低回転数で駆動される。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。即ち、請求項１に記載の液圧制御装置においては、液量推定手段が推定したリザーバ内のブレーキ液量が第１のしきい値未満であるときには、モータを所定の最低回転数で駆動し、リザーバ内のブレーキ液量が第１のしきい値以上であれば、リザーバ内のブレーキ液量が第１のしきい値より小の第２のしきい値未満となるまで、最低回転数より大の所定回転数でモータを駆動するように構成されており、第１及び第２のしきい値で定められる例外的な範囲を除き、モータの回転数が所定の最低回転数に維持されるので、エネルギー消費を抑えつつ、モータの回転数の変動を最小限に抑え、モータの回転に伴う騒音を低減することができる。
【００３５】
また、請求項２に記載の液圧制御装置においては、液圧ポンプを駆動開始後、所定の目標吐出量に到達する迄はモータを最高回転数で駆動し、目標吐出量に到達後にモータを最低回転数で駆動するように構成されているので、制御開始時の良好な応答性を確保することができる。
【００３６】
更に、請求項３に記載の液圧制御装置においては、車体速度検出手段の検出車体速度に応じて第１及び第２のしきい値を設定するように構成されているので、最低回転数でのモータ駆動を極力長く設定することができ、従ってモータの回転に伴う騒音を一層適切に低減することができる。
【００３７】
また、請求項４に記載の液圧制御装置においては、速度検出手段の検出車体速度が所定の基準速度より小となったときには第１及び第２のしきい値に基づくモータの駆動制御を禁止するように構成されているので、低速走行時のモータの回転数の変動を抑え、モータの回転に伴う騒音を低減することができる。
【００３８】
更に、請求項５に記載の液圧制御装置においては、上記の基準速度を、摩擦係数推定手段が推定した摩擦係数に応じて設定するように構成されているので、路面状態に応じて適切に、低速走行時のモータの回転数の変動を抑え、モータの回転に伴う騒音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両の液圧制御装置の基本構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態におけるアンチスキッド制御のためのブレーキ液圧制御処理を示すフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態におけるモータ制御の処理を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態において、しきい値を設定するためのマップに供するグラフである。
【図５】本発明の一実施形態において、目標ポンプ吐出量を設定するためのマップに供するグラフである。
【図６】本発明の一実施形態において、ポンプ係数を設定するためのマップに供するグラフである。
【図７】本発明の一実施形態において、モータの目標電流を設定するためのマップに供するグラフである。
【図８】本発明の一実施形態において、基準速度を設定するためのマップに供するグラフである。
【図９】本発明の一実施形態において、モータの目標デューティを設定するためのマップに供するグラフである。
【図１０】本発明の一実施形態におけるモータの駆動状態の一例を示すタイムチャートである。
【図１１】本発明の一実施形態におけるモータの駆動状態の他の例を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
ＭＣ マスタシリンダ， ＢＰ ブレーキペダル， ＷＬ 車輪，
ＥＣＵ 電子制御装置， Ｍ モータ， ＨＰ 液圧ポンプ，
ＲＳ リザーバ， ＭＤ モジュレータ， ＷＣ ホイールシリンダ

Claims (5)

1. 車両の各車輪に装着したホイールシリンダとマスタシリンダとの間に配置し、前記ホイールシリンダ内のブレーキ液圧を調整するモジュレータと、該モジュレータを介して前記ホイールシリンダから排出したブレーキ液を貯蔵するリザーバと、該リザーバ内のブレーキ液を吸い込み前記マスタシリンダ及び前記モジュレータ間に戻す液圧ポンプと、該液圧ポンプを駆動するモータと、前記リザーバ内のブレーキ液量を推定する液量推定手段と、前記モータをアンチスキッド制御中常時駆動するモータ制御手段とを備えた車両の液圧制御装置において、前記モータ制御手段を、前記液量推定手段が推定した前記リザーバ内のブレーキ液量が第１のしきい値未満であるときには、前記モータを所定の最低回転数で駆動し、前記液量推定手段が推定した前記リザーバ内のブレーキ液量が前記第１のしきい値以上であれば、前記液量推定手段が推定する前記リザーバ内のブレーキ液量が前記第１のしきい値より小の第２のしきい値未満となるまで、前記最低回転数より大の所定回転数で前記モータを駆動するように構成したことを特徴とする車両の液圧制御装置。
2. 前記モータ制御手段は、前記液圧ポンプを駆動開始後、所定の目標吐出量に到達する迄は前記モータを最高回転数で駆動し、前記目標吐出量に到達後に前記モータを前記最低回転数で駆動するように構成したことを特徴とする請求項１記載の車両の液圧制御装置。
3. 前記車両の車体速度を検出する車体速度検出手段を具備し、前記モータ制御手段は、前記車体速度検出手段の検出車体速度に応じて前記第１及び第２のしきい値を設定するように構成したことを特徴とする請求項１記載の車両の液圧制御装置。
4. 前記モータ制御手段は、前記速度検出手段の検出車体速度が所定の基準速度より低くなったときには前記第１及び第２のしきい値に基づく前記モータの駆動制御を禁止するように構成したことを特徴とする請求項３記載の車両の液圧制御装置。
5. 前記車両の走行路面の摩擦係数を推定する摩擦係数推定手段を具備し、前記モータ制御手段は、前記摩擦係数推定手段が推定した摩擦係数に応じて前記基準速度を設定するように構成したことを特徴とする請求項４記載の車両の液圧制御装置。

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