JP4508095B2

JP4508095B2 - ブレーキ制御装置

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Publication number: JP4508095B2
Application number: JP2005353501A
Authority: JP
Inventors: 勝康大久保
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-12-07
Filing date: 2005-12-07
Publication date: 2010-07-21
Anticipated expiration: 2025-12-07
Also published as: JP2007153206A

Description

本発明は、車両に設けられた車輪に付与する制動力を制御するブレーキ制御装置に関する。

従来から、アキュムレータと増圧用リニア制御弁とホイールシリンダとを備えるブレーキ制御装置が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。これらのブレーキ制御装置においては、アキュムレータに蓄えられた作動液を増圧用リニア制御弁を介してホイールシリンダに供給することにより車輪に制動力が付与される。特許文献１に記載されたブレーキ制御装置においては、増圧用リニア制御弁に対して複数のホイールシリンダが接続されている。

また、マスタシリンダとホイールシリンダとの間に差圧弁が設けられているブレーキ制御装置も知られている（例えば、特許文献３及び特許文献４参照）。これらのブレーキ制御装置によれば、回生制動時に良好なブレーキフィーリングが提供される。
特開平１１−１８０２９４号公報特開２００３−１３７０８２号公報特開平１１−２８５１０２号公報特開平１０−４４９５３号公報

ところで、アキュムレータに蓄えられた作動液を増圧用制御弁を介してホイールシリンダに供給するブレーキ制御装置では、要求される制動力に応じて増圧用制御弁の開度が制御される。よって、増圧用制御弁の動作頻度が高くなるので、制御弁には高い耐摩耗性が要求される。特に増圧用制御弁に対して複数のホイールシリンダが接続されている場合には、増圧用制御弁における作動液の流量が多量となり、制御弁の受ける流体力などの負荷が大きくなってしまう。

そこで、本発明は、増圧用制御弁の耐久性を向上させることができるブレーキ制御装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のある態様のブレーキ制御装置は、モータの回生制御により発生する回生制動力と液圧源から作動液を供給されて発生する液圧制動力とを併用して、要求される制動力を車両の車輪に付与するブレーキ制御装置であって、動力の供給により加圧された作動液を蓄える動力液圧源と、運転者によるブレーキ操作部材の操作量に応じて作動液を加圧するマニュアル液圧源と、作動液の供給により車輪に液圧制動力を付与するホイールシリンダと、動力液圧源とホイールシリンダとを接続する流路の中途に設けられ、動力液圧源からホイールシリンダへの作動液の送出を運転者によるブレーキ操作から独立して制御し得る増圧用制御弁と、要求される制動力と回生制動力の最大値との差に相当する液圧制動力を発生させるようマニュアル液圧源から送出された作動液をホイールシリンダへと供給する作動液供給系統と、回生制動力が最大値に達しているときに増圧用制御弁を閉状態として増圧用制御弁を介した作動液の送出を停止し、作動液供給系統を介してホイールシリンダに作動液を供給する制御部と、を備える。

この態様によれば、回生制動力が最大値に達すると増圧用制御弁は閉状態とされ、動力液圧源からホイールシリンダへの増圧用制御弁を介しての作動液の供給は停止される。このとき要求される制動力と回生制動力との差に相当する液圧制動力は、動力液圧源からの作動液の供給に代わり、マニュアル液圧源から作動液供給系統を介してホイールシリンダに作動液が供給されることにより発生させられる。その結果、増圧用制御弁が閉状態とされても車輪に要求制動力が付与される。よって、回生制動力が最大値に達している場合には、車輪に要求制動力を付与しつつ増圧用制御弁を閉状態とし、増圧用制御弁の制御を休止させることができる。したがって、増圧用制御弁の動作頻度を低減させることが可能となり、増圧用制御弁の耐久性を向上することができる。

このとき、作動液供給系統は、回生制動力の最大値に相当する制動力を液圧制動により発生させる際に必要とされる液圧が作用すると開弁する差圧弁を含んでもよい。この態様によれば、作動液供給系統に含まれる差圧弁により、マニュアル液圧源から送出された作動液の液圧から回生制動力の最大値に相当する液圧を減じて得られる液圧をホイールシリンダに作用させられる。差圧弁を設けるという簡易な構成により、回生制動力が最大値に達している場合に増圧用制御弁の制御を休止させても、車輪に要求制動力を付与することが可能となる。

また、制御部は、回生制動力が低下して最大値よりも小さくなった場合に増圧用制御弁を開弁してもよい。このようにすれば、回生制動力の低下による制動力の不足分を、増圧用制御弁の開弁に伴うホイールシリンダへの作動液の供給により補うことができる。よって、回生制動力が低下しても要求制動力を維持することが可能となる。

更に、作動液供給系統は、差圧弁の上流に設けられた開閉弁をさらに含み、制御部は、回生制動力が低下して最大値よりも小さくなった場合に、開閉弁を閉弁するとともに増圧用制御弁を開弁してもよい。この態様によれば、回生制動力が低下して最大値よりも小さくなった場合に、差圧弁の上流に設けられた開閉弁が閉弁され、差圧弁を介してのマニュアル液圧源からの作動液の供給は停止される。それとともに増圧用制御弁が開弁されて制動力の不足分が補われる。このようにすれば、より高精度に液圧制動力を制御することができるという点で好ましい。

また、車両には複数の車輪が設けられ、ホイールシリンダは複数の車輪の各々に対応して複数設けられており、増圧用制御弁は、複数のホイールシリンダに対して共通に設けられていてもよい。この態様によれば、増圧用制御弁は、複数のホイールシリンダに対して共通に設けられているので、増圧用制御弁を開弁した場合の作動液の流量は比較的大流量となる。このような場合に上述のように、回生制動力が最大値に達しているときに増圧用制御弁を閉状態として増圧用制御弁の制御を休止させ、増圧用制御弁の動作頻度を低減させれば、増圧用制御弁に対する設計上の耐久性の要求を緩和することができるという点で特に好ましい。

本発明によれば、増圧用制御弁の耐久性を向上させることができる。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る車両制動装置が適用された車両を示す概略構成図である。同図に示される車両１は、いわゆるハイブリッド車両として構成されており、エンジン２と、エンジン２の出力軸であるクランクシャフトに接続された３軸式の動力分割機構３と、動力分割機構３に接続された発電可能なモータジェネレータ４と、変速機５を介して動力分割機構３に接続された電動モータ６と、車両１の駆動系全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ハイブリッドＥＣＵ」といい、電子制御ユニットは、すべて「ＥＣＵ」と称する。）７とを備える。変速機５には、ドライブシャフト８を介して車両１の駆動輪たる右前輪９ＦＲおよび左前輪９ＦＬが連結される。

エンジン２は、例えばガソリンや軽油等の炭化水素系燃料を用いて運転される内燃機関であり、エンジンＥＣＵ１０により制御される。エンジンＥＣＵ１０は、ハイブリッドＥＣＵ７と通信可能であり、ハイブリッドＥＣＵ７からの制御信号や、エンジン２の作動状態を検出する各種センサからの信号に基づいてエンジン２の燃料噴射制御や点火制御、吸気制御等を実行する。また、エンジンＥＣＵ１０は、必要に応じてエンジン２の作動状態に関する情報をハイブリッドＥＣＵ７に与える。

動力分割機構３は、変速機５を介して電動モータ６の出力を左右の前輪９ＦＲ，９ＦＬに伝達する役割と、エンジン２の出力をモータジェネレータ４と変速機５とに振り分ける役割と、電動モータ６やエンジン２の回転速度を減速あるいは増速する役割とを果たす。モータジェネレータ４と電動モータ６とは、それぞれインバータを含む電力変換装置１１を介してバッテリ１２に接続されており、電力変換装置１１には、モータＥＣＵ１４が接続されている。モータＥＣＵ１４も、ハイブリッドＥＣＵ７と通信可能であり、ハイブリッドＥＣＵ７からの制御信号等に基づいて電力変換装置１１を介してモータジェネレータ４および電動モータ６を制御する。なお、上述のハイブリッドＥＣＵ７やエンジンＥＣＵ１０、モータＥＣＵ１４は、何れもＣＰＵを含むマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に各種プログラムを記憶するＲＯＭ、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポートおよび通信ポート等を備える。

ハイブリッドＥＣＵ７やモータＥＣＵ１４による制御のもと、電力変換装置１１を介してバッテリ１２から電力を電動モータ６に供給することにより、電動モータ６の出力により左右の前輪９ＦＲ，９ＦＬを駆動することができる。また、エンジン効率のよい運転領域では、車両１はエンジン２によって駆動される。この際、動力分割機構３を介してエンジン２の出力の一部をモータジェネレータ４に伝えることにより、モータジェネレータ４が発生する電力を用いて、電動モータ６を駆動したり、電力変換装置１１を介してバッテリ１２を充電したりすることが可能となる。

また、車両１を制動する際には、ハイブリッドＥＣＵ７やモータＥＣＵ１４による制御のもと、前輪９ＦＲ，９ＦＬから伝わる動力によって電動モータ６が回転させられ、電動モータ６が発電機として作動させられる。すなわち、電動モータ６、電力変換装置１１、ハイブリッドＥＣＵ７およびモータＥＣＵ１４等は、車両１の運動エネルギを電気エネルギに回生することによって車両１を制動する回生ブレーキユニットとして機能する。

車両１は、このような回生ブレーキユニットに加えて、液圧ブレーキユニット２０を備えており、両者を協調させるブレーキ回生協調制御を実行することにより制動可能である。本実施形態における車両１は、ブレーキ回生協調制御を実行することにより、回生制動と液圧制動とを併用して所望の制動力を発生させることができる。

図２は、本発明の一実施形態に係る液圧ブレーキユニット２０を示す系統図である。液圧ブレーキユニット２０は、図２に示されるように、各車輪に対応して設けられたディスクブレーキユニット２１ＦＲ，２１ＦＬ、２１ＲＲおよび２１ＲＬと、マスタシリンダユニット２７と、動力液圧源３０と、液圧アクチュエータ４０とを含む。

ディスクブレーキユニット２１ＦＲ，２１ＦＬ、２１ＲＲおよび２１ＲＬは、車両の右前輪、左前輪、右後輪、および左後輪のそれぞれに制動力を付与する。マニュアル液圧源としてのマスタシリンダユニット２７は、ブレーキ操作部材としてのブレーキペダル２４の運転者による操作量に応じて加圧されたブレーキフルードをディスクブレーキユニット２１ＦＲ〜２１ＲＬに対して送出することが可能である。動力液圧源３０は、動力の供給により加圧されたブレーキフルードを、運転者によるブレーキペダル２４の操作から独立してディスクブレーキユニット２１ＦＲ〜２１ＲＬに対して送出することが可能である。液圧アクチュエータ４０は、動力液圧源３０またはマスタシリンダユニット２７から供給されたブレーキフルードの液圧を適宜調整してディスクブレーキユニット２１ＦＲ〜２１ＲＬに送出する。

ディスクブレーキユニット２１ＦＲ〜２１ＲＬ、マスタシリンダユニット２７、動力液圧源３０、および液圧アクチュエータ４０のそれぞれについて以下で更に詳しく説明する。各ディスクブレーキユニット２１ＦＲ〜２１ＲＬは、それぞれブレーキディスク２２とブレーキキャリパに内蔵されたホイールシリンダ２３ＦＲ〜２３ＲＬを含む。そして、各ホイールシリンダ２３ＦＲ〜２３ＲＬは、それぞれ異なる流体通路を介して液圧アクチュエータ４０に接続されている。なお以下では適宜、ホイールシリンダ２３ＦＲ〜２３ＲＬを総称して「ホイールシリンダ２３」という。

ディスクブレーキユニット２１ＦＲ〜２１ＲＬにおいては、ホイールシリンダ２３に液圧アクチュエータ４０からブレーキフルードが供給されると、車輪と共に回転するブレーキディスク２２に摩擦部材としてのブレーキパッドが押し付けられる。これにより、各車輪に制動力が付与される。なお、本実施形態においてはディスクブレーキユニット２１ＦＲ〜２１ＲＬを用いているが、例えばドラムブレーキ等のホイールシリンダ２３を含む他の制動力付与機構を用いてもよい。

マスタシリンダユニット２７は、本実施形態では液圧ブースタ付きマスタシリンダであり、液圧ブースタ３１、マスタシリンダ３２、レギュレータ３３、およびリザーバ３４を含む。液圧ブースタ３１は、ブレーキペダル２４に加えられたペダル踏力を増幅してマスタシリンダ３２に伝達する。動力液圧源３０からレギュレータ３３を介して液圧ブースタ３１にブレーキフルードが供給されることにより、ペダル踏力は増幅される。そして、マスタシリンダ３２は、ペダル踏力に対して所定の倍力比を有するマスタシリンダ圧を発生する。

マスタシリンダ３２とレギュレータ３３との上部には、ブレーキフルードを貯留するリザーバ３４が配置されている。マスタシリンダ３２は、ブレーキペダル２４の踏み込みが解除されているときにリザーバ３４と連通する。一方、レギュレータ３３は、リザーバ３４と動力液圧源３０のアキュムレータ３５との双方と連通しており、リザーバ３４を低圧源とすると共に、アキュムレータ３５を高圧源とし、マスタシリンダ圧とほぼ等しい液圧を発生する。レギュレータ３３における液圧を以下では適宜、「レギュレータ圧」という。

動力液圧源３０は、アキュムレータ３５およびポンプ３６を含む。アキュムレータ３５は、ポンプ３６により昇圧されたブレーキフルードの圧力エネルギを窒素等の封入ガスの圧力エネルギ、例えば１４〜２２ＭＰａ程度に変換して蓄えるものである。ポンプ３６は、駆動源としてモータ３６ａを有し、その吸込口がリザーバ３４に接続される一方、その吐出口がアキュムレータ３５に接続される。また、アキュムレータ３５は、マスタシリンダユニット２７に設けられたリリーフバルブ３５ａにも接続されている。アキュムレータ３５におけるブレーキフルードの圧力が異常に高まって例えば２５ＭＰａ程度になると、リリーフバルブ３５ａが開弁し、高圧のブレーキフルードはリザーバ３４へと戻される。

上述のように、液圧ブレーキユニット２０は、ホイールシリンダ２３に対するブレーキフルードの供給源として、マスタシリンダ３２、レギュレータ３３およびアキュムレータ３５を有している。マスタシリンダ３２にはマスタ配管３７が、レギュレータ３３にはレギュレータ配管３８が、アキュムレータ３５にはアキュムレータ配管３９が接続されている。これらのマスタ配管３７、レギュレータ配管３８およびアキュムレータ配管３９は、それぞれ液圧アクチュエータ４０に接続される。つまり、マスタシリンダ３２、レギュレータ３３およびアキュムレータ３５のそれぞれは、液圧源として液圧アクチュエータ４０に並列に接続されている。

本実施形態における作動液供給系統としての液圧アクチュエータ４０は、複数の流路が形成されるアクチュエータブロックと、複数の電磁制御弁を含む。アクチュエータブロックに形成された流路には、個別流路４１、４２，４３および４４と、主流路４５とが含まれる。個別流路４１〜４４は、それぞれ主流路４５から分岐されて、対応するディスクブレーキユニット２１ＦＲ、２１ＦＬ，２１ＲＲ，２１ＲＬのホイールシリンダ２３ＦＲ、２３ＦＬ，２３ＲＲ，２３ＲＬに接続されている。これにより、各ホイールシリンダ２３は主流路４５と連通可能となる。

また、個別流路４１，４２，４３および４４の中途には、ＡＢＳ保持弁５１，５２，５３および５４が設けられている。各ＡＢＳ保持弁５１〜５４は、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるソレノイドおよびスプリングをそれぞれ有しており、何れもソレノイドが非通電状態にある場合に開とされる常開型電磁制御弁である。開状態とされた各ＡＢＳ保持弁５１〜５４は、ブレーキフルードを双方向に流通させることができる。つまり、主流路４５からホイールシリンダ２３へとブレーキフルードを流すことができるとともに、逆にホイールシリンダ２３から主流路４５へもブレーキフルードを流すことができる。ソレノイドに通電されて各ＡＢＳ保持弁５１〜５４が閉弁されると、個別流路４１〜４４におけるブレーキフルードの流通は遮断される。

更に、ホイールシリンダ２３は、個別流路４１〜４４にそれぞれ接続された減圧用流路４６，４７，４８および４９を介してリザーバ流路５５に接続されている。減圧用流路４６，４７，４８および４９の中途には、ＡＢＳ減圧弁５６，５７，５８および５９が設けられている。各ＡＢＳ減圧弁５６〜５９は、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるソレノイドおよびスプリングをそれぞれ有しており、何れもソレノイドが非通電状態にある場合に閉とされる常閉型電磁制御弁である。各ＡＢＳ減圧弁５６〜５９が閉状態であるときには、減圧用流路４６〜４９におけるブレーキフルードの流通は遮断される。ソレノイドに通電されて各ＡＢＳ減圧弁５６〜５９が開弁されると、減圧用流路４６〜４９におけるブレーキフルードの流通が許容され、ブレーキフルードがホイールシリンダ２３から減圧用流路４６〜４９およびリザーバ流路５５を介してリザーバ３４へと還流する。なお、リザーバ流路５５は、リザーバ配管７７を介してマスタシリンダユニット２７のリザーバ３４に接続されている。

主流路４５は、中途に分離弁６０を有する。この分離弁６０により、主流路４５は、個別流路４１および４２と接続される第１流路４５ａと、個別流路４３および４４と接続される第２流路４５ｂとに区分けされている。第１流路４５ａは、個別流路４１および４２を介して前輪側のホイールシリンダ２３ＦＲおよび２３ＦＬに接続され、第２流路４５ｂは、個別流路４３および４４を介して後輪側のホイールシリンダ２３ＲＲおよび２３ＲＬに接続される。

分離弁６０は、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるソレノイドおよびスプリングを有しており、ソレノイドが非通電状態にある場合に閉とされる常閉型電磁制御弁である。分離弁６０が閉状態であるときには、主流路４５におけるブレーキフルードの流通は遮断される。ソレノイドに通電されて分離弁６０が開弁されると、第１流路４５ａと第２流路４５ｂとの間でブレーキフルードを双方向に流通させることができる。

また、液圧アクチュエータ４０においては、主流路４５に連通するマスタ流路６１およびレギュレータ流路６２が形成されている。より詳細には、マスタ流路６１は、主流路４５の第１流路４５ａに接続されており、レギュレータ流路６２は、主流路４５の第２流路４５ｂに接続されている。また、マスタ流路６１は、マスタシリンダ３２と連通するマスタ配管３７に接続される。レギュレータ流路６２は、レギュレータ３３と連通するレギュレータ配管３８に接続される。

マスタ流路６１は、中途にマスタカット弁６４を有する。マスタカット弁６４は、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるソレノイドおよびスプリングを有しており、ソレノイドが非通電状態にある場合に開とされる常開型電磁制御弁である。開状態とされたマスタカット弁６４は、マスタシリンダ３２と主流路４５の第１流路４５ａとの間でブレーキフルードを双方向に流通させることができる。ソレノイドに通電されてマスタカット弁６４が閉弁されると、マスタ流路６１におけるブレーキフルードの流通は遮断される。

また、マスタ流路６１には、マスタカット弁６４よりも上流側において、シミュレータカット弁６８を介してストロークシミュレータ６９が接続されている。すなわち、シミュレータカット弁６８は、マスタシリンダ３２とストロークシミュレータ６９とを接続する流路に設けられている。シミュレータカット弁６８は、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるソレノイドおよびスプリングを有しており、ソレノイドが非通電状態にある場合に閉とされる常閉型電磁制御弁である。シミュレータカット弁６８が閉状態であるときには、マスタ流路６１とストロークシミュレータ６９との間のブレーキフルードの流通は遮断される。ソレノイドに通電されてシミュレータカット弁６８が開弁されると、マスタシリンダ３２とストロークシミュレータ６９との間でブレーキフルードを双方向に流通させることができる。

ストロークシミュレータ６９は、複数のピストンやスプリングを含むものであり、シミュレータカット弁６８の開放時に運転者によるブレーキペダル２４の踏力に応じた反力を創出する。ストロークシミュレータ６９としては、運転者によるブレーキ操作のフィーリングを向上させるために、多段のバネ特性を有するものが採用されると好ましく、本実施形態のストロークシミュレータ６９は多段のバネ特性を有する。

レギュレータ流路６２は、中途に第１レギュレータカット弁６５を有する。第１レギュレータカット弁６５も、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるソレノイドおよびスプリングを有しており、ソレノイドが非通電状態にある場合に開とされる常開型電磁制御弁である。開状態とされた第１レギュレータカット弁６５は、レギュレータ３３と主流路４５の第２流路４５ｂとの間でブレーキフルードを双方向に流通させることができる。ソレノイドに通電されて第１レギュレータカット弁６５が閉弁されると、レギュレータ流路６２におけるブレーキフルードの流通は遮断される。

また、レギュレータ流路６２には、第２レギュレータカット弁８０及び差圧弁８２が、第１レギュレータカット弁６５に並列に設けられている。第２レギュレータカット弁８０と差圧弁８２とは直列に設けられており、第２レギュレータカット弁８０は、差圧弁８２の上流側に設けられている。第２レギュレータカット弁８０は、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるソレノイドおよびスプリングを有しており、ソレノイドが非通電状態にある場合に閉とされる常閉型電磁制御弁である。差圧弁８２の開弁圧は、回生制動力の最大値に相当する制動力を液圧制動により発生させる際に必要とされる液圧に予め設定されている。本実施形態においては、差圧弁８２の開弁圧は例えば数ＭＰａ程度とされる。

液圧アクチュエータ４０には、マスタ流路６１およびレギュレータ流路６２に加えて、アキュムレータ流路６３も形成されている。アキュムレータ流路６３の一端は、主流路４５の第２流路４５ｂに接続され、他端は、アキュムレータ３５と連通するアキュムレータ配管３９に接続される。

アキュムレータ流路６３は、中途に増圧リニア制御弁６６を有する。また、アキュムレータ流路６３および主流路４５の第２流路４５ｂは、減圧リニア制御弁６７を介してリザーバ流路５５に接続されている。増圧リニア制御弁６６と減圧リニア制御弁６７とは、それぞれリニアソレノイドおよびスプリングを有しており、何れもソレノイドが非通電状態にある場合に閉とされる常閉型電磁制御弁である。増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７は、それぞれのソレノイドに供給される電流に比例して弁の開度が調整される。

増圧リニア制御弁６６は、各車輪に対応して複数設けられた各ホイールシリンダ２３に対して共通の増圧用制御弁として設けられている。また、減圧リニア制御弁６７も同様に、各ホイールシリンダ２３に対して共通の減圧用制御弁として設けられている。つまり、本実施形態においては、増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７は、動力液圧源３０から送出される作動流体を各ホイールシリンダ２３へ給排制御する１対の共通の制御弁として設けられている。

なお、ここで、増圧リニア制御弁６６の出入口間の差圧は、アキュムレータ３５におけるブレーキフルードの圧力と主流路４５におけるブレーキフルードの圧力との差圧に対応し、減圧リニア制御弁６７の出入口間の差圧は、主流路４５におけるブレーキフルードの圧力とリザーバ３４におけるブレーキフルードの圧力との差圧に対応する。また、増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７のリニアソレノイドへの供給電力に応じた電磁駆動力をＦ１とし、スプリングの付勢力をＦ２とし、増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７の出入口間の差圧に応じた差圧作用力をＦ３とすると、Ｆ１＋Ｆ３＝Ｆ２という関係が成立する。従って、増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７のリニアソレノイドへの供給電力を連続的に制御することにより、増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７の出入口間の差圧を制御することができる。

液圧ブレーキユニット２０において、動力液圧源３０および液圧アクチュエータ４０は、本実施形態における制御部としてのブレーキＥＣＵ７０により制御される。ブレーキＥＣＵ７０は、ＣＰＵを含むマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に各種プログラムを記憶するＲＯＭ、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポートおよび通信ポート等を備える。そして、ブレーキＥＣＵ７０は、上位のハイブリッドＥＣＵ７などと通信可能であり、ハイブリッドＥＣＵ７からの制御信号や、各種センサからの信号に基づいて動力液圧源３０のポンプ３６や、液圧アクチュエータ４０を構成する電磁制御弁５１〜５４，５６〜５９，６０，６４〜６８、８０を制御して、液圧制動力を制御可能である。

また、ブレーキＥＣＵ７０には、レギュレータ圧センサ７１、アキュムレータ圧センサ７２、および制御圧センサ７３が接続される。レギュレータ圧センサ７１は、第１レギュレータカット弁６５の上流側でレギュレータ流路６２内のブレーキフルードの圧力、すなわちレギュレータ圧を検知し、検知した値を示す信号をブレーキＥＣＵ７０に与える。アキュムレータ圧センサ７２は、増圧リニア制御弁６６の上流側でアキュムレータ流路６３内のブレーキフルードの圧力、すなわちアキュムレータ圧を検知し、検知した値を示す信号をブレーキＥＣＵ７０に与える。制御圧センサ７３は、主流路４５の第１流路４５ａ内のブレーキフルードの圧力を検知し、検知した値を示す信号をブレーキＥＣＵ７０に与える。各圧力センサ７１〜７３の検出値は、所定時間おきにブレーキＥＣＵ７０に順次与えられ、ブレーキＥＣＵ７０の所定の記憶領域に所定量ずつ格納保持される。

分離弁６０が開状態とされて主流路４５の第１流路４５ａと第２流路４５ｂとが互いに連通している場合、制御圧センサ７３の出力値は、増圧リニア制御弁６６の低圧側の液圧を示すと共に減圧リニア制御弁６７の高圧側の液圧を示すので、この出力値を増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７の制御に利用することができる。また、増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７が閉鎖されていると共に、マスタカット弁６４が開状態とされている場合、制御圧センサ７３の出力値は、マスタシリンダ圧を示す。更に、分離弁６０が開放されて主流路４５の第１流路４５ａと第２流路４５ｂとが互いに連通しており、各ＡＢＳ保持弁５１〜５４が開放される一方、各ＡＢＳ減圧弁５６〜５９が閉鎖されている場合、制御圧センサの７３の出力値は、各ホイールシリンダ２３に作用する作動流体圧、すなわちホイールシリンダ圧を示す。

さらに、ブレーキＥＣＵ７０に接続されるセンサには、ブレーキペダル２４に設けられたストロークセンサ２５も含まれる。ストロークセンサ２５は、ブレーキペダル２４の操作量としてのペダルストロークを検知し、検知した値を示す信号をブレーキＥＣＵ７０に与える。ストロークセンサ２５の出力値も、所定時間おきにブレーキＥＣＵ７０に順次与えられ、ブレーキＥＣＵ７０の所定の記憶領域に所定量ずつ格納保持される。なお、ストロークセンサ２５以外のブレーキ操作状態検出手段をストロークセンサ２５に加えて、あるいは、ストロークセンサ２５に代えて設け、ブレーキＥＣＵ７０に接続してもよい。ブレーキ操作状態検出手段としては、例えば、ブレーキペダル２４の操作力を検出するペダル踏力センサや、ブレーキペダル２４が踏み込まれたことを検出するブレーキスイッチなどがある。また、ブレーキＥＣＵ７０には、図示されない車輪速度センサ等も接続され、検知された信号が所定時間おきに与えられ、所定の記憶領域に格納保持される。

上述のように構成された液圧ブレーキユニット２０は、リニア制御モード、走行中レギュレータ増圧モード、停止中レギュレータ増圧モードの少なくとも３つの制御モードを取ることができる。いずれの制御モードにおいても、液圧ブレーキユニット２０はブレーキＥＣＵ７０により制御される。なお、以下では、走行中レギュレータ増圧モードを走行中Ｒｅｇ増モードと呼び、停止中レギュレータ増圧モードを停止中Ｒｅｇ増モードと呼ぶ。

リニア制御モードにおいては、各ホイールシリンダ２３は、マスタシリンダユニット２７から遮断される。すなわち、ブレーキＥＣＵ７０は、第１レギュレータカット弁６５及び第２レギュレータカット弁８０を閉状態とし、レギュレータ３３から送出されるブレーキフルードが主流路４５へ供給されないようにする。またブレーキＥＣＵ７０は、マスタカット弁６４を閉状態とするとともにシミュレータカット弁６８を開状態とする。これは、運転者によるブレーキペダル２４の操作に伴ってマスタシリンダ３２から送出されるブレーキフルードがストロークシミュレータ６９へと供給されるようにするためである。またブレーキＥＣＵ７０は、分離弁６０を開状態とする。

また、リニア制御モードにおいては、ブレーキＥＣＵ７０は、要求制動力から回生制動力を減じることにより、液圧ブレーキユニット２０により発生させるべき液圧制動力を算出する。ここで、回生制動力の値は、ハイブリッドＥＣＵ７からブレーキＥＣＵ７０に供給される。そして、ブレーキＥＣＵ７０は、算出した液圧制動力に基づいて各ホイールシリンダ２３ＦＲ〜２３ＲＬの目標液圧を算出する。ブレーキＥＣＵ７０は、ホイールシリンダ圧が目標液圧となるように、フィードバック制御則により増圧リニア制御弁６６及び減圧リニア制御弁６７に対する供給電流の値を決定する。

その結果、液圧ブレーキユニット２０においては、動力液圧源３０から増圧リニア制御弁６６を介してブレーキフルードが各ホイールシリンダ２３に供給されて車輪に制動力が付与される。また、各ホイールシリンダ２３からブレーキフルードが減圧リニア制御弁６７を介して必要に応じて排出され、車輪に付与される制動力が調整される。このようにして、リニア制御モードにおいては、液圧制動と回生制動とを併用して要求制動力を発生させるブレーキ回生協調制御が実行される。

また、走行中Ｒｅｇ増モードにおいては、ブレーキＥＣＵ７０は、増圧リニア制御弁６６への制御電流の供給を停止して増圧リニア制御弁６６を閉状態とし、各ホイールシリンダ２３から動力液圧源３０を遮断する。更にブレーキＥＣＵ７０は、第１レギュレータカット弁６５及びマスタカット弁６４を閉状態とするとともにシミュレータカット弁６８を開状態とする。またブレーキＥＣＵ７０は、分離弁６０を開状態とする。

このときブレーキＥＣＵ７０は、第２レギュレータカット弁８０を開状態とする。そうすると、レギュレータ圧がホイールシリンダ圧に対して差圧弁８２の開弁圧だけ高くなった場合に差圧弁８２が開弁される。その結果、レギュレータ３３から各ホイールシリンダ２３にブレーキフルードが供給され、ホイールシリンダ圧は、レギュレータ圧から差圧弁８２の開弁圧を減じた値となる。差圧弁８２の開弁圧は回生制動力の最大値に相当する制動力を液圧制動により発生させる際に必要とされる液圧とされているので、回生制動力が最大値である場合には、回生制動力と液圧制動力との合計が要求制動力に等しくなる。

さらに、停止中Ｒｅｇ増モードにおける各電磁制御弁の開閉状態は、上述の走行中Ｒｅｇ増モードとは第１レギュレータカット弁６５及び第２レギュレータカット弁８０の開閉状態が異なり、他の電磁制御弁の開閉状態は同様である。つまり、停止中Ｒｅｇ増モードにおいては、第１レギュレータカット弁６５が開状態とされるとともに第２レギュレータカット弁８０が閉状態とされるという点で、走行中Ｒｅｇ増モードとは異なる。その結果、レギュレータ圧がそのままホイールシリンダ２３に伝達されるので、運転者によるブレーキペダル２４の操作量に応じた液圧制動力を発生させることができる。

ブレーキＥＣＵ７０は、これらのリニア制御モード、走行中Ｒｅｇ増モード、及び停止中Ｒｅｇ増モードのいずれかを、車両の走行速度、あるいは回生制動力の値などの車両の状態に応じて選択する。図３は、本実施形態における制御モードの選択処理を説明するためのフローチャートである。図３に示される処理は、運転者によるブレーキペダル２４の操作等による制動要求の発生後に所定の周期で、例えば数ｍｓｅｃごとに実行される。

図３に示される処理が開始されると、まずブレーキＥＣＵ７０は、車両が停止中であるか否かを判定する（Ｓ１２）。車両が停止中である場合には（Ｓ１２のＹｅｓ）、ブレーキＥＣＵ７０は、上述の停止中Ｒｅｇ増モードにより液圧制動力を制御する（Ｓ２０）。これは、車両の停止中には回生制動力を発生させることができないので、要求制動力をすべて液圧制動により発生させるようにするためである。なお、車両が停止中であるか否かは、車輪速度センサ等の測定値に基づいて判定される。

車両が停止中ではない、すなわち車両が走行中であると判定されると（Ｓ１２のＮｏ）、ブレーキＥＣＵ７０は、発生している回生制動力が最大値に達しているか否かを判定する（Ｓ１４）。回生制動力が最大値に達していると判定されると（Ｓ１４のＹｅｓ）、ブレーキＥＣＵ７０は、上述の走行中Ｒｅｇ増モードにより液圧制動力を制御する（Ｓ１６）。このとき、ホイールシリンダ圧はレギュレータ圧から差圧弁の開弁圧を減じたものとなるので、発生する液圧制動力は、要求制動力から回生制動力の最大値を減じたものに等しくなる。よって、回生制動力と液圧制動力との合計が要求制動力に等しくなる。

一方、回生制動力が最大値に達していないと判定されると（Ｓ１４のＮｏ）、ブレーキＥＣＵ７０は、上述のリニア制御モードにより液圧制動力を制御する（Ｓ１８）。この場合には、ブレーキＥＣＵ７０が増圧リニア制御弁６６等を制御することとなる。よって、回生制動力が変動しても、その変動分が液圧制動力の制御により補完され、要求制動力が発生させられる。

引き続いて、図４を参照して、本実施形態における制動時の制御モードの選択の具体例を説明する。図４は、制動時の制動力、車両速度及び各電磁制御弁の開閉状態を示すタイミングチャートである。図４の上部には、制動時の要求制動力及び回生制動力の時間変化の一例が示されている。要求制動力と回生制動力との差が、発生させられるべき液圧制動力となる。図４の下部には、上から順に第２レギュレータカット弁８０、差圧弁８２、第１レギュレータカット弁６５、増圧リニア制御弁６６、及び減圧リニア制御弁６７のそれぞれの開閉状態が示され、更に図４の最下部には車両速度の時間変化が示されている。図４においては、時刻ｔ_１において制動要求が発生し、時刻ｔ_４に車両が停止し、時刻ｔ_６に運転者によるブレーキペダル２４の操作が終了したものとする。すなわち、車両速度は、時刻ｔ_１以降徐々に低下し、時刻ｔ_４において零となる。

まず、時刻ｔ_１において制動要求が発生すると、ブレーキＥＣＵ７０は、第２レギュレータカット弁８０を開弁する。時刻ｔ_２において回生制動力が最大値に達すると、レギュレータ圧が差圧弁８２の開弁圧に達することとなるので、差圧弁８２が開弁される。このとき、運転者のブレーキペダル２４の操作量に応じて加圧されたレギュレータ圧は差圧弁８２の開弁圧だけ減じられてホイールシリンダ２３に作用する。差圧弁８２により減じられた液圧に相当する制動力は回生制動力として得ることができるので、全体として要求制動力を発生させることができる。このように、走行中に回生制動力が最大値に達しており、かつ要求制動力が回生制動力を超えている場合には、走行中Ｒｅｇ増モードにより液圧制動力は制御される。

なお、時刻ｔ_１から時刻ｔ_２までの間は要求制動力は回生制動力により満たされており液圧制動力を発生させる必要が無いので、走行中Ｒｅｇ増モードとしてもよいし、リニア制御モードとしてもよい。回生制動力が最大値に達するまでの間に回生制動と液圧制動とを併用する場合には、リニア制御モードとすればよい。

時刻ｔ_３を過ぎると、車両速度の減少の影響により回生制動力が低下して最大値よりも小さくなり、時刻ｔ_４には車両が停止して回生制動力は零となる。回生制動力が低下しても要求制動力を維持するために、ブレーキＥＣＵ７０は、時刻ｔ_３において第２レギュレータカット弁８０を閉弁するとともに増圧リニア制御弁６６の制御を開始する。これにより、時刻ｔ_３に増圧リニア制御弁６６が開弁され、ブレーキＥＣＵ７０は、その後要求制動力が維持されるように増圧リニア制御弁６６を制御する。第２レギュレータカット弁８０の閉弁に伴って、差圧弁８２も閉弁される。このように、走行中に回生制動力が最大値に達しておらず、かつ要求制動力が回生制動力を超えている場合には、リニア制御モードにより液圧制動力は制御される。なお、第２レギュレータカット弁８０を閉弁し、増圧リニア制御弁６６により液圧制動力を制御すると、より制御精度を高めることができるという点で好ましい。

こうして時刻ｔ_４に車両速度が零となり車両が停止すると、ブレーキＥＣＵ７０は、増圧リニア制御弁６６の制御を停止して増圧リニア制御弁６６を閉弁するとともに、第１レギュレータカット弁６５を開弁する。その後時刻ｔ_５において要求制動力が減少し始めると、ブレーキＥＣＵ７０は、減圧リニア制御弁６７の制御を開始してホイールシリンダ圧を低下させる。そして、時刻ｔ_６において要求制動力が零となったところで減圧リニア制御弁６７の制御は停止され、減圧リニア制御弁６７は閉弁される。このように、車両の停止中は、停止中Ｒｅｇ増モードにより液圧制動力が制御される。

以上のように、本実施形態によれば、回生制動力が最大値に達しているときに差圧弁８２を介してレギュレータ圧を各ホイールシリンダ２３に導入するようにしている。そして、差圧弁８２の開弁圧は、回生制動力の最大値に相当する制動力を液圧制動により必要とされる液圧に設定されている。これにより、レギュレータ圧から回生制動力の最大値に相当する液圧を減じて得られる液圧がホイールシリンダ２３に作用する。レギュレータ圧の変動は、運転者のブレーキ操作に応じた要求制動力の変動に一致するので、液圧制動力と回生制動力の合計により要求制動力が発生させられる。

このとき、ブレーキＥＣＵ７０は、増圧リニア制御弁６６への制御電流の供給を停止して増圧リニア制御弁６６を閉弁し、増圧リニア制御弁６６を休止させている。よって、要求制動力を発生させながらも、増圧リニア制御弁６６の動作頻度を低減させることが可能となり、増圧リニア制御弁６６を長期間にわたって使用することができるようになる。すなわち、増圧リニア制御弁６６の耐久性を向上することができる。

特に本実施形態においては、増圧リニア制御弁６６は、各車輪のホイールシリンダ２３に対して共通に設けられているため、増圧リニア制御弁６６におけるブレーキフルードの流量は大きくなり、流体力等の負荷も大きくなる。本実施形態によれば、上述のように増圧リニア制御弁６６の動作頻度を減少させることができるので、増圧リニア制御弁６６に対する設計上の耐久性の要求を緩和することができる。よって、増圧リニア制御弁６６を共通化することによるコストダウンという利点を享受しながら、増圧リニア制御弁６６の耐久性を向上することができるという点で好ましい。

また、本実施形態においては、回生制動力が低下して最大値に達しなくなったときに、増圧リニア制御弁６６への制御電流の供給を開始して増圧リニア制御弁６６を開弁する。これにより、回生制動力の低下による制動力の不足分を液圧制動力により補うことが可能である。

なお、増圧リニア制御弁６６を制御するリニア制御モードにおいては、第２レギュレータカット弁８０を閉弁するようにしている。ところが、本発明はこれに限られず、ブレーキＥＣＵ７０は、増圧リニア制御弁６６を制御している間、第２レギュレータカット弁８０を開状態としてもよい。このようにすれば、増圧リニア制御弁６６と差圧弁８２の双方からホイールシリンダ２３にブレーキフルードを供給することができるので、液圧制動力を高応答に発生させうるという点で好ましい。また、この場合、増圧リニア制御弁６６の開度を小さくすることができるので、増圧リニア制御弁６６の耐久性をより向上させるという点でも好ましい。

更に、本実施形態においては、第２レギュレータカット弁８０は、差圧弁８２の上流に設けられている。これにより、第２レギュレータカット弁８０の閉弁時には、運転者のブレーキ操作等に伴う上流圧の変動が差圧弁８２に作用することがない。よって、このようにすれば、差圧弁８２の耐久性を高めるという点で好ましい。

次に図５を参照して、本実施形態の変形例を説明する。図５は、本実施形態の変形例に係る液圧ブレーキユニット２０を示す系統図である。本変形例においては、レギュレータ流路６２に第３レギュレータカット弁８４を設けた点で上述の実施形態とは異なる。第３レギュレータカット弁８４は、第１レギュレータカット弁６５、第２レギュレータカット弁８０、及び差圧弁８２を単一の電磁弁により一体に構成したものに相当する。なお、本変形例に関する以下の説明において、上述の実施形態と同一の内容については説明を適宜省略する。

第３レギュレータカット弁８４は、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるソレノイドおよびスプリングを有しており、ソレノイドが非通電状態にある場合に開とされる常開型電磁制御弁である。ここで、第３レギュレータカット弁８４の閉状態における自開圧は、差圧弁８２と同様に回生制動力の最大値に相当する制動力を液圧制動により発生させる際に必要とされる液圧に設定されている。開状態とされた第３レギュレータカット弁８４は、レギュレータ３３と主流路４５の第２流路４５ｂとの間でブレーキフルードを双方向に流通させることができる。ソレノイドに通電されて第１レギュレータカット弁６５が閉弁されると、上述の自開圧より小さい液圧が作用している場合にはレギュレータ流路６２におけるブレーキフルードの流通は遮断され、自開圧以上の液圧が作用すると開弁してブレーキフルードの流通が許容される。このように一体に構成された第３レギュレータカット弁８４を用いることにより、より低コストな液圧ブレーキユニット２０を実現することができるという点で好ましい。

なお、このとき、過渡応答等により第３レギュレータカット弁８４の下流側のほうが高圧となってしまう可能性がある。そうすると、第３レギュレータカット弁８４が開弁しにくくなってしまう場合がある。よって、減圧リニア制御弁６７またはＡＢＳ減圧弁５６〜５９による減圧、あるいは、自開解除圧の高いマスタカット弁６４を用いることにより、第３レギュレータカット弁８４の下流側の圧が高まるのを抑えるようにすることが望ましい。

なお、上述の本実施形態においては、液圧アクチュエータ４０は、回生制動力の最大値に相当する制動力を液圧制動により発生させる際に必要とされる液圧が作用すると開弁する差圧弁８２を含んで構成されていが、本発明はこれに限られない。例えば、回生制動力が最大値に達しているときに、ブレーキＥＣＵ７０は、第１レギュレータカット弁６５を開弁し、回生制動力と液圧制動力の合計が要求制動力となるように減圧リニア制御弁６７またはＡＢＳ減圧弁５６〜５９を制御することにより液圧制動力を制御するようにしてもよい。このようにしても、増圧リニア制御弁６６の動作頻度を低減することができるので、増圧リニア制御弁６６の耐久性を向上することができる。

本発明の一実施形態に係る車両制動装置が適用された車両を示す概略構成図である。本発明の一実施形態に係る液圧ブレーキユニットを示す系統図である。本実施形態における制御モードの選択処理を説明するためのフローチャートである。制動時の制動力、車両速度及び各電磁制御弁の開閉状態を示すタイミングチャートである。本実施形態の変形例に係る液圧ブレーキユニットを示す系統図である。

符号の説明

１車両、２０液圧ブレーキユニット、２３ホイールシリンダ、２７マスタシリンダユニット、３０動力液圧源、４０液圧アクチュエータ、６６増圧リニア制御弁、７０ブレーキＥＣＵ、８０第２レギュレータカット弁、８２差圧弁。

Claims

モータの回生制御により発生する回生制動力と液圧源から作動液を供給されて発生する液圧制動力とを併用して、要求される制動力を車両の車輪に付与するブレーキ制御装置であって、
動力の供給により加圧された作動液を蓄える動力液圧源と、
運転者によるブレーキ操作部材の操作量に応じて作動液を加圧するマニュアル液圧源と、
作動液の供給により車輪に液圧制動力を付与するホイールシリンダと、
前記動力液圧源と前記ホイールシリンダとを接続する流路の中途に設けられ、前記動力液圧源から前記ホイールシリンダへの作動液の送出を運転者によるブレーキ操作から独立して制御し得る増圧用制御弁と、
要求される制動力と回生制動力の最大値との差に相当する液圧制動力を発生させるよう前記マニュアル液圧源から送出された作動液を前記ホイールシリンダへと供給する作動液供給系統と、
回生制動力が最大値に達しているときに前記増圧用制御弁を閉状態として前記増圧用制御弁を介した作動液の送出を停止し、前記作動液供給系統を介して前記ホイールシリンダに作動液を供給する制御部と、を備え、
前記作動液供給系統は、前記回生制動力の最大値に相当する制動力を液圧制動により発生させる際に必要とされる液圧が作用すると開弁する差圧弁を含み、
前記作動液供給系統は、前記差圧弁の上流に設けられた開閉弁をさらに含み、
前記制御部は、前記回生制動力が低下して前記最大値よりも小さくなった場合に、前記開閉弁を閉弁するとともに前記増圧用制御弁を開弁することを特徴とするブレーキ制御装置。
前記制御部は、前記回生制動力が低下して前記最大値よりも小さくなった場合に前記増圧用制御弁を開弁することを特徴とする請求項１に記載のブレーキ制御装置。
前記車両には複数の車輪が設けられ、前記ホイールシリンダは前記複数の車輪の各々に対応して複数設けられており、
前記増圧用制御弁は、複数のホイールシリンダに対して共通に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のブレーキ制御装置。