JP4859135B2

JP4859135B2 - 車両用ブレーキ液圧制御装置

Info

Publication number: JP4859135B2
Application number: JP2007180347A
Authority: JP
Inventors: 信之野村
Original assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Priority date: 2007-07-09
Filing date: 2007-07-09
Publication date: 2012-01-25
Anticipated expiration: 2027-07-09
Also published as: JP2009012734A

Description

本発明は、車両用ブレーキ液圧制御装置に関し、詳しくは、前後輪制動力配分制御を実行可能な車両用ブレーキ液圧制御装置に関する。

車輪ブレーキのホイールシリンダ内のブレーキ液圧を制御して、アンチロックブレーキ（ＡＢＳ）制御や、前後輪制動力配分（ＥＢＤ）制御をする車両用ブレーキ液圧制御装置が知られている。近年、このような車両用ブレーキ液圧制御装置では、マスタシリンダからホイールシリンダに向かう液圧路に設ける常開型電磁弁に、常開型比例電磁弁を採用することでホイールシリンダ圧を滑らかに制御することが行われている。そして、常開型比例電磁弁は、一般に、所定の一サイクル時間に対する通電時間の割合、いわゆるデューティ比を調整することで、電流を可変制御するＰＷＭ制御（デューティ制御）が利用される（特許文献１参照）。

特開２００５−２５５０１７号公報

ところで、ＰＷＭ制御においてデューティ比を変更して電流を制御し、常開型比例電磁弁を駆動すると磁歪音が発生する。特に、ＥＢＤ制御時には、ＡＢＳ制御時とは異なりポンプやモータが作動しないので、この磁歪音が耳障りであるという問題がある。
特許文献１の発明においては、常開型比例電磁弁の閉弁時には、開弁時に比較して１サイクル時間を長くするので、周波数が低い方へ移行し、磁歪音が余計に耳障りになるという問題がある。なお、同文献において、常開型比例電磁弁の閉弁時には指示電流を閉弁維持電流となるように設定しているが、この指示電流も閉弁維持電流となるように通電電流をデューティ制御しているものであるため、磁歪音の発生を防止しているわけではない。

本発明は、かかる背景に鑑みなされたもので、常開型比例電磁弁を備えてＡＢＳ制御などのブレーキ液圧制御とＥＢＤ制御を行う車両用ブレーキ液圧制御装置において、耳障りな磁歪音を無くすことを目的とする。

前記した課題を解決するため、本発明は、少なくとも前後１輪ずつの複数の車輪に設けられた車輪ブレーキの制動力を制御する車両用ブレーキ液圧制御装置であって、液圧源から前記車輪ブレーキに向かう液圧路に設けられて、供給される電流に応じて前記車輪ブレーキに供給するブレーキ液圧を調整可能な常開型比例電磁弁と、前記車輪ブレーキから前記液圧源に向かう液圧路に設けられた常閉型電磁弁と、前記常開型比例電磁弁および前記常閉型電磁弁を制御して前記車輪ブレーキの増圧状態、保持状態または減圧状態を切り換えるブレーキ液圧制御手段、ならびに、前後輪の制動力を適切に配分すべく前記後輪の車輪ブレーキの液圧を調整する前後輪制動力配分制御手段を有する制御部と、を備え、前記制御部は、前記ブレーキ液圧制御手段によりＰＷＭ制御におけるデューティ比を変更することで前記常開型比例電磁弁への通電量を制御して当該常開型比例電磁弁の開き具合を制御し、前記前後輪制動力配分制御手段により、減圧および保持のいずれの指示によっても前記常開型比例電磁弁を閉じる場合には当該常開型比例電磁弁にＰＷＭ制御におけるデューティ比１００％で電流を供給することを特徴とする。

このような構成によれば、前後輪制動力配分制御手段は、常開型比例電磁弁を閉弁制御するときにデューティ比１００％で電流を供給するので、磁歪音は全く発生しない。
なお、本発明におけるブレーキ液圧制御手段が行う制御は、前後輪制動力配分制御以外のブレーキ液圧の増圧状態、保持状態または減圧状態を切り換えるもので、ＡＢＳ制御が含まれ、車両の挙動を安定化させる横滑り抑制制御などの制御が含まれるものであってもよい。

前記した車両用ブレーキ液圧制御装置においては、前記車輪ブレーキを減圧するときに排出したブレーキ液を汲み上げ、および／または、前記車輪ブレーキの少なくとも一つを加圧するためのポンプと、当該ポンプを駆動するモータとを備える。

このように、ポンプおよびモータを備える装置においては、ＡＢＳ制御などの際にポンプが作動するので、常開型比例電磁弁の磁歪音は全く気にならないものの、前後輪制動力配分制御の際には、ポンプおよびモータが作動しないので、磁歪音の発生が問題となる。したがって、このような装置において、本発明の効果が顕著に発揮される。

本発明によれば、常開型比例電磁弁を備えてＡＢＳ制御などのブレーキ液圧制御と前後輪制動力配分制御を行う車両用ブレーキ液圧制御装置において、耳障りな磁歪音を無くすことができる。そのため、搭乗者に不快感を与えることがない。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
参照する図面において、図１は本発明の一実施形態に係る車両用ブレーキ液圧制御装置を備えた車両の構成図であり、図２は車両用ブレーキ液圧装置のブレーキ液圧回路図である。

図１に示すように、車両用ブレーキ液圧制御装置１００は、車両ＣＲの各車輪（前輪Ｆ，Ｆ、後輪Ｒ，Ｒ）に付与する制動力を適宜制御する装置である。車両用ブレーキ液圧制御装置１００は、油路や各種部品が設けられる液圧ユニット１０と、液圧ユニット１０内の各種部品を適宜制御するための制御部２０とを主に備えている。

各車輪には、それぞれ車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲが備えられ、各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲには、液圧源の一例としてのマスタシリンダＭから供給される液圧により制動力を発生するホイールシリンダＷが備えられている。マスタシリンダＭとホイールシリンダＷとは、それぞれ液圧ユニット１０に接続されている。そして、ブレーキペダルＰの踏力（運転者の制動操作）に応じてマスタシリンダＭで発生したブレーキ液圧が、制御部２０および液圧ユニット１０で制御された上でホイールシリンダＷに供給されている。

制御部２０には、各前輪Ｆ，Ｆの車輪速度を検出する前輪速度センサＳＦＬ，ＳＦＲおよび各後輪Ｒ，Ｒの車輪速度を検出する後輪速度センサＳＲＬ，ＳＲＲが接続されている。そして、この制御部２０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよび入出力回路を備えており、前輪速度センサＳＦＬ，ＳＦＲおよび後輪速度センサＳＲＬ，ＳＲＲからの入力と、ＲＯＭに記憶されたプログラムやデータに基づいて各種演算処理を行うことによって、制御を実行する。なお、制御部２０の詳細は、後述することとする。

図２に示すように、液圧ユニット１０は、マスタシリンダＭと車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲとの間に配置されている。マスタシリンダＭの二つの出力ポートＭ１，Ｍ２は、液圧ユニット１０の入口ポート１２１に接続され、出口ポート１２２が、各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲに接続されている。そして、通常時は液圧ユニット１０内の入口ポート１２１から出口ポート１２２までが連通した油路となっていることで、ブレーキペダルＰの踏力が各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲに伝達されるようになっている。

液圧ユニット１０には、各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲに対応して四つの入口弁１、四つの出口弁２、および四つのチェック弁１ａが設けられている。また、出力ポートＭ１，Ｍ２に対応した各出力液圧路８１，８２に対応して二つのリザーバ３、二つのポンプ４、二つのダンパ５、二つのオリフィス５ａが設けられ、二つのポンプ４を駆動するためのモータ６を備えている。

入口弁１は、各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲとマスタシリンダＭとの間（各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲの上流側）に配置された常開型比例電磁弁である。入口弁１は、前記した制御部２０からの通電量によって、その開弁量が調整可能となっている。入口弁１は、通常時に開いていることで、マスタシリンダＭから各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲへブレーキ液圧が伝達するのを許容している。また、入口弁１は、車輪がロックしそうになったときに制御部２０により閉塞されることで、ブレーキペダルＰから各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲに伝達する液圧を遮断する。さらに、入口弁１は、制御部２０によって所定の閉弁力（開弁量）となるように制御されることで、各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲ内の液圧を所定の傾きで増加させる。

出口弁２は、各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲと各リザーバ３との間（入口弁１のホイールシリンダＷ側の液圧路からリザーバ３およびポンプ４に通じる液圧路上）に配置された常閉型の電磁弁である。出口弁２は、通常時に閉塞されているが、車輪がロックしそうになったときに制御部２０により開放されることで、各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲに加わる液圧を各リザーバ３に逃がす。

チェック弁１ａは、各入口弁１に並列に接続されている。このチェック弁１ａは、各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲ側からマスタシリンダＭ側へのブレーキ液の流入のみを許容する弁であり、ブレーキペダルＰからの入力が解除された場合に入口弁１を閉じた状態にしたときにおいても、各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲ側からマスタシリンダＭ側へのブレーキ液の流れを許容する。

リザーバ３は、各出口弁２が開放されることによって逃がされるブレーキ液を一時的に貯留する機能を有している。
ポンプ４は、リザーバ３で貯留されているブレーキ液を吸入し、そのブレーキ液をダンパ５やオリフィス５ａを介してマスタシリンダＭへ戻す機能を有している。

入口弁１および出口弁２は、制御部２０により開閉状態が制御されることで、各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲのホイールシリンダＷにおける液圧（以下、「キャリパ圧」ともいう。）を制御する。例えば、入口弁１が開、出口弁２が閉となる通常状態では、ブレーキペダルＰを踏んでいれば、マスタシリンダＭからの液圧がそのままホイールシリンダＷへ伝達して増圧状態となり、入口弁１が閉、出口弁２が開となれば、ホイールシリンダＷからリザーバ３側へブレーキ液が流出して減圧状態となり、入口弁１と出口弁２が共に閉となれば、キャリパ圧（ホイールシリンダＷの液圧）が保持される保持状態となる。また、入口弁１を所定の開弁量で開弁させた状態では、ホイールシリンダＷ内が所定の傾きで徐々に増圧する増圧状態となる。そして、制御部２０は、各ホイールシリンダＷで目標とするブレーキ液圧に応じて、前記した増圧状態、減圧状態、保持状態を切り換えるべく、各入口弁１や各出口弁２に所定量の電流または制御信号を出力する。

次に、制御部２０の詳細について説明する。参照する図面において、図３は、制御部の構成を示すブロック図であり、図４は、制御部による入口弁の開弁制御を示すフローチャートである。

図３に示すように、制御部２０は、前輪速度センサＳＦＬ，ＳＦＲおよび後輪速度センサＳＲＬ，ＳＲＲが検出した車輪速に基づき、ＡＢＳ制御およびＥＢＤ制御を行う装置である。そのため、制御部２０は、前輪速度算出部２１、後輪速度算出部２２、スリップ率算出部２３、ＡＢＳ制御手段２４、目標車輪速度設定部２５、ＥＢＤ制御手段２６、弁駆動部２７および記憶部２９を備えている。

前輪速度算出部２１は、左右の前輪速度センサＳＦＬ，ＳＦＲが検出した前輪Ｆ，Ｆの回転速度を前輪Ｆ，Ｆの外周の速度に換算して前輪Ｆ，Ｆの速度を算出する部分である。後輪速度算出部２２も同様にして、左右の後輪速度センサＳＲＬ，ＳＲＲが検出した後輪Ｒ，Ｒの回転速度から後輪Ｒ，Ｒの速度を算出する。前輪Ｆ，Ｆおよび後輪Ｒ，Ｒの速度は、スリップ率算出部２３および目標車輪速設定部２５に出力され、後輪Ｒ，Ｒの速度は、ＥＢＤ制御手段２６に出力される。

スリップ率算出部２３は、前輪Ｆ，Ｆおよび後輪Ｒ，Ｒの速度から公知の方法によりスリップ率を算出する部分である。スリップ率は、車体速度を推定した上で、各車輪について算出する。算出されたスリップ率はＡＢＳ制御手段２４に出力される。

ＡＢＳ制御手段２４は、スリップ率に基づいて、各車輪のロックを抑制するべく、各車輪に制動力を適宜付与する手段である。例えば、スリップ率が所定値以上であれば、各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲの減圧を弁駆動部２７に指示し、スリップ率が所定範囲内であれば、各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲの液圧の保持を弁駆動部２７に指示し、スリップ率が所定値以下であれば、各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲの増圧を弁駆動部２７に指示するようになっている。
ＡＢＳ制御手段２４は、保持または減圧後に増圧をするため入口弁１を開くに際し、ＰＷＭ制御によるデューティ比を変更することで、入口弁１の通電量、すなわち開き具合を制御する。

目標車輪速度設定部２５は、各後輪Ｒ，Ｒの目標車輪速度を設定する部分である。ＥＢＤ制御においては、一例として左右で同じ側の後輪Ｒの速度と前輪Ｆの速度とを同等にすれば、各前輪Ｆ，Ｆと各後輪Ｒ，Ｒの制動力配分が適正になるのであるが、各後輪Ｒ，Ｒの車輪速度の設定方法は、これに限定されるものではない。各後輪Ｒ，Ｒの車輪速度の設定を各前輪Ｆ，Ｆの車輪速度と同等にする場合、各前輪Ｆ，Ｆの速度を目標車輪速度とすればよい。また、特開２００７−３０７９７号公報に開示されているように、各後輪Ｒ，Ｒの今回の目標車輪速度を、前回の目標車輪速度と各前輪Ｆ，Ｆの減速量とに基づいて設定してもよい。設定された目標車輪速度は、ＥＢＤ制御手段２６に出力される。

ＥＢＤ制御手段２６は、各後輪Ｒ，Ｒの目標車輪速度と各後輪Ｒ，Ｒの車輪速度とに基づいて各後輪Ｒ，Ｒの制動力を制御することで、各後輪Ｒ，Ｒの制動力を各前輪Ｆ，Ｆの制動力よりも弱めるように各前輪Ｆ，Ｆと各後輪Ｒ，Ｒの制動力配分を調整する部分である。
具体的には、各後輪Ｒ，Ｒの目標車輪速度と各後輪Ｒ，Ｒの車輪速度との差（速度差）の大小に応じて後輪Ｒ，Ｒの制御弁手段Ｖを制御する。例えば、速度差が予め設定された増圧基準値以上である場合には、入口弁１を開弁させるとともに出口弁２を閉弁させる指示を弁駆動部２７に出力し、速度差が予め設定された減圧基準値よりも大きくかつ増圧基準値未満であれば入口弁１を閉弁させるとともに出口弁２を閉弁させる指示を弁駆動部２７に出力し、速度差が減圧基準値以下である場合には入口弁１を閉弁させるとともに出口弁２を開弁する指示を弁駆動部２７に出力する。ＥＢＤ制御手段２６は、この入口弁１の制御の際、入口弁１に１００％デューティで電流を供給する指示をすることで、閉弁制御する。

弁駆動部２７は、ＡＢＳ制御手段２４およびＥＢＤ制御手段２６の指示にしたがって、制御弁手段Ｖを駆動する部分である。すなわち、ＡＢＳ制御手段２４およびＥＢＤ制御手段２６からの指示に従い、入口弁１をデューティ制御し、出口弁２に信号を出力する。この際、ＡＢＳ制御手段２４の指示に従い、入口弁１のデューティ比を適宜変更し、ＥＢＤ制御手段２６に従い、入口弁１に１００％デューティで電流を供給する。

記憶部２９は、制御部２０で用いる演算式や、テーブル、定数、プログラムなどを記憶している記憶装置である。

以上のように構成された車両用ブレーキ液圧制御装置１００の動作について説明する。
図４に示すように、車両用ブレーキ液圧制御装置１００は、車両ＣＲの走行中に、随時前輪Ｆ，Ｆの回転速度と後輪Ｒ，Ｒの回転速度を検出し、車輪速度を算出する（Ｓ１０１）。そして、前輪Ｆ，Ｆの車輪速度と後輪Ｒ，Ｒの車輪速度に基づいてスリップ率を算出する（Ｓ１０２）。このスリップ率に基づいて、ＡＢＳ制御手段２４は、ＡＢＳ制御条件の成立を判断し、成立した場合には（Ｓ１０３，Ｙｅｓ）、ＡＢＳ制御のために、減圧、保持または増圧の指示を弁駆動部２７に出力する。そして、弁駆動部２７により制御弁手段Ｖが制御される。このとき、入口弁１は、指定のデューティ比で制御される（Ｓ１０４）。すなわち、増圧の程度によっては、デューティ比が随時変更されつつ、入口弁１の開度が調整される。

一方、ＡＢＳ制御条件が成立しない場合（Ｓ１０３，Ｎｏ）、目標車輪速度設定部２５により、目標車輪速度が設定される（Ｓ１０５）。そして、ＥＢＤ制御手段２６により、ＥＢＤ制御条件が成立したかどうか判断される。ＥＢＤ制御条件が成立した場合（Ｓ１０６，Ｙｅｓ）、ＥＢＤ制御のために制御弁手段Ｖに、減圧、保持または増圧の指示を弁駆動部２７に出力する。このとき、入口弁１は、１００％デューティで閉弁制御される（Ｓ１０７）。

ステップＳ１０６において、ＥＢＤ制御条件が成立しない場合（Ｎｏ）、制御弁手段Ｖの駆動指示は出力されない。すなわち、入口弁１の駆動は停止する（Ｓ１０８）。

以上のように、本実施形態の車両用ブレーキ液圧制御装置１００によれば、ＡＢＳ制御をするときには、ＰＷＭ制御におけるデューティ比を変更することで入口弁１に供給される電流が制御されるが、ＥＢＤ制御をする場合には、入口弁１が１００％デューティで制御される。したがって、ＥＢＤ制御時において、耳障りな磁歪音が発生することはなく、車両ＣＲの居住環境を良好にすることができる。
なお、ＡＢＳ制御をするときには、入口弁１を制御するデューティ比を１００％にするとは限らないので、磁歪音が発生するが、ＡＢＳ制御時には、モータ６の作動音などで磁歪音はほとんど分からないので、車両ＣＲの居住性にはほとんど影響がない。

以上に本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更可能である。
例えば、液圧源はブレーキペダルＰにより圧力を発生するマスタシリンダＭには限られない。

前記実施形態においては、ＥＢＤ制御の他に、ＡＢＳ制御をする場合についてのみ説明したが、車両ＣＲが横滑りし始めたときに、車両ＣＲを安定化させる横滑り抑制制御を併せて行う車両用ブレーキ液圧制御装置に本発明を適用することもできる。この場合、例えば特開２００７−３０７５７号公報に記載のように、ポンプで車輪ブレーキの少なくとも一つを加圧する形態とすることができる。

前記実施形態においては、４輪の車両ＣＲについてのみ例示したが、２輪車や、６輪車など前後に少なくとも一つの車輪がある車両であれば、本発明を適用することができる。

本発明の実施形態に係る車両用ブレーキ液圧制御装置を備えた車両の構成図である。車両用ブレーキ液圧制御装置のブレーキ液圧回路図である。制御装置のブロック構成図である。制御部による入口弁の開弁制御を示すフローチャートである。

符号の説明

１入口弁
２出口弁
３リザーバ
４ポンプ
５ダンパ
６モータ
１０液圧ユニット
２０制御部
１００車両用ブレーキ液圧制御装置
ＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲ車輪ブレーキ
Ｍマスタシリンダ
Ｒ後輪
ＳＦ前輪速度センサ
ＳＲ後輪速度センサ

Claims

少なくとも前後１輪ずつの複数の車輪に設けられた車輪ブレーキの制動力を制御する車両用ブレーキ液圧制御装置であって、
液圧源から前記車輪ブレーキに向かう液圧路に設けられて、供給される電流に応じて前記車輪ブレーキに供給するブレーキ液圧を調整可能な常開型比例電磁弁と、
前記車輪ブレーキから前記液圧源に向かう液圧路に設けられた常閉型電磁弁と、
前記常開型比例電磁弁および前記常閉型電磁弁を制御して前記車輪ブレーキの増圧状態、保持状態または減圧状態を切り換えるブレーキ液圧制御手段、ならびに、前後輪の制動力を適切に配分すべく前記後輪の車輪ブレーキの液圧を調整する前後輪制動力配分制御手段を有する制御部と、前記車輪ブレーキを減圧するときに排出したブレーキ液を汲み上げ、および／または、前記車輪ブレーキの少なくとも一つを加圧するためのポンプと、当該ポンプを駆動するモータとを備え、
前記制御部は、前記ブレーキ液圧制御手段によりＰＷＭ制御におけるデューティ比を変更することで前記常開型比例電磁弁への通電量を制御して当該常開型比例電磁弁の開き具合を制御し、前記前後輪制動力配分制御手段により、減圧および保持のいずれの指示によっても前記常開型比例電磁弁を閉じる場合には当該常開型比例電磁弁にＰＷＭ制御におけるデューティ比１００％で電流を供給することを特徴とする車両用ブレーキ液圧制御装置。