JP4872889B2

JP4872889B2 - 車両用制動装置

Info

Publication number: JP4872889B2
Application number: JP2007298497A
Authority: JP
Inventors: 宏磯野; 恭司水谷
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-11-16
Filing date: 2007-11-16
Publication date: 2012-02-08
Anticipated expiration: 2027-11-16
Also published as: JP2009120124A

Description

本発明は、車両用制動装置に関し、制動操作に応じてマスタシリンダの駆動を助成する負圧助勢手段及び液圧助勢手段を有する車両用制動装置に関するものである。

車両には、走行中の車両を制動可能な制動装置を有しており、この制動装置は、ブレーキ油圧制御により作動する。即ち、制動装置は、運転者がブレーキペダルを踏み込んだときに、ブレーキ油圧制御部が油圧を制御し、この油圧により作動する。このように車両用制動装置は、ブレーキペダルへの踏力により制動装置を作動させる制動油圧を発生させるが、従来の車両用制動装置では、バキュームブースタやポンプなどの助勢装置が設けられている。車両用制動装置は、これらの助勢装置を作動させることにより、車両制動時にブレーキペダルへの踏力を軽減させている。

このような助勢装置のうち、負圧助勢装置としてのバキュームブースタは、車両が有するエンジンの負圧を利用することにより、ブレーキペダルを踏む力を軽減させることができる。また、液圧助勢装置としてのポンプは、車両用制動装置が有する油路内の油圧を上昇させることができ、これによりブレーキ力を確保することができる。車両用制動装置では、状況に応じてバキュームブースタとポンプとを使い分けたり、併用したりしている。

このような助勢装置を有する車両用制動装置としては、下記特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載された車両の液圧ブレーキ装置は、負圧ブースタの助勢限界に達するまで液圧ブースタによるマスタシリンダピストンの助勢を禁止し、負圧ブースタの助勢限界を越えたときに液圧ブースタによる助勢を許容する弁手段と、負圧ブースタの作動状態とブレーキペダルの操作量の少なくとも何れか一方を検出するセンサを設け、その検出出力に基づいて負圧ブースタが助勢限界に達する前の適切な時期に液圧ポンプを起動して液圧ブースタによる助勢を付加するものである。

特開２００１−０８８６８８号公報

上述した従来の車両の液圧ブレーキ装置では、負圧ブースタが助勢限界に達する前の適切な時期に、液圧ポンプを起動して液圧ブースタによる助勢を付加しており、具体的には、ブレーキペダルに対する踏力に対して、目標となるマスタシリンダ圧、つまり、ブレーキ圧を設定している。そのため、負圧ブースタの負圧が低下している状態で、乗員がブレーキペダルを所定以上の踏力で踏み込むと、液圧ブースタは低下しているブレーキ圧から予め設定された目標ブレーキ圧まで助勢することとなり、ブレーキの効きが急激に向上して乗員は違和感を感じ、ブレーキフィーリングが悪化してしまうという問題がある。

本発明は、このような問題を解決するためのものであって、マスタシリンダの作動状態に応じて目標ホイールシリンダ圧を設定することで液圧助勢手段を適性に制御して制動操作フィーリングの向上を図った車両用制動装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の車両用制動装置は、操作部材の制動操作に応じてマスタシリンダ圧を出力可能なマスタシリンダと、前記操作部材の制動操作に応じて負圧により前記マスタシリンダへの入力を助勢する負圧助勢手段と、前記操作部材の制動操作に応じてポンプ加圧によりマスタシリンダ圧を助勢する液圧助勢手段と、前記操作部材による制動操作力を取得可能な制動操作力取得手段と、前記マスタシリンダから出力されるマスタシリンダ圧を取得可能なマスタシリンダ圧取得手段と、前記制動操作力取得手段により取得された制動操作力が予め設定された基準制動操作力を超えたときに前記マスタシリンダ圧取得手段が取得したマスタシリンダ圧を基準として目標ホイールシリンダ圧を設定する目標ホイールシリンダ圧設定手段と、該目標ホイールシリンダ圧設定手段が設定した目標ホイールシリンダ圧に基づいて前記液圧助勢手段を制御する制動制御手段と、を備えることを特徴とするものである。

また、本発明の車両用制動装置では、前記目標ホイールシリンダ圧設定手段は、制動操作力が基準制動操作力を超えたときのマスタシリンダ圧が予め設定された下限マスタシリンダ圧より低いとき、この下限マスタシリンダ圧を基準として目標ホイールシリンダ圧を設定することを特徴としている。

また、本発明の車両用制動装置では、前記目標ホイールシリンダ圧設定手段は、制動操作力が基準制動操作力を超えたときのマスタシリンダ圧が予め設定された基準マスタシリンダ圧より低いとき、このときのマスタシリンダ圧を基準として目標ホイールシリンダ圧を設定すると共に、設定した目標ホイールシリンダ圧の増加勾配を大きく設定することを特徴としている。

また、本発明の車両用制動装置では、前記目標ホイールシリンダ圧設定手段は、前記制動操作力取得手段が取得した制動操作力と基準制動操作力との偏差に予め設定されたマスタシリンダ圧勾配を乗算し、基準マスタシリンダ圧を加算することで目標ホイールシリンダ圧を算出することを特徴としている。

また、本発明の車両用制動装置では、前記制動操作力取得手段が取得した制動操作力の変化の度合である制動操作力勾配を取得可能な制動操作力勾配取得手段と、前記マスタシリンダから出力されるマスタシリンダ圧を左右の車輪ごとに調圧可能な調圧手段とを設け、前記制動制御手段は、前記目標ホイールシリンダ圧設定手段が設定した目標ホイールシリンダ圧に基づいて前記液圧助勢手段を制御すると共に、前記制動操作力勾配取得手段が取得した制動操作力勾配に基づいて前記調圧手段を制御することを特徴としている。

本発明の車両用制動装置によれば、マスタシリンダに対して負圧助勢手段と液圧助勢手段を設けて構成し、目標ホイールシリンダ圧設定手段が制動操作力が予め設定された基準制動操作力を超えたときにマスタシリンダ圧を基準として目標ホイールシリンダ圧を設定し、制動制御手段がこの目標ホイールシリンダ圧に基づいて液圧助勢手段を制御するので、マスタシリンダの作動状態に応じて目標ホイールシリンダ圧が設定されることとなり、液圧助勢手段を適性に制御することで制動操作フィーリングを向上することができる。

以下に、本発明に係る車両用制動装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。

図１は、本発明の一実施例に係る車両用制動装置を表す概略構成図、図２は、本実施例の車両用制動装置における制御ブロック図、図３−１は、本実施例の車両用制動装置により踏力に対して目標ホイールシリンダ圧を設定する制御マップ、図３−２は、本実施例の車両用制動装置により踏力に対して目標ホイールシリンダ圧が大きく設定される制御マップ、図３−３は、本実施例の車両用制動装置により踏力に対して目標ホイールシリンダ圧が小さく設定される制御マップ、図４は、本実施例の車両用制動装置により目標ホイールシリンダ圧を設定する制御のフローチャート、図５は、本実施例の車両用制動装置により設定された目標ホイールシリンダ圧を用いたＡＢＳ制御のフローチャートである。

本実施例の車両用制動装置において、図１に示すように、図示しない車両の室内に、走行中の車両を制動させる操作、即ち、制動操作に用いる操作部材としてのブレーキペダル５が設けられている。このブレーキペダル５は、車両の運転者が足で制動操作力である踏力を入力する部分である踏面部６を有しており、踏面部６に踏力を入力した際に、回動軸７を中心として回動可能に設けられている。

また、ブレーキペダル５にはブレーキロッド１０が接続されており、ブレーキロッド１０におけるブレーキペダル５に接続されている側の端部の反対側の端部は、バキュームブースタ（負圧助勢手段）３０に接続されている。また、このバキュームブースタ３０は、ブレーキペダル５に踏力を入力させた際に油圧を発生させることのできるマスタシリンダ３５が接続されている。また、バキュームブースタ３０には、車両が搭載するエンジン（図示省略）の運転時に発生する負圧が伝達可能な負圧経路３１が接続されている。

このように設けられるバキュームブースタ３０は、ブレーキペダル５に踏力が入力された際に踏力をマスタシリンダ３５に伝達可能に設けられており、その際に、エンジンから伝達される負圧と大気圧との差により、踏力を増力してマスタシリンダ３５に伝達可能に設けられている。つまり、バキュームブースタ３０は、ブレーキペダル５を制動操作した際の踏力を負圧によって増力させることにより、マスタシリンダ３５への入力を踏力に対して増力させることができる負圧助勢手段として設けられている。

また、マスタシリンダ３５には、このマスタシリンダ３５で発生した油圧を伝達可能な油路４０が接続されている。これらのマスタシリンダ３５及び油路４０内には、作動油として用いられるブレーキフルード（図示省略）が満たされており、マスタシリンダ３５は、このブレーキフルードの圧力である油圧の増減が可能に設けられている。また、マスタシリンダ３５に接続される油路４０は、２系統に分かれて構成されており、２系統の油路４０である第１油路４１と第２油路４５とが、それぞれ独立してマスタシリンダ３５に接続されている。

これらの第１油路４１と第２油路４５とは、共にそれぞれ分岐しており、第１油路４１は、第１油路第１分岐経路４２と第１油路第２分岐経路４３とに分岐している。同様に、第２油路４５は、第２油路第１分岐経路４６と第２油路第２分岐経路４７とに分岐している。第１油路４１及び第２油路４５には、このように分岐している部分の端部に、車両用制動装置を備える車両が有する車輪（図示省略）の近傍に設けられるホイールシリンダ５０が接続されている。

このホイールシリンダ５０は、車輪の回転時に車輪と一体となって回転するブレーキディスク（図示省略）と組みになって設けられている。また、ホイールシリンダ５０は、作動時にブレーキディスクの回転を減速可能に設けられており、このブレーキディスクの減速を介して、車輪の回転を減速可能に設けられている。

第１油路４１と第２油路４５との分岐している部分の端部には、このようにホイールシリンダ５０が接続されている。構成を詳しく説明すると、まず、車両の進行方向に向かって左側に位置する前輪と後輪とを、それぞれ左前輪、左後輪とし、右側に位置する前輪と後輪とを、それぞれ右前輪、右後輪とする。この場合に、第１油路第１分岐経路４２には、左前輪近傍に設けられるホイールシリンダ５０である左前輪ホイールシリンダ５１が接続されており、第１油路第２分岐経路４３には、右後輪近傍に設けられるホイールシリンダ５０である右後輪ホイールシリンダ５４が接続されている。また、第２油路第１分岐経路４６には、右前輪近傍に設けられるホイールシリンダ５０である右前輪ホイールシリンダ５２が接続されており、第２油路第２分岐経路４７には、左後輪近傍に設けられるホイールシリンダ５０である左後輪ホイールシリンダ５３が接続されている。

また、この第１油路４１及び第２油路４５には、それぞれ複数の電磁弁装置（調圧手段としてのＡＢＳ装置）６０が設けられている。この電磁弁装置６０は、常開の電磁開閉弁である増圧弁６１と、常閉の電磁開閉弁である減圧弁６２とを有しており、増圧弁６１及び減圧弁６２は、第１油路第１分岐経路４２、第１油路第２分岐経路４３、第２油路第１分岐経路４６、第２油路第２分岐経路４７のそれぞれに配設されている。本実施例に係る車両用制動装置は、これら増圧弁６１及び減圧弁６２の開閉の組み合わせにより、ホイールシリンダ５０に作用させる油圧の増大、減少、保持を切り替え可能に設けられている。

また、第１油路４１及び第２油路４５には、共にリザーバ６５が接続されており、第１油路４１及び第２油路４５に設けられる各減圧弁６２は、リザーバ６５に接続されている。さらに、第１油路４１及び第２油路４５には、それぞれに油路４０内のブレーキフルードに対して所定方向の流れを与えることのできるポンプ（液圧助勢手段）７０が設けられている。これらのポンプ７０は、ポンプ７０を作動可能なポンプモータ７１に接続されている。

このように設けられるポンプ７０は、ポンプモータ７１により作動されることにより、マスタシリンダ圧を増力してホイールシリンダ５０に伝達可能に設けられている。つまり、ポンプ７０は、ブレーキペダル５を制動操作した際に、マスタシリンダ３５から供給されるマスタシリンダ圧を液圧によって増力させることにより、ホイールシリンダ５０への入力をマスタシリンダ圧に対して増力させることができる液圧助勢手段として設けられている。

また、これらの油路４０のうち、第２油路４５には、マスタシリンダ３５の油圧であるマスタシリンダ圧を検出可能なマスタシリンダ圧センサ７５が接続されている。このマスタシリンダ圧センサ７５は、ブレーキペダル５を制動操作した際にマスタシリンダ３５から供給されるマスタシリンダ圧に応じて作動するマスタシリンダ圧取得手段として設けられている。さらに、マスタシリンダ３５には、作動油として用いられるブレーキフルードを貯留可能なリザーバタンク３８が接続されている。

また、ブレーキペダル５には、踏力センサ１５が設けられている。この踏力センサ１５は、ブレーキペダル５を制動操作した際の制動操作力である踏力に応じて作動する制動操作力取得手段として設けられている。詳しくは、この踏力センサ１５は、ケーシング１７と、このケーシング１７から突出すると共に外力を与えることによって突出量を変化させることのできる作動子１６とを有しており、ケーシング１７がブレーキペダル５に固定されることにより、踏力センサ１５はブレーキペダル５に設けられている。その向きは、ブレーキペダル５を制動操作した際に、ブレーキペダル５が回動する方向に作動子１６が突出する向きとなっている。

また、ブレーキペダル５には、ブレーキペダル５に対して回動可能な作動レバー２０が接続されており、ブレーキロッド１０は、接続部材１１によって、この作動レバー２０に接続されている。即ち、ブレーキロッド１０は、作動レバー２０を介してブレーキペダル５に接続されている。この作動レバー２０は、作動レバー２０の両端部のうち、一方の端部がブレーキペダル５に回動可能に接続されており、他方の端部付近が踏力センサ１５の作動子１６に、ブレーキペダル５に踏力を入力した際にブレーキペダル５が回動する方向側から接触している。つまり、作動レバー２０は、一方の端部が作動レバー回動軸２１によってブレーキペダル５に対して回動可能に接続されている。

さらに、このようにブレーキペダル５に対して回動可能に接続される作動レバー２０と、作動レバー２０における踏力センサ１５の作動子１６に接触している部分の近傍には、弾性部材であるスプリング（図示省略）が配設されている。このスプリングは、踏力センサ１５のケーシング１７と作動レバー２０とが離れる方向に、双方に対して付勢力を与えて配設されている。

また、ブレーキロッド１０は、作動レバー２０における作動レバー回動軸２１が位置している側の端部と、踏力センサ１５の作動子１６に接触している側の端部との間に接続されている。このように作動レバー２０に接続されたブレーキロッド１０は、ブレーキペダル５に踏力を入力した際にブレーキペダル５が回動する方向に向かって配設されている。これにより、ブレーキペダル５に踏力を入力した際には、ブレーキロッド１０には圧縮方向の力が作用し、踏力はブレーキロッド１０を介してバキュームブースタ３０に入力される。

また、これらのように設けられる踏力センサ１５やマスタシリンダ圧センサ７５、ポンプモータ７１は、車両の各部を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）８０に接続されており、ＥＣＵ８０によって制御可能に設けられている。

このように構成された本実施例の車両用制動装置における制御ブロックにおいて、図２に示すように、ＥＣＵ８０には、処理部８１、記憶部９５及び入出力部９６が設けられており、これらは互いに接続され、互いに信号の受け渡しが可能になっている。また、ＥＣＵ８０に接続されている踏力センサ１５やマスタシリンダ圧センサ７５、ポンプモータ７１は、入出力部９６に接続されており、入出力部９６は、これらの踏力センサ１５等との間で信号の入出力を行なう。また、記憶部９５には、本発明に係る車両用制動装置を制御するコンピュータプログラムが格納されている。この記憶部９５は、ハードディスク装置や光磁気ディスク装置、またはフラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ等のような読み出しのみが可能な記憶媒体）や、ＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性のメモリ、或いはこれらの組み合わせにより構成することができる。

また、処理部８１は、メモリ及びＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成されており、マスタシリンダ圧を取得可能なマスタシリンダ圧取得手段である油圧取得部８２と、ブレーキペダル５への操作力の大きさである制動操作力として、ブレーキペダル５に入力する踏力を取得可能な制動操作力取得手段である踏力取得部８３と、マスタシリンダ圧の変化の度合いである油圧勾配を取得可能な油圧勾配取得手段である油圧勾配取得部８４と、制動操作力の変化の度合いである制動操作力勾配、即ち、踏力の変化の度合いである踏力勾配を取得可能な制動操作力勾配取得手段である踏力勾配取得部８５と、を有している。

また、処理部８１は、制動操作力としての踏力が予め設定された基準踏力（基準制動操作力）を越えたかどうかを判定可能な制動操作力判定手段である踏力判定部８８と、踏力が予め設定された基準踏力を超えたときにマスタシリンダ圧取得手段としてのマスタシリンダ圧センサ７５が取得したマスタシリンダ圧を基準として目標ホイールシリンダ圧を設定する目標ホイールシリンダ圧設定手段としての目標ホイールシリンダ圧設定部８９と、を有している。

また、処理部８１は、油路４０に設けられているポンプ７０を制御するポンプ制御手段であるポンプ制御部９１と、油路４０に設けられている電磁弁装置６０を制御する電磁弁装置制御手段である電磁弁装置制御部９２と、を有している。

ＥＣＵ８０によって制御される制動制御は、例えば、踏力センサ１５などよる検出結果に基づいて、処理部８１がコンピュータプログラムを処理部８１に組み込まれたメモリに読み込んで演算し、演算の結果に応じてポンプモータ７１などを作動させることにより実行する。その際に、処理部８１は、記憶部９５へ演算途中の数値を格納し、格納した数値を取り出して演算を実行する。なお、このように制動制御する場合には、コンピュータプログラムの代わりに、ＥＣＵ８０とは異なる専用のハードウェアによって制御してもよい。

ここで、本実施例の車両用制動装置による制動動作について説明する。車両の走行中にブレーキをかける際には、ブレーキペダル５に踏力を入力する。ブレーキペダル５に踏力を入力する場合には、運転者は足でブレーキペダル５の踏面部６に対して入力する。これによりブレーキペダル５は、回動軸７を中心に、踏力の大きさに応じて回動する。

ブレーキペダル５に踏力が入力されてブレーキペダル５が回動した場合、作動レバー２０を介してブレーキペダル５に接続されたブレーキロッド１０は、バキュームブースタ３０の方向に押され、バキュームブースタ３０に対して入力される。

バキュームブースタ３０には負圧経路３１が接続されており、バキュームブースタ３０にはエンジンの運転時における吸気行程で発生する負圧が伝達可能に設けられている。このため、踏力がバキュームブースタ３０に対して入力された場合、バキュームブースタ３０はこの負圧と大気圧との差圧により、踏力を増力させてマスタシリンダ３５に入力する。踏力に対して増力した力が入力されたマスタシリンダ３５は、入力された力に応じてブレーキフルードに対して圧力を与え、マスタシリンダ圧を上昇させる。

マスタシリンダ圧が上昇した場合、第１油路４１及び第２油路４５内のブレーキフルードの圧力も上昇し、油路４０内の油圧はマスタシリンダ圧になる。さらに、このように油路４０内の油圧が上昇した場合、この油圧はホイールシリンダ５０にも伝達され、伝達された油圧により作動する。即ち、ホイールシリンダ５０は、マスタシリンダ圧で作動する。ホイールシリンダ５０が作動した場合、ホイールシリンダ５０は車輪と一体となって回転するブレーキディスクの回転を低下させる。これにより、車輪の回転も低下するため、車両は減速する。

また、このようにブレーキペダル５の踏面部６に踏力が入力されてブレーキペダル５が回動する場合、ブレーキロッド１０は作動レバー２０を介してブレーキペダル５に接続されているため、ブレーキロッド１０に対しては、作動レバー２０から踏力を伝達する。ここで、作動レバー２０は、一端が作動レバー回動軸２１によってブレーキペダル５に対して回動可能に接続されており、他端は踏力センサ１５のケーシング１７に対して、スプリングによって離れる方向の付勢力が与えられつつ、作動子１６に接触している。

また、ブレーキロッド１０は、作動レバー２０の両端の間に接続され、ブレーキペダル５に踏力が入力された場合における回動方向に向かって形成されているため、ブレーキペダル５が踏力によって回動軸７を中心に回動する場合、作動レバー２０は、ブレーキロッド１０に伝達する力の反力の方向に回動する。このため、作動レバー２０は、作動レバー回動軸２１を中心としてブレーキロッド１０に押される方向、つまり、踏力センサ１５の作動子１６に接触している側の端部が踏力センサ１５のケーシング１７に近付く方向に回動する。これにより、踏力センサ１５の作動子１６は、作動レバー２０に押されてケーシング１７からの突出量が小さくなる。

また、作動レバー２０は、ブレーキペダル５に入力する踏力が大きくなるに従って、踏力センサ１５のケーシング１７に近付く方向に回動する。これにより、踏力センサ１５の作動子１６は、ブレーキペダル５に入力する踏力が大きくなるに従って大きな力で作動レバー２０に押され、突出量が小さくなる。即ち、踏力センサ１５の作動子１６の突出量は、ブレーキペダル５に入力する踏力の大きさに応じて変化する。

踏力センサ１５は、このようにブレーキペダル５に踏力が入力されることにより作動子１６の突出量が変化するが、この踏力センサ１５は、ＥＣＵ８０の処理部８１が有する踏力取得部８３に対して、作動子１６の突出量の状態を、電気信号により伝達する。作動子１６の突出量は、ブレーキペダル５に入力する踏力が大きくなるに従って変化するため、踏力取得部８３は、作動子１６の突出量の状態を取得することを介して、ブレーキペダル５に入力された踏力を取得する。

踏力取得部８３は、このように踏力センサ１５より取得した踏力を、ＥＣＵ８０の処理部８１が有する踏力勾配取得部８５に伝達する。制動操作を行なう際には、ブレーキペダル５に入力する踏力は時間によって変化する場合が多いが、踏力勾配取得部８５は、このように踏力取得部８３から踏力を経時的に受け取ることにより、踏力の変化の度合いを導出し、この踏力の変化の度合いである踏力勾配を取得する。

また、ブレーキペダル５に踏力を入力することによりマスタシリンダ圧は上昇するが、このマスタシリンダ圧は、第２油路４５に接続されたマスタシリンダ圧センサ７５が検出する。マスタシリンダ圧を検出したマスタシリンダ圧センサ７５は、ＥＣＵ８０の処理部８１が有する油圧取得部８２に検出結果を伝達する。マスタシリンダ圧センサ７５の検出結果が伝達された油圧取得部８２は、伝達された検出結果より、マスタシリンダ圧を取得する。

油圧取得部８２は、このようにマスタシリンダ圧センサ７５の検出結果より取得したマスタシリンダ圧を、ＥＣＵ８０の処理部８１が有する油圧勾配取得部８４に伝達する。制動操作を行なう際には、ブレーキペダル５に入力する踏力は時間によって変化する場合が多く、それに伴いマスタシリンダ圧も時間によって変化する場合が多くなっている。このため、油圧取得部８２は、油圧勾配取得部８４に対してマスタシリンダ圧を伝達し続ける。油圧勾配取得部８４は、このように油圧取得部８２からマスタシリンダ圧を経時的に受け取ることにより、マスタシリンダ圧の変化の度合いを導出し、このマスタシリンダ圧の変化の度合いである油圧勾配を取得する。

ブレーキペダル５に踏力を入力した場合、踏力はバキュームブースタ３０で負圧と大気圧との差圧を利用して増力してマスタシリンダ３５に入力される。このため、マスタシリンダ３５への入力は、負圧の大きさによって変化する。具体的には、負圧が大きい場合、つまり、エンジンからバキュームブースタ３０に伝達される負圧と大気圧との差圧が大きい場合には、バキュームブースタ３０はブレーキペダル５に入力された踏力Ｆを差圧によって確実に増力する。このため、この場合には、踏力に対するマスタシリンダ圧は大きくなる。

一方、負圧が低下している場合、つまり、エンジンからバキュームブースタ３０に伝達される負圧と大気圧との差圧が小さい場合には、バキュームブースタ３０はブレーキペダル５に入力された踏力を差圧によって増力するのが困難になる。このため、この場合には、踏力に対するマスタシリンダ圧は小さくなる。従って、バキュームブースタ３０に伝達される負圧が低下している場合には、通常負圧時よりも、負圧低下時の方が、踏力Ｆに対するマスタシリンダ圧Ｐｍｃの大きさが小さくなる。

また、踏力とマスタシリンダ圧との関係は、ブレーキペダル５に踏力を入力する速度でも変化する。つまり、ブレーキペダル５を早踏みした場合には、踏力の増加に対してバキュームブースタ３０による増力が追いつかず、マスタシリンダ３５への入力の増加が、ブレーキペダル５をゆっくり踏み込んだ場合と比較して緩やかになる。このため、マスタシリンダ圧の増加も緩やかになるため、踏力の増加の割合に対するマスタシリンダ圧の増加は緩やかになる。従って、ブレーキペダル５を早踏みした場合には、通常負圧時よりも、通常負圧×早踏み時の方が、踏力の増加の割合に対するマスタシリンダ圧の増加の割合が小さくなる。

ＥＣＵ８０の処理部８１が有する踏力判定部８８は、ブレーキペダル５に作用する踏力が予め設定された基準踏力を越えたかどうかを判定し、目標ホイールシリンダ圧設定部８９は、この踏力が基準踏力を超えたときに、マスタシリンダ圧センサ７５が取得したマスタシリンダ圧を基準として目標ホイールシリンダ圧を設定する。そして、制動制御手段を構成するポンプ制御部９１は、設定された目標ホイールシリンダ圧に基づいてポンプモータ７１を作動してポンプ７０を作動制御する。

この場合、目標ホイールシリンダ圧設定部８９は、現在の踏力と基準踏力との偏差に予め設定されたマスタシリンダ圧勾配を乗算し、基準マスタシリンダ圧を加算することで目標ホイールシリンダ圧を算出する。即ち、下記数式により目標ホイールシリンダ圧を算出する。
Ｐｔ＝α×（Ｆ−Ｆｋ）＋Ｐｋ
なお、Ｐｔは目標ホイールシリンダ圧、αは予め設定されたマスタシリンダ圧勾配、Ｆは踏力、Ｆｋは基準踏力、Ｐｋは基準マスタシリンダ圧である。

また、目標ホイールシリンダ圧設定部８９は、踏力が基準踏力を超えたときのマスタシリンダ圧が予め設定された下限マスタシリンダ圧より低いとき、この下限マスタシリンダ圧を基準マスタシリンダ圧として目標ホイールシリンダ圧を設定する。即ち、下記数式により目標ホイールシリンダ圧を算出する。
Ｐｔ＝α×（Ｆ−Ｆｋ）＋Ｐｋｍｉｎ
なお、Ｐｋｍｉｎは下限マスタシリンダ圧であり、基準マスタシリンダ圧Ｐｋより低く設定されている。

なお、この場合、目標ホイールシリンダ圧設定部８９は、踏力が基準踏力を超えたときのマスタシリンダ圧が予め設定された基準マスタシリンダ圧より低いとき、このときのマスタシリンダ圧を基準マスタシリンダ圧として目標ホイールシリンダ圧を設定すると共に、設定した目標ホイールシリンダ圧の増加勾配を、通常使用する増加勾配α大きい増加勾配α_１に設定するようにしてもよい。

具体的に説明すると、図３−１に示すように、基準踏力Ｆｋは予め設定されており、ブレーキペダル５が踏み込まれて踏力Ｆが増加し、この踏力Ｆが基準踏力Ｆｋを越えたとき、このときの踏力Ｆｋに対するマスタシリンダ圧Ｐｍｃをマスタシリンダ圧センサ７５により検出し、このマスタシリンダ圧Ｐｍｃを基準マスタシリンダ圧Ｐｋとして取得する。そして、現在の踏力Ｆ、基準踏力Ｆｋ、基準マスタシリンダ圧Ｐｋと、予め設定されたマスタシリンダ圧勾配αを用いて下記数式により目標ホイールシリンダ圧Ｐｔを算出する。
Ｐｔ＝α×（Ｆ−Ｆｋ）＋Ｐｋ

このように踏力Ｆが基準踏力Ｆｋになったときのマスタシリンダ圧Ｐｍｃを基準マスタシリンダ圧Ｐｋに設定し、この基準マスタシリンダ圧Ｐｋを基準として目標ホイールシリンダ圧Ｐｔを設定することで、エンジンからバキュームブースタ３０に伝達される負圧がばらついたときであっても、適正なマスタシリンダ圧Ｐｍｃ、つまり、制動油圧を確保することができる。

即ち、図３−２に実線で示すように、エンジンからバキュームブースタ３０に伝達される負圧が大きく出力された場合、踏力Ｆが基準踏力Ｆｋを越えたとき、このときの踏力Ｆｋに対するマスタシリンダ圧Ｐｍｃを基準マスタシリンダ圧Ｐｋとして取得し、現在の踏力Ｆ、基準踏力Ｆｋ、基準マスタシリンダ圧Ｐｋと、予め設定されたマスタシリンダ圧勾配αを用いて目標ホイールシリンダ圧Ｐｔを算出することとなり、図３−２に点線で示すような通常の目標ホイールシリンダ圧Ｐｔに対して、高い目標ホイールシリンダ圧Ｐｔを設定することができる。

また、図３−３に実線で示すように、エンジンからバキュームブースタ３０に伝達される負圧が小さく出力された場合、踏力Ｆが基準踏力Ｆｋを越えたとき、このときの踏力Ｆｋに対するマスタシリンダ圧Ｐｍｃが０に近いおそれがあり、基準マスタシリンダ圧Ｐｋ＝０として取得してしまう。そのため、基準マスタシリンダ圧Ｐｋより所定値だけ低い下限マスタシリンダ圧Ｐｋｍｉｎを設定している。即ち、踏力Ｆが基準踏力Ｆｋを超えたときのマスタシリンダ圧Ｐｍｃがこの下限マスタシリンダ圧Ｐｋｍｉｎより低いとき、この下限マスタシリンダ圧Ｐｋｍｉｎを基準マスタシリンダ圧として目標ホイールシリンダ圧Ｐｔを設定する。つまり、現在の踏力Ｆ、基準踏力Ｆｋ、下限マスタシリンダ圧Ｐｋｍｉｎと、マスタシリンダ圧勾配αを用いて下記数式により目標ホイールシリンダ圧Ｐｔを算出する。
Ｐｔ＝α×（Ｆ−Ｆｋ）＋Ｐｋｍｉｎ
すると、図３−３に点線で示すような通常の目標ホイールシリンダ圧Ｐｔに対して、低い目標ホイールシリンダ圧Ｐｔを設定することができる。

このように目標ホイールシリンダ圧を設定することにより、ＥＣＵ８０の処理部８１が有するポンプ制御部９１は、現在の踏力に応じてポンプモータ７１を作動させるタイミングを設定することができる。このポンプモータ７１が作動した場合には、油路４０に設けられるポンプ７０も作動する。このポンプ７０は、油路４０内のブレーキフルードに対して所定の方向の流れを与える機能を有している。このため、ポンプ制御部９１でポンプモータ７１を作動させることにより、ポンプ７０が作動した場合、油路４０内のブレーキフルードには流れが発生し、この流れにより油路４０内の圧力は高くなる。即ち、ポンプ７０は、ポンプモータ７１によって作動することにより油路４０内のブレーキフルードに対して加圧し、マスタシリンダ圧Ｐｍｃを高くする。

このため、ポンプ制御部９１は、車両制動時において、踏力取得部８３で取得した踏力に応じてポンプモータ７１を作動させることによりポンプ７０を作動させ、マスタシリンダ圧Ｐｍｃを高めてホイールシリンダ５０を作動させる。これにより、ホイールシリンダ５０はブレーキディスクの回転を低下させることを介して車輪の回転を低下させるため、車両は減速する。

また、車両の制動時には、マスタシリンダ圧Ｐｍｃや、車輪と路面との摩擦力などの兼ね合いにより、車輪がロックする虞があるが、調圧手段としてＡＢＳ（Antilock Brake System）が設けられており、ＡＢＳが作動することにより、車輪のロックが抑制される。このようにＡＢＳが作動する場合には、ＥＣＵ８０の処理部８１が有する電磁弁装置制御部９２が電磁弁装置６０に対して制御信号を送信し、電磁弁装置６０を作動させる。また、減圧弁６２が開弁した場合には、減圧弁６２の近傍で減圧弁６２の上流側に位置するブレーキフルードは、リザーバ６５に流れ、一時的に貯留される。リザーバ６５に貯留されたブレーキフルードは、ポンプ７０が作動することにより油路４０内に流れ出る。

ここで、本実施例の車両用制動装置により目標ホイールシリンダ圧を設定する制御について、図４のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ１１にて、踏力センサ１５から踏力Ｆ_（ｎ）を取得し、ステップＳ１２にて、マスタシリンダ圧センサ７５からマスタシリンダ圧Ｐｍｃ_（ｎ）を取得する。ステップＳ１３では、ストップランプスイッチがＯＮされているかどうか、つまり、ブレーキペダル５が踏み込まれているかどうかを判定し、ストップランプスイッチがＯＮされていないと判定されたら、何もしないでこのルーチンを抜ける。

また、ステップＳ１３にて、ストップランプスイッチがＯＮされていると判定されたら、ステップＳ１４にて、現在の踏力Ｆが基準踏力Ｆｋを越えているかどうかを判定する。ここで、現在の踏力Ｆが基準踏力Ｆｋを越えていると判定されたら、ステップＳ１５にて、カウンタＣに１を加算し、ステップＳ１６にて、初回値Ｃ＝１であれば、ステップＳ１７にて、ポンプモータ７１を作動（ＯＮ）し、そうでなければ何もしないでこのルーチンを抜ける。一方、ステップＳ１４にて、現在の踏力Ｆが基準踏力Ｆｋを越えていない判定されたら、ステップＳ２３にて、カウンタＣを０とし、ステップＳ２４にて、ポンプモータ７１を停止（ＯＦＦ）する。

ステップＳ１７でポンプモータ７１が作動されると、ステップＳ１８にて、踏力Ｆが基準踏力Ｆｋであるときのマスタシリンダ圧Ｐｍｃを基準マスタシリンダ圧Ｐｋとして取得する。そして、ステップＳ１９では、取得した基準マスタシリンダ圧Ｐｋが下限マスタシリンダ圧Ｐｋｍｉｎより低いかどうかを判定する。ここで、基準マスタシリンダ圧Ｐｋが下限マスタシリンダ圧Ｐｋｍｉｎより低いと判定されたら、ステップＳ２０にて、基準マスタシリンダ圧Ｐｋを下限マスタシリンダ圧Ｐｋｍｉｎに設定し、基準マスタシリンダ圧Ｐｋが下限マスタシリンダ圧Ｐｋｍｉｎより低くないと判定されたら、取得した基準マスタシリンダ圧Ｐｋをそのまま使用する。

基準マスタシリンダ圧Ｐｋ（Ｐｋｍｉｎ）が設定されると、ステップＳ２１にて、前述した数式により目標ホイールシリンダ圧Ｐｔを算出する。そして、ＥＣＵ８０は、ステップＳ２２にて、この目標ホイールシリンダ圧Ｐｔに基づいてＡＢＳ、つまり、電磁弁装置６０を作動制御する。

ここで、本実施例の車両用制動装置により設定された目標ホイールシリンダ圧を用いたＡＢＳ制御を図５のフローチャートに基づいて説明する。

ステップＳ３１にて、踏力勾配取得部８５により踏力勾配ｄＦ／ｄｔを取得し、ステップＳ３２では、踏力勾配ｄＦ／ｄｔが０より大きいかどうかを判定する。ここで、踏力勾配ｄＦ／ｄｔが０より大きいと判定されたら、ステップＳ３３にて、乗員によるブレーキペダル５の踏み込み動作と判断する。

そして、ステップＳ３４にて、目標ホイールシリンダ圧Ｐｔから現在のホイールシリンダ圧Ｐｗｃを減算した偏差が予め設定された規定値ａの絶対値より大きいかどうかを判定する。ここで、目標ホイールシリンダ圧Ｐｔから現在のホイールシリンダ圧Ｐｗｃを減算した偏差が規定値ａの絶対値より大きいと判定されたら、ステップＳ３５にて、電磁弁装置６０を作動して増圧制御する。ステップＳ３６では、目標ホイールシリンダ圧Ｐｔから現在のホイールシリンダ圧Ｐｗｃを減算した偏差が、予め設定された規定値ａの絶対値のマイナス以上で、且つ、規定値ａの絶対値以下かどうかを判定する。ここで、目標ホイールシリンダ圧Ｐｔから現在のホイールシリンダ圧Ｐｗｃを減算した偏差が規定値ａの絶対値のマイナス以上で、規定値ａの絶対値以下と判定されたら、ステップＳ３７にて、電磁弁装置６０を作動して保持制御する。また、ステップＳ３８では、目標ホイールシリンダ圧Ｐｔから現在のホイールシリンダ圧Ｐｗｃを減算した偏差が、予め設定された規定値ａの絶対値のマイナスより小さいかどうかを判定する。ここで、目標ホイールシリンダ圧Ｐｔから現在のホイールシリンダ圧Ｐｗｃを減算した偏差が規定値ａの絶対値のマイナスより小さいと判定されたら、ステップＳ３９にて、電磁弁装置６０を作動して減圧制御する。

一方、ステップＳ３２にて、踏力勾配ｄＦ／ｄｔが０より大きくないと判定されたら、ステップＳ４０に移行する。また、ステップＳ３４にて、目標ホイールシリンダ圧Ｐｔから現在のホイールシリンダ圧Ｐｗｃを減算した偏差が規定値ａの絶対値より大きくないと判定されたら、ステップＳ３６に移行する。ステップＳ３６にて、目標ホイールシリンダ圧Ｐｔから現在のホイールシリンダ圧Ｐｗｃを減算した偏差が、予め設定された規定値ａの絶対値のマイナス以上で、且つ、規定値ａの絶対値以下でないと判定されたら、ステップＳ３８に移行する。ステップＳ３８にて、目標ホイールシリンダ圧Ｐｔから現在のホイールシリンダ圧Ｐｗｃを減算した偏差が、予め設定された規定値ａの絶対値のマイナスより小さくないと判定されたら、ステップＳ４０に移行する。

続いて、ステップＳ４０では、踏力勾配ｄＦ／ｄｔが０以下かどうかを判定する。ここで、踏力勾配ｄＦ／ｄｔが０以下と判定されたら、ステップＳ４１にて、乗員によるブレーキペダル５の戻し動作と判断する。

そして、ステップＳ４２にて、目標ホイールシリンダ圧Ｐｔから現在のホイールシリンダ圧Ｐｗｃを減算した偏差が予め設定された規定値ａの絶対値のマイナスより小さいかどうかを判定する。ここで、目標ホイールシリンダ圧Ｐｔから現在のホイールシリンダ圧Ｐｗｃを減算した偏差が規定値ａの絶対値のマイナスより小さいと判定されたら、ステップＳ４３にて、電磁弁装置６０を作動して減圧制御する。ステップＳ４４では、目標ホイールシリンダ圧Ｐｔから現在のホイールシリンダ圧Ｐｗｃを減算した偏差が、予め設定された規定値ａの絶対値のマイナス以上かどうかを判定する。ここで、目標ホイールシリンダ圧Ｐｔから現在のホイールシリンダ圧Ｐｗｃを減算した偏差が規定値ａの絶対値のマイナス以上と判定されたら、ステップＳ４５にて、電磁弁装置６０を作動して保持制御する。

一方、ステップＳ４０にて、踏力勾配ｄＦ／ｄｔが０以下でないと判定されたら、何もしないでこのルーチンを抜ける。また、ステップＳ４２にて、目標ホイールシリンダ圧Ｐｔから現在のホイールシリンダ圧Ｐｗｃを減算した偏差が規定値ａの絶対値のマイナスより小さくないと判定されたら、ステップＳ４４に移行する。ステップＳ４４にて、目標ホイールシリンダ圧Ｐｔから現在のホイールシリンダ圧Ｐｗｃを減算した偏差が、規定値ａの絶対値のマイナス以上でないと判定されたら、何もしないでこのルーチンを抜ける。

なお、ホイールシリンダ圧Ｐｗｃは、ホイールシリンダ５０に作用する油圧を検出したものではなく、マスタシリンダ圧Ｐｍｃから推定したものである。即ち、マスタシリンダ圧Ｐｍｃに、現在の電磁弁装置６０の電流値ｉとその傾きβを乗算した値を加算することで、ホイールシリンダ圧Ｐｗｃを推定している。

このように本実施例の車両用制動装置にあっては、ブレーキペダル５の制動操作に応じてマスタシリンダ圧を出力可能なマスタシリンダ３５と負圧によりマスタシリンダ３５への入力を助勢するバキュームブースタ３０と、ポンプ加圧によりマスタシリンダ圧を助勢するポンプ７０を設けて構成し、踏力センサ１５により取得された踏力が予め設定された基準踏力を超えたときにマスタシリンダ圧センサ７５が取得したマスタシリンダ圧を基準として目標ホイールシリンダ圧を設定し、設定した目標ホイールシリンダ圧に基づいてポンプ７０を制御するようにしている。

従って、バキュームブースタ３０の負圧が変動しても、踏力が基準踏力を超えたときのマスタシリンダ圧を基準として目標ホイールシリンダ圧を設定することで、マスタシリンダ３５の作動状態に応じた目標ホイールシリンダ圧が設定されることとなり、設定した目標ホイールシリンダ圧に基づいてポンプ７０を最適制御することができ、制動操作フィーリングを向上することができる。

また、本実施例の車両用制動装置では、踏力が基準踏力を超えたときのマスタシリンダ圧が予め設定された下限マスタシリンダ圧より低いとき、この下限マスタシリンダ圧を基準マスタシリンダ圧として目標ホイールシリンダ圧を設定している。従って、ブレーキペダル５を早踏みした場合に、踏力の増加に対してバキュームブースタ３０による増力が追いつかず、マスタシリンダ３５への入力の増加が緩やかになった場合であっても、目標ホイールシリンダ圧を適正に設定することができる。

また、本実施例の車両用制動装置では、踏力が基準踏力を超えたときのマスタシリンダ圧が予め設定された基準マスタシリンダ圧より低いとき、このときのマスタシリンダ圧を基準マスタシリンダ圧として目標ホイールシリンダ圧を設定すると共に、設定した目標ホイールシリンダ圧の増加勾配を大きく設定している。従って、ブレーキペダル５を早踏みした場合に、踏力の増加に対してバキュームブースタ３０による増力が追いつかず、マスタシリンダ３５への入力の増加が緩やかになった場合であっても、目標ホイールシリンダ圧を適正に設定することができる。

また、本実施例の車両用制動装置では、踏力と基準制踏力との偏差に予め設定されたマスタシリンダ圧勾配を乗算し、基準マスタシリンダ圧を加算することで目標ホイールシリンダ圧を算出している。従って、基準制踏力に応じた基準マスタシリンダ圧を求めるだけで、目標ホイールシリンダ圧を容易に算出することができる。

以上のように、本発明に係る車両用制動装置は、マスタシリンダの作動状態に応じて目標ホイールシリンダ圧を設定し、液圧助勢手段を適性に制御して制動操作フィーリングの向上を図るものであり、いずれの車両用制動装置にも好適である。

本発明の一実施例に係る車両用制動装置を表す概略構成図である。本実施例の車両用制動装置における制御ブロック図である。本実施例の車両用制動装置により踏力に対して目標ホイールシリンダ圧を設定する制御マップである。本実施例の車両用制動装置により踏力に対して目標ホイールシリンダ圧が大きく設定される制御マップである。本実施例の車両用制動装置により踏力に対して目標ホイールシリンダ圧が小さく設定される制御マップである。本実施例の車両用制動装置により目標ホイールシリンダ圧を設定する制御のフローチャートである。本実施例の車両用制動装置により設定された目標ホイールシリンダ圧を用いたＡＢＳ制御のフローチャートである。

符号の説明

５ブレーキペダル
１５踏力センサ（制動操作力取得手段）
３０バキュームブースタ（負圧助勢手段）
３５マスタシリンダ
５０ホイールシリンダ
６０電磁弁装置（調圧手段）
７０ポンプ（液圧助勢手段）
７１ポンプモータ
７５マスタシリンダ圧センサ（マスタシリンダ圧取得手段）
８０ＥＣＵ（制動制御手段）
８１処理部
８２油圧取得部
８３踏力取得部
８４油圧勾配取得部
８５踏力勾配取得部
８８踏力判定部
８９目標ホイールシリンダ圧設定部
９１ポンプ制御部
９２電磁弁装置制御部

Claims

操作部材の制動操作に応じてマスタシリンダ圧を出力可能なマスタシリンダと、
前記操作部材の制動操作に応じて負圧により前記マスタシリンダへの入力を助勢する負圧助勢手段と、
前記操作部材の制動操作に応じてポンプ加圧によりマスタシリンダ圧を助勢する液圧助勢手段と、
前記操作部材による制動操作力を取得可能な制動操作力取得手段と、
前記マスタシリンダから出力されるマスタシリンダ圧を取得可能なマスタシリンダ圧取得手段と、
前記制動操作力取得手段により取得された制動操作力が予め設定された基準制動操作力を超えたときに前記マスタシリンダ圧取得手段が取得したマスタシリンダ圧を基準として目標ホイールシリンダ圧を設定する目標ホイールシリンダ圧設定手段と、
該目標ホイールシリンダ圧設定手段が設定した目標ホイールシリンダ圧に基づいて前記液圧助勢手段を制御する制動制御手段と、
を備えることを特徴とする車両用制動装置。
前記目標ホイールシリンダ圧設定手段は、制動操作力が基準制動操作力を超えたときのマスタシリンダ圧が予め設定された下限マスタシリンダ圧より低いとき、この下限マスタシリンダ圧を基準として目標ホイールシリンダ圧を設定することを特徴とする請求項１に記載の車両用制動装置。
前記目標ホイールシリンダ圧設定手段は、制動操作力が基準制動操作力を超えたときのマスタシリンダ圧が予め設定された基準マスタシリンダ圧より低いとき、このときのマスタシリンダ圧を基準として目標ホイールシリンダ圧を設定すると共に、設定した目標ホイールシリンダ圧の増加勾配を大きく設定することを特徴とする請求項１に記載の車両用制動装置。
前記目標ホイールシリンダ圧設定手段は、前記制動操作力取得手段が取得した制動操作力と基準制動操作力との偏差に予め設定されたマスタシリンダ圧勾配を乗算し、基準マスタシリンダ圧を加算することで目標ホイールシリンダ圧を算出することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の車両用制動装置。
前記制動操作力取得手段が取得した制動操作力の変化の度合である制動操作力勾配を取得可能な制動操作力勾配取得手段と、前記マスタシリンダから出力されるマスタシリンダ圧を左右の車輪ごとに調圧可能な調圧手段とを設け、前記制動制御手段は、前記目標ホイールシリンダ圧設定手段が設定した目標ホイールシリンダ圧に基づいて前記液圧助勢手段を制御すると共に、前記制動操作力勾配取得手段が取得した制動操作力勾配に基づいて前記調圧手段を制御することを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の車両用制動装置。