JP5172586B2 - 電流制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、電流制御装置に関する。

従来、例えば電磁弁への通電をオン／オフ間の中間状態としてデューティー制御をおこなうことでブレーキ液圧の増圧勾配を変化させる際に、電磁弁のコイルの発熱による電流変化を補償するためにコイルに通電される電流を目標電流に追従させるフィードバック制御をおこなう車両用アンチロックブレーキ制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、従来、例えば電流フィードバック制御において、電流のオーバーシュートを防止すために目標電流をなますように設定したり、目標電流がゼロになったときに誤差の積算を防止する為にフィードバック制御を中止する電流制御装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００４−１９６２３５号公報 特開２００２−１８２７５９号公報

ところで、上記従来技術に係る車両用アンチロックブレーキ制御装置での電磁弁への通電のデューティー制御において、上記従来技術に係る電流制御装置の電流フィードバック制御を組み合わせて、目標電流をなましたり、目標電流がゼロになったときにフィードバック制御を中止すると、電流制御での応答性や追従性が低下してしまうという問題が生じる。つまり、目標電流をなますと、電磁弁に通電される電流を目標電流に収束させるために要する時間が長くなることで応答性が低下し、また、目標電流がゼロになったときにフィードバック制御を中止すると、目標電流がゼロ以外となってフィードバック制御の実行を再開させる際の追従性が低下してしまう。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、所望の応答性および追従性を確保することが可能な電流制御装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明の第１態様に係る電流制御装置は、電流制御により駆動されるバルブ（例えば、実施の形態での各電磁弁１２，１５，３２，３５）と、前記電流制御として、前記バルブに通電される電流を所定デューティーにより制御するデューティー制御と、前記電流を目標電流に一致させるフィードバック制御とを、相互に所定制御周期内で繰り返し実行する制御手段（例えば、実施の形態での電流制御部１０ａ）とを備え、前記制御手段は、車輪のスリップ率に基づいて前記車輪のロックを防止するアンチロック制御において前記車輪に作用するブレーキ液圧を増圧させる場合に、前記デューティー制御および前記フィードバック制御の何れか一方の実行中に何れか他方の実行を禁止する。

本発明の第１態様に係る電流制御装置によれば、デューティー制御とフィードバック制御とを相互に所定制御周期内で繰り返し実行することから、バルブに通電される電流を目標電流に一致させる際の所望の追従性を確保することができる。しかも、デューティー制御およびフィードバック制御の何れか一方の実行中に何れか他方の実行を禁止することにより、バルブに通電される電流がオーバーシュートしてしまうことを防止し、フィードバック制御を適正に実行することができ、例えば目標電流をなましたり、フィードバック制御を一時的に中止する場合に比べて、所望の応答性を確保することができる。

以下、本発明の一実施形態に係る電流制御装置について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態による電流制御装置１０は、例えば図１に示す車両のブレーキ装置８０ａを制御するアンチロック制御装置８０に備えられている。

このブレーキ装置８０ａは、運転者によるブレーキペダル１の操作によりブレーキ液圧を発生するブレーキ液圧発生器としてマスタシリンダ２を備え、このマスタシリンダ２は、例えば左側前輪ＦＬおよび右側後輪ＲＲの各ホイールシリンダ３ａ，３ｂに接続される出力ポート４と、右側前輪ＦＲおよび左側後輪ＲＬの各ホイールシリンダ３ｃ，３ｄに接続される出力ポート５とを備えている。

マスタシリンダ２の出力ポート４と、左側前輪ＦＬおよび右側後輪ＲＲの各ホイールシリンダ３ａ，３ｂとは、接続路１１によって接続され、この接続路１１には、各ホイールシリンダ３ａ，３ｂ毎に並列に常開型電磁弁１２，１２が介挿されている。
また、各ホイールシリンダ３ａ，３ｂと、各ホイールシリンダ３ａ，３ｂ内のブレーキ液圧を解放するリザーバ１３とは解放路１４によって接続され、解放路１４には各ホイールシリンダ３ａ，３ｂ毎に並列に常閉型電磁弁１５，１５が介挿されている。

リザーバ１３には各ホイールシリンダ３ａ，３ｂから送られるブレーキ液が蓄えられ、このブレーキ液は、ポンプ１６およびポンプ１６の上流に設けられたポンプ脈動を吸収するダンパー室１７が介挿された戻り路１８を介してマスタシリンダ２側へ戻されるようになっている。

また、各ホイールシリンダ３ａ，３ｂからマスタシリンダ２側へブレーキ液が流れるのを許容するチェック弁１９が常開型電磁弁１２と並列に設けられ、各ホイールシリンダ３ａ，３ｂからマスタシリンダ２側へブレーキ液が流れるのを許容するチェック弁２０，２１がポンプ１６の上流側および下流側に直列に設けられている。

マスタシリンダ２の出力ポート５と、右側前輪ＦＲおよび左側後輪ＲＬの各ホイールシリンダ３ｃ，３ｄとは、接続路３１によって接続され、この接続路３１には、各ホイールシリンダ３ｃ，３ｄ毎に並列に常開型電磁弁３２，３２が介挿されている。
また、各ホイールシリンダ３ｃ，３ｄと、各ホイールシリンダ３ｃ，３ｄ内のブレーキ液圧を解放するリザーバ３３とは解放路３４によって接続され、解放路３４には各ホイールシリンダ３ｃ，３ｄ毎に並列に常閉型電磁弁３５，３５が介挿されている。

リザーバ３３には各ホイールシリンダ３ｃ，３ｄから送られるブレーキ液が蓄えられ、このブレーキ液は、ポンプ３６およびポンプ３６の上流に設けられたポンプ脈動を吸収するダンパー室３７が介挿された戻り路３８を介してマスタシリンダ２側へ戻されるようになっている。

また、各ホイールシリンダ３ｃ，３ｄからマスタシリンダ２側へブレーキ液が流れるのを許容するチェック弁３９が常開型電磁弁３２と並列に設けられ、各ホイールシリンダ３ｃ，３ｄからマスタシリンダ２側へブレーキ液が流れるのを許容するチェック弁４０，４１がポンプ３６の上流側および下流側に直列に設けられている。

常開型電磁弁１２，３２は、各ソレノイド１２ａ，３２ａに通電のない状態では各リターンスプリング１２ｂ，３２ｂの弾性力によって連通状態となり、マスタシリンダ２のブレーキ液圧はホイールシリンダ圧を増圧する。
また、各ソレノイド１２ａ，３２ａに通電があると、各リターンスプリング１２ｂ，３２ｂの弾性力に抗して遮断状態となり、ホイールシリンダ圧は保持される。

常閉型電磁弁１５，３５は、各ソレノイド１５ａ，３５ａに通電のない状態では、各リターンスプリング１５ｂ，３５ｂの弾性力によって遮断状態となる。また、各ソレノイド１５ａ，３５ａに通電があると、各リターンスプリング１５ｂ，３５ｂの弾性力に抗して連通状態となり、各ホイールシリンダ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄからブレーキ液が逃げてホイールシリンダ圧は減圧されるようになっている。

なお、常開型電磁弁１２，３２は通電のないノーマル位置で常時開状態、通電による切換え位置で閉状態に移行し、常閉型電磁弁１５，３５は通電のないノーマル位置で常時閉状態、通電による切換え位置で開状態に移行するようになっているのは、異常時の作動補償、いわゆるフェールセーフの関係からである。
また、常開型電磁弁１２，３２では、マスタシリンダ２側から接続路１１，３１を介してブレーキ液圧が働くとき、このブレーキ液圧はリターンスプリング１２ｂ，３２ｂの付勢方向と同方向、つまり開状態へ至る方向へ作用するようになっている。

そして、常開型電磁弁１２，３２と、常閉型電磁弁１５，３５と、ポンプ１６，３６を駆動するモータ（図示略）とはアンチロック制御装置８０によって制御される。
アンチロック制御装置８０は、左右の前輪ＦＬ，ＦＲおよび後輪ＲＬ，ＲＲの各速度（各車輪速ＶＷ（ｊ）；ｊ＝１，…，４）を検出する各車輪速センサ４６から出力される検出信号に基づいて、各輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲがロック傾向であるか否かを検知し、この検知結果に応じて、各ホイールシリンダ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄのブレーキ液圧を、各常開型電磁弁１２，３２を閉弁するとともに各常閉型電磁弁１５，３５を開弁する減圧モードと、各常開型電磁弁１２，３２を閉弁するとともに各常閉型電磁弁１５，３５を閉弁する保持モードと、各常開型電磁弁１２，３２を開弁するとともに各常閉型電磁弁１５，３５を閉弁する増圧モードとの何れかのモード（ＡＢＳ制御モード）により制御するようになっている。

アンチロック制御装置８０は、例えば図２に示すように、制御装置８０ｂと、車輪速センサ４６と、ブレーキトルクセンサ４７とを備えて構成され、制御装置８０ｂは、目標トルク演算部５１と、トルク偏差演算部５２と、バルブ制御部５３とを備えて構成されている。そして、電流制御装置１０は、バルブ制御部５３に具備されている。

目標トルク演算部５１は、左右の前輪ＦＬ，ＦＲおよび後輪ＲＬ，ＲＲの各速度（各車輪速ＶＷ（ｊ）；ｊ＝１，…，４）を検出する各車輪速センサ４６から出力される検出信号と、左右の前輪ＦＬ，ＦＲおよび後輪ＲＬ，ＲＲに作用するブレーキトルクＴ（Ｔ（ｊ）；ｊ＝１，…，４）を検出する各ブレーキトルクセンサ４７から出力される検出信号とに基づいて、各車輪の目標ブレーキトルクＴｔを算出する。

トルク偏差演算部５２は、目標トルク演算部５１から出力される各車輪の目標ブレーキトルクＴｔと、各ブレーキトルクセンサ４７から出力される各車輪のブレーキトルクＴの検出信号とのブレーキトルク偏差（Ｔｔ−Ｔ）を算出する。

バルブ制御部５３は、アンチロック制御装置８０によって減圧モードおよび保持モードおよび増圧モードのうちの何れかのモードの実行が選択された場合に、選択されたモードに対応する各電磁弁１２，１５，３２，３５の開閉を制御する。
さらに、バルブ制御部５３は、トルク偏差演算部５２から出力される各車輪のブレーキトルク偏差（Ｔｔ−Ｔ）に基づき、例えばブレーキトルク偏差（Ｔｔ−Ｔ）をゼロとするようにして、各電磁弁１２，１５，３２，３５の開閉により各ホイールシリンダ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄのブレーキ液圧を制御する。

バルブ制御部５３は、各電磁弁１２，１５，３２，３５に通電される電流を制御する電流制御装置１０を備えている。
電流制御装置１０は、電流制御部１０ａと、各電磁弁１２，１５，３２，３５とを備え、電流制御部１０ａは、ブレーキトルク偏差（Ｔｔ−Ｔ）に応じた目標電流を設定し、減圧モードおよび保持モードおよび増圧モードのうちから選択された何れかのモードに応じて、各電磁弁１２，１５，３２，３５に通電される電流を目標電流に一致させるフィードバック制御を実行する。
また、電流制御部１０ａは、各電磁弁１２，１５，３２，３５に通電される電流を所定デューティーにより制御するデューティー制御を実行する。

例えば、図３および図４に示すように、ＡＢＳ制御モードにおいて各ホイールシリンダ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄのブレーキ液圧を増大させる増圧モードには、通常の増圧モードと緩増圧モードとが選択可能とされている。
そして、通常の増圧モードでは、所定の制御周期Ｔ２毎において、例えば各電磁弁１２，１５，３２，３５が作動可能な最小時間などからなる駆動時間Ｔ１の期間に亘って各電磁弁１２，１５，３２，３５への通電のオン又はオフの何れか一方のみが維持されるＯＮ／ＯＦＦ制御が電流制御部１０ａにより実行され、各ホイールシリンダ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄのブレーキ液圧は制御周期Ｔ２毎にステップ状に増大する

また、緩増圧モードでは、所定の制御周期Ｔ２毎において、駆動時間Ｔ１の期間に亘って、所定デューティー（Ｄｕｔｙ）に応じたパルス幅Ｔ３（例えば、Ｔ３＝（所定のＰＷＭ周期（ＰＷＭＣＬ））×Ｄｕｔｙ）で各電磁弁１２，１５，３２，３５への通電のオンとオフとが交互に繰り返されるデューティー制御のみが実行され、このデューティー制御の実行完了後には、以後の期間（つまり、（Ｔ２−Ｔ１）の期間）に亘ってフィードバック制御のみが電流制御部１０ａにより実行される。つまり、電流制御部１０ａは、所定の制御周期Ｔ２内において、デューティー制御とフィードバック制御とを相互に繰り返し実行する際に、デューティー制御およびフィードバック制御の何れか一方の実行中に何れか他方の実行を禁止する。
これにより、各ホイールシリンダ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄのブレーキ液圧は、デューティー制御のみが実行される駆動時間Ｔ１の期間に亘って緩やかな増大傾向に変化し、フィードバック制御のみが実行される期間（つまり、（Ｔ２−Ｔ１）の期間）において一定となる。

本実施の形態によるアンチロック制御装置８０は上記構成を備えており、次に、このアンチロック制御装置８０の動作について説明する。

先ず、例えば図５に示すステップＳ０１においては、各車輪速センサ４６から出力される検出信号に基づき、左右の前輪ＦＬ，ＦＲおよび後輪ＲＬ，ＲＲの各速度（各車輪速ＶＷ（ｊ）；ｊ＝１，…，４）を取得する。
次に、ステップＳ０２においては、各車輪のスリップ率を算出する。
次に、ステップＳ０３においては、各輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲがロック傾向であるか否かを検知し、この検知結果に応じて、各常開型電磁弁１２，３２を閉弁するとともに各常閉型電磁弁１５，３５を開弁する減圧モードと、各常開型電磁弁１２，３２を閉弁するとともに各常閉型電磁弁１５，３５を閉弁する保持モードと、各常開型電磁弁１２，３２を開弁するとともに各常閉型電磁弁１５，３５を閉弁する増圧モードとの何れかのモード（ＡＢＳ制御モード）を選択する。

次に、ステップＳ０４においては、各輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲの目標ブレーキトルクＴｔを算出する。
次に、ステップＳ０５においては、各輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲの実際のブレーキトルクＴを取得する。
次に、ステップＳ０６においては、各輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲのブレーキトルク偏差（Ｔｔ−Ｔ）を算出する。

次に、ステップＳ０７においては、各輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ毎に、選択されたＡＢＳ制御モードとブレーキトルク偏差（Ｔｔ−Ｔ）とに応じて、各電磁弁１２，１５，３２，３５の開閉により各ホイールシリンダ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄのブレーキ液圧を制御し、リターンに進む。
このステップＳ０７において、例えば増圧モードとして緩増圧モードが選択されている場合には、所定の制御周期Ｔ２毎において、先ず、例えば各電磁弁１２，１５，３２，３５が作動可能な最小時間などからなる駆動時間Ｔ１の期間に亘って、所定デューティーに応じたパルス幅Ｔ３で各電磁弁１２，１５，３２，３５への通電のオンとオフとが交互に繰り返されるデューティー制御のみが実行され、このデューティー制御の実行完了後には、以後の期間（つまり、（Ｔ２−Ｔ１）の期間）に亘ってフィードバック制御のみが実行される。

上述したように、本実施の形態による電流制御装置１０によれば、緩増圧モードにおいて、デューティー制御とフィードバック制御とを相互に所定の制御周期Ｔ２内で繰り返し実行することから、各電磁弁１２，１５，３２，３５に通電される電流を目標電流に一致させる際の所望の追従性を確保することができる。しかも、デューティー制御およびフィードバック制御の何れか一方の実行中に何れか他方の実行を禁止することにより、各電磁弁１２，１５，３２，３５に通電される電流がオーバーシュートしてしまうことを防止し、フィードバック制御を適正に実行することができ、例えば目標電流をなましたり、フィードバック制御を一時的に中止する場合に比べて、所望の応答性を確保することができる。

なお、上述した実施の形態においては、緩増圧モードでの所定の制御周期Ｔ２毎において、先ず、デューティー制御のみを実行し、次に、フィードバック制御のみを実行するとしたが、これに限定されず、先ず、フィードバック制御のみを実行し、次に、デューティー制御のみを実行してもよい。

なお、上述した実施の形態においては、増圧モードのうちの緩増圧モードにおいて、制御周期Ｔ２内でデューティー制御とフィードバック制御とを相互に繰り返し実行する際に、デューティー制御およびフィードバック制御の何れか一方の実行中に何れか他方の実行を禁止するとしたが、これに限定されず、他のＡＢＳ制御モードにおいて、制御周期Ｔ２内でデューティー制御とフィードバック制御とを相互に繰り返し実行する際に、デューティー制御およびフィードバック制御の何れか一方の実行中に何れか他方の実行を禁止してもよい。

なお、上述した実施の形態において、目標トルク演算部５１は、各ブレーキトルクセンサ４７から出力される各車輪のブレーキトルクＴの検出信号に基づき、各車輪の目標ブレーキトルクＴｔを算出するとしたが、これに限定されず、例えば図６に示す上述した実施の形態の変形例のように、各ブレーキトルクセンサ４７は省略され、代わりに、各ホイールシリンダ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄのブレーキ液圧を検出する各液圧センサ４８を備え、目標トルク演算部５１は、各液圧センサ４８から出力される各ホイールシリンダ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄのブレーキ液圧の検出信号に基づき、各車輪の目標ブレーキトルクＴｔを算出してもよい。

本発明の実施の形態に係るアンチロック制御装置に係るブレーキ装置の構成図である。 本実施の形態によるアンチロック制御装置の構成図である。 本実施の形態によるアンチロック制御装置に係る通常の増圧モードと緩増圧モードでのブレーキ液圧の変化の例を示すグラフ図である。 本実施の形態によるアンチロック制御装置に係る通常の増圧モードと緩増圧モードでの各電磁弁の駆動パターンの例を示す図である。 本実施の形態によるアンチロック制御装置の動作を示すフローチャートである。 本実施の形態の変形例に係るアンチロック制御装置の構成図である。

符号の説明

１０ 電流制御装置
１０ａ 電流制御部（制御手段）
１２，３２ 常開型電磁弁（バルブ）
１５，３５ 常閉型電磁弁（バルブ）
８０ アンチロック制御装置
８０ａ ブレーキ装置
８０ｂ 制御装置
４６ 車輪速センサ
４７ ブレーキトルクセンサ
４８ 液圧センサ

Claims (1)

1. 電流制御により駆動されるバルブと、
   前記電流制御として、前記バルブに通電される電流を所定デューティーにより制御するデューティー制御と、前記電流を目標電流に一致させるフィードバック制御とを、相互に所定制御周期内で繰り返し実行する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、車輪のスリップ率に基づいて前記車輪のロックを防止するアンチロック制御において前記車輪に作用するブレーキ液圧を増圧させる場合に、前記デューティー制御および前記フィードバック制御の何れか一方の実行中に何れか他方の実行を禁止することを特徴とする電流制御装置。

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