以下、本発明に係るブレーキ装置の制御装置を適用した車両の一実施の形態を図面を参照して説明する。図1はその車両の構成を示す概要図であり、図2はブレーキ装置の構成を示す概要図である。この車両Mは、前輪駆動車であり、車体前部に搭載した駆動源であるエンジン11の駆動力が後輪でなく前輪に伝達される形式のものである。なお車両Mは前輪駆動車でなく、他の駆動方式の車両例えば後輪駆動車、四輪駆動車でもよい。
車両Mは、エンジン11、変速機12、ディファレンシャル13および左右駆動軸14a,14bを備えており、エンジン11の駆動力は、変速機12で変速されディファレンシャル13および左右駆動軸14a,14bを経て駆動輪である左右前輪Wfl,Wfrにそれぞれ伝達される。エンジン11は、エンジン11の燃焼室内に空気を流入する吸気管11aを備えており、吸気管11a内には、吸気管11aの開閉量を調整して同吸気管11aを通過する空気量を調整するスロットルバルブ15aが設けられている。
スロットルバルブ15aは、アクセルペダル16とスロットルバルブ15aがワイヤによって繋がれたワイヤ式でなく、電子制御式である。すなわち、スロットルバルブ15aは、エンジン制御ECU17からの指令によるモータ15bの駆動によって開閉され、スロットルバルブ15aの開閉量はスロットル開度センサ15cによって検出されその検出信号がエンジン制御ECU17に送信されており、エンジン制御ECU17からの指令値となるようにフィードバック制御されている。エンジン制御ECU17は、基本的にはアクセル開度センサ16aが検出するアクセルペダル16の踏込み量を受信してその踏込み量に応じたスロットルバルブ15aの開閉量に相当する指令値をモータ15bに送信する。また、エンジン制御ECU17は、検出されたエンジン11の状態を受信してその状態を勘案して決定したスロットルバルブ15aの開閉量に相当する指令値をモータ15bに送信する。
変速機12は、エンジン11の駆動力を変速して駆動輪に出力する自動変速機であり、複数段(例えば4速)の前進段と後進一段の変速段を有するものである。変速機12は、運転者により選択されたレンジに応じた変速段の範囲で車両負荷と車速に基づき、変速を行うようになっている。
また、車両Mは、車両Mを制動させる液圧ブレーキ装置(ブレーキ装置)Aを備えている。液圧ブレーキ装置Aは、各ホイールシリンダWCfl,WCfr,WCrl,WCrr、ブレーキ操作部材であるブレーキペダル21、バキュームブースタ22、マスタシリンダ23、リザーバタンク24、液圧自動発生装置であるブレーキアクチュエータ25、およびブレーキ装置の制御装置であるブレーキECU26を備えている。
各ホイールシリンダWCfl,WCfr,WCrl,WCrrは、各車輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrの回転をそれぞれ規制するものであり、各キャリパCLfl,CLfr,CLrl,CLrrに設けられている。各ホイールシリンダWCfl,WCfr,WCrl,WCrrに第1液圧である基礎液圧、第2液圧である補助液圧または第3液圧である制御液圧が供給されると、各ホイールシリンダWCfl,WCfr,WCrl,WCrrの各ピストン(図示省略)が摩擦部材である一対のブレーキパッド(図示省略)を押圧して各車輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrと一体回転する回転部材であるディスクロータDRfl,DRfr,DRrl,DRrrを両側から挟んでその回転を規制するようになっている。なお、本実施形態においては、ディスク式ブレーキを採用するようにしたが、ドラム式ブレーキを採用するようにしてもよい。
バキュームブースタ22は、負圧供給装置であるエンジン11からの圧力である負圧の作用でブレーキペダル21の操作力に応じてブレーキペダル21の操作力を倍力することにより補助液圧(パワーピストンに生じた力により形成される液圧)を形成し、その補助液圧をホイールシリンダWCfl,WCfr,WCrl,WCrrに付与し、その補助液圧によって車輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrに第2摩擦制動力を発生させ得る装置である。
具体的には、バキュームブースタ22は、図2に示すように、パワーシリンダ22aと、このパワーシリンダ22a内に往復動可能に収納されたパワーピストン22bと、パワーシリンダ22aとパワーピストン22bとの間に介在されたダイヤフラム22cと、パワーシリンダ22a内をパワーピストン22bおよびダイヤフラム22cで区画されたパワーシリンダ負圧室22dおよびパワーシリンダ大気圧室22eを備えている。パワーシリンダ負圧室22dは接続管22fを介してエンジン11の吸気管11aが接続されており、負圧が供給されるようになっている。パワーシリンダ大気圧室22eは大気に選択的に開放可能となっている。これにより、バキュームブースタ22は、パワーピストン22bの両側に気体の圧力差(負圧と大気圧との差)を生じさせ、この圧力差をパワーピストン22bを押す力に変換し、これをプッシュロッド22gを通してマスタシリンダ23のピストンに作用させて倍力作用を行うものである。なお、接続管22fには、バキュームブースタ22から吸気管11aへの気体の流れのみを許容する逆止弁22f1が設けられている。
また、液圧ブレーキ装置Aは、バキュームブースタ22に供給されている負圧すなわちエンジン11の吸気管11a内の負圧(接続管22f内の負圧)を検出する負圧センサ(負圧検出手段)22f2を備えており、この検出信号はブレーキECU26に送信されるようになっている。
マスタシリンダ23は、プッシュロッド22gからの入力を液圧(基礎液圧+補助液圧)に変換し、各ホイールシリンダWCfl,WCfr,WCrl,WCrrに供給する。すなわち、マスタシリンダ23は、ドライバによるブレーキペダル21の操作力(踏力)とその操作によりバキュームブースタ22のパワーピストン22bに発生する力との合力(バキュームブースタ22により倍力されたブレーキ操作力)を入力し、基礎液圧と補助液圧からなる液圧に変換して出力している。基礎液圧は、ブレーキペダル21の操作力(踏力)により形成される液圧分であり、補助液圧は、パワーピストン22bに発生する力により形成される液圧分である。なお、基礎液圧によって車輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrに第1摩擦制動力が発生される。
リザーバタンク24は、ブレーキ液を貯蔵してマスタシリンダ23にそのブレーキ液を補給するものである。
ブレーキアクチュエータ25は、マスタシリンダ23と各ホイールシリンダWCfl,WCfr,WCrl,WCrrとの間に設けられて、ブレーキペダル21の操作の有無に関係なく自動的に形成した制御液圧をホイールシリンダWCfl,WCfr,WCrl,WCrrに付与し、対応する車輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrに第3摩擦制動力を発生させ得る装置である。
図2を参照してブレーキアクチュエータ25の構成を詳述する。ブレーキアクチュエータ25は、独立して作動する液圧回路である複数の系統から構成されている。具体的には、ブレーキアクチュエータ25は、X配管である第1系統25aと第2系統25bを有している。第1系統25aは、マスタシリンダ23の第1液圧室23aと左後輪Wrl,右前輪WfrのホイールシリンダWCrl,WCfrとをそれぞれ連通して、左後輪Wrl,右前輪Wfrの制動力制御に係わる系統である。第2系統25bは、マスタシリンダ23の第2液圧室23bと左前輪Wfl,右後輪WrrのホイールシリンダWCfl,WCrrとをそれぞれ連通して、左前輪Wfl,右後輪Wrrの制動力制御に係わる系統である。
第1系統25aは、差圧制御弁41、左後輪液圧制御部42、右前輪液圧制御部43、および第1減圧部44を含んで構成されている。
差圧制御弁41は、マスタシリンダ23と、左後輪液圧制御部42の上流部および右前輪液圧制御部43の上流部との間に介装されている常開リニア電磁弁である。この差圧制御弁41は、ブレーキECU26により連通状態(非差圧状態)と差圧状態を切り替え制御されるものである。差圧制御弁41は非通電して通常連通状態とされているが、通電して差圧状態(閉じる側)にすることによりホイールシリンダWCrl,WCfr側の液圧をマスタシリンダ23側の液圧よりも所定の制御差圧分高い圧力に保持することができる。この制御差圧はブレーキECU26により制御電流に応じて調圧されるようになっている。これにより、ポンプ44a,54aによる加圧を前提に制御差圧に相当する制御液圧が形成されるようになっている。
左後輪液圧制御部42は、ホイールシリンダWCrlに供給する液圧を制御可能なものであり、2ポート2位置切換型の常開電磁開閉弁である増圧弁42aと2ポート2位置切換型の常閉電磁開閉弁である減圧弁42bとから構成されている。増圧弁42aは、差圧制御弁41とホイールシリンダWCrlとの間に介装されており、ブレーキECU26の指令にしたがって差圧制御弁41とホイールシリンダWCrlとを連通または遮断できるようになっている。減圧弁42bは、ホイールシリンダWCrlと調圧リザーバ44cとの間に介装されており、ブレーキECU26の指令にしたがってホイールシリンダWCrlと調圧リザーバ44cとを連通または遮断できるようになっている。これにより、ホイールシリンダWCrl内の液圧が増圧・保持・減圧され得るようになっている。
右前輪液圧制御部43は、ホイールシリンダWCfrに供給する液圧を制御可能なものであり、左後輪液圧制御部42と同様に増圧弁43aと減圧弁43bとから構成されている。増圧弁43aおよび減圧弁43bがブレーキECU26の指令により制御されて、ホイールシリンダWCfr内の液圧が増圧・保持・減圧され得るようになっている。
第1減圧部44は、ポンプ(油圧ポンプ)44a、ポンプ用モータ(電動モータ)44b、調圧リザーバ44cを含んで構成されている。ポンプ44aは、調圧リザーバ44c内のブレーキ液を汲み上げて、そのブレーキ液を差圧制御弁41と増圧弁42a,43aとの間に供給するようになっている。このポンプ44aは、ブレーキECU26の指令にしたがって駆動されるポンプ用モータ44bによって駆動されるようになっている。
調圧リザーバ44cは、ホイールシリンダWCrl、WCfrから減圧弁42b、43bを介して抜いたブレーキ液を一旦溜めておく装置である。また、調圧リザーバ44cは、マスタシリンダ23と連通しており、調圧リザーバ44c内のブレーキ液が所定量以下である場合には、マスタシリンダ23からブレーキ液が供給される一方で、所定量より多い場合には、マスタシリンダ23からのブレーキ液の供給が停止されるようになっている。
これにより、差圧制御弁41によって差圧状態が形成されるとともにポンプ44aが駆動されている場合(例えば、横滑り防止制御、トラクションコントロールなどの場合)、マスタシリンダ23から供給されているブレーキ液を調圧リザーバ44c経由で増圧弁42a,43aの上流に供給することができるようになっている。
第2系統25bは、差圧制御弁51、左前輪液圧制御部52、右後輪液圧制御部53、および第2減圧部54を含んで構成されている。
差圧制御弁51は、マスタシリンダ23と、左前輪液圧制御部52の上流部および右後輪液圧制御部53の上流部との間に介装されている常開リニア電磁弁である。この差圧制御弁51は、差圧制御弁41と同様に、ブレーキECU26によりホイールシリンダWCfl,WCrr側の液圧をマスタシリンダ23側の液圧に対してよりも所定の制御差圧分高い圧力に保持できるようになっている。
左前輪液圧制御部52および右後輪液圧制御部53は、ホイールシリンダWCfl,WCrrに供給する液圧をそれぞれ制御可能なものであり、左後輪液圧制御部42と同様に、それぞれ増圧弁52aと減圧弁52b、増圧弁53aと減圧弁53bから構成されている。増圧弁52aと減圧弁52b、増圧弁53aと減圧弁53bがブレーキECU26の指令によりそれぞれ制御されて、ホイールシリンダWCfl内およびホイールシリンダWCrr内の液圧がそれぞれ増圧・保持・減圧され得るようになっている。
第2減圧部54は、第1減圧部44と同様に、ポンプ(油圧ポンプ)54a、ポンプ用モータ44b(第1減圧部44と共用)、調圧リザーバ54cを含んで構成されている。ポンプ54aは、調圧リザーバ44cと同様な調圧リザーバ54c内のブレーキ液を汲み上げて、そのブレーキ液を差圧制御弁51と増圧弁52a,53aとの間に供給するようになっている。このポンプ54aは、ブレーキECU26の指令にしたがって駆動されるポンプ用モータ44bによって駆動されるようになっている。
このように構成されたブレーキアクチュエータ25は、通常ブレーキの際には全ての電磁弁が非励磁状態にされて、ブレーキペダル21の操作力に応じたブレーキ液圧、すなわち基礎液圧+補助液圧をホイールシリンダWC**にそれぞれ供給できるようになっている。なお、**は、各輪に対応する添え字であって、fl,fr,rl,rrのいずれかであり、左前、右前、左後、右後を示している。以下の説明及び図面において同じである。
また、ブレーキアクチュエータ25は、ポンプ用モータ44bすなわちポンプ44a,54aを駆動するとともに差圧制御弁41,51を励磁すると、マスタシリンダ23からの基礎液圧+補助液圧に制御液圧を加えたブレーキ液圧をホイールシリンダWC**にそれぞれ供給できるようになっている。
さらに、ブレーキアクチュエータ25は、増圧弁42a,43a,52a,53a、および減圧弁42b,43b,52b,53bを制御することでホイールシリンダWC**の液圧を個別に調整できるようになっている。これにより、ブレーキECU26からの指示により、例えば、周知のアンチスキッド制御、前後制動力配分制御、横滑り防止制御(具体的には、アンダステア抑制制御、オーバステア抑制制御)、トラクションコントロール、車間距離制御等を達成できるようになっている。
また、ブレーキアクチュエータ25には、マスタシリンダ23内のブレーキ液圧であるマスタシリンダ圧を検出する圧力センサ(マスタシリンダ圧検出手段)25a1が設けられており、この検出信号はブレーキECU26に送信されるようになっている。本実施の形態では、圧力センサ25a1は、第1系統25aであってマスタシリンダ23と差圧制御弁41との間に設けるようにしたが、第2系統25bの同等の位置に設けるようにしてもよい。
また、液圧ブレーキ装置Aは、図1,2に示すように、ブレーキペダル21のストローク量を検出するペダルストロークセンサ21aを備えている。この検出信号はブレーキECU26に送信されるようになっている。ブレーキペダル21のストローク量はブレーキペダル21の操作状態を示すものであり、ペダルストロークセンサ21aはブレーキ操作状態検出手段である。
また、液圧ブレーキ装置Aは、図1に示すように、車輪速度センサSfl,Sfr,Srl,Srrを備えている。車輪速度センサSfl,Sfr,Srl,Srrは、各車輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrの付近にそれぞれ設けられており、各車輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrの回転に応じた周波数のパルス信号をブレーキECU26に出力している。
ブレーキECU26は、マイクロコンピュータ(図示省略)を有しており、マイクロコンピュータは、バスを介してそれぞれ接続された入出力インターフェース、CPU、RAMおよびROM(いずれも図示省略)を備えている。CPUは、図4〜図12のフローチャートに対応したプログラムを実行して、バキュームブースタ22に供給されている負圧が、所定制動力を発揮させる所定圧力に対して不足している場合、ブレーキアクチュエータ25を制御してその不足分を補ってブレーキペダル21の操作に応じた目標ブレーキ液圧をホイールシリンダWC**に供給する。
ブレーキECU26は、液圧ブレーキ装置Aを制御する制御装置である。図3に示すように、ブレーキECU26は、バキュームブースタ22に供給されている負圧を負圧センサ22f2から取得する負圧取得部(負圧取得手段)26aと、マスタシリンダ23の圧力をマスタシリンダ圧センサ25a1から取得するマスタシリンダ圧取得部(マスタシリンダ圧取得手段)26bを有している。ブレーキECU26は、バキュームブースタ22に供給されている任意の負圧と、その負圧における該バキュームブースタ22の助勢限界に対応したマスタシリンダ23の圧力である助勢限界圧との関係を示す負圧−助勢限界圧マップが記憶されている第1記憶部(第1記憶手段)26cを有している。
第1記憶部26cに予め記憶されている負圧−助勢限界圧マップは、図4に示すような初期マップである。初期マップは、設計値であり、シミュレーションで求めたり、実際の実験値に基づいて求めたりすることができる。負圧−助勢限界圧マップは、図5に示す負圧毎における操作力F1に対するマスタシリンダ圧の関係により求めることができる。
バキュームブースタ22は、ブレーキペダル21の操作力F1がある値まで増加すると、大気圧室22eの圧力が大気圧に達してしまい(大気圧室22eに外気を導入しても負圧室22dと大気圧室22eの圧力差が増加しなくなるため)、パワーピストン22bに生じる力F2のさらなる形成(増加)は行われなくなる。すなわち、大気圧室22eの圧力が大気圧に到達するまでは、ブレーキペダル21の操作力F1にパワーピストン22bに生じる力F2を加えた合力が、バキュームブースタ22から出力される。一方、到達時点以降においては、その到達時点の力F2にブレーキペダル21の操作力F1の増加分のみを加算した合力が、バキュームブースタ22から出力される。大気圧室22eの圧力が大気圧に到達した時点が、バキュームブースタ22が助勢限界に到達した時点である。換言すると、助勢限界とは、バキュームブースタ22が助勢機能をそれ以上発揮できなくなる限界(限度)のことであり、大気圧と負圧室22dの圧力差である負圧により決定される。
このことから、任意の負圧において操作力F1を変化させてバキュームブースタ22の助勢限界に対応したマスタシリンダ圧を取得することで、その負圧における助勢限界圧を演算することができる。例えば、負圧がPnn(本実施の形態のブレーキ装置の目標ブレーキ液圧を得るための負圧)のときの助勢限界圧はPmc(n)であり、負圧がPnnより小さいPn3のときの助勢限界圧はPmc(3)であり、負圧がPn3より小さいPn2のときの助勢限界圧はPmc(2)であり、負圧がPn2より小さいPn1のときの助勢限界圧はPmc(1)である。なお、負圧が0のときには助勢限界は生じないで操作力F1がそのままマスタシリンダ圧となるので助勢限界圧は存在せず、すべての領域で助勢を行うことができない。
このように演算された負圧とその負圧における助勢限界圧は一対一に関連付けができるので、関連付けられた複数のデータ(負圧,助勢限界圧)から図4に示す負圧−助勢限界圧マップを得ることができる。なお、助勢限界圧は、任意の負圧において操作力F1を変化させてバキュームブースタ22の助勢限界に対応したマスタシリンダ圧のことである。
さらに、ブレーキECU26は、負圧取得部26aで取得された負圧と第1記憶部26cで記憶されている負圧−助勢限界圧マップとから求められる助勢限界圧を判定用助勢限界圧として演算する判定用助勢限界圧演算部(判定用助勢限界圧演算手段)26dを有している。なお、判定用助勢限界圧は、マスタシリンダ圧に基づいて助勢制御を開始するか否かを判定する際に使用する判定値である。
さらに、ブレーキECU26は、マスタシリンダ圧取得部26bで取得されたマスタシリンダ圧が判定用助勢限界圧演算部26dで演算された判定用助勢限界圧以上である場合、ポンプ44a,54aを駆動させその駆動により形成されるブレーキ液圧をブレーキペダル21の操作に応じて形成されたマスタシリンダ圧に加圧することで、ブレーキペダル21の操作に応じた目標ブレーキ液圧をホイールシリンダWC**に供給する助勢制御を行う助勢制御部(助勢制御手段)26eを有している。
ブレーキペダル21の操作力F1とホイールシリンダ圧(マスタシリンダ圧)との間には、図6に示すような関係がある。バキュームブースタ22に負圧が十分に供給されている場合には、ホイールシリンダWC**の目標ブレーキ液圧は、図6の一点破線で示すようになっている。この目標ブレーキ液圧は、上述したように、助勢限界を有している。この場合の助勢限界は、操作力F1がF1(n)のときに、ホイールシリンダ圧(=マスタシリンダ圧)がPwc(n)である。一方、バキュームブースタ22に負圧が前述した場合と比較して低下し(負圧がPn2のとき)、助勢限界が低くなった場合には、ホイールシリンダWC**に供給される実際のブレーキ液圧(実ブレーキ液圧)は、図6の実線で示すようになっている。この場合の助勢限界は、操作力F1がF1(n)より小さいF1(2)のときに、ホイールシリンダ圧(=マスタシリンダ圧)がPwc(n)より小さいPwc(2)である。ブレーキペダル21が操作されているとき、マスタシリンダ23からは基礎液圧と補助液圧が出力されているが、操作力F1が助勢限界に相当するF1(2)より小さい場合には、補助液圧は所望量(目標ブレーキ液圧に応じた補助液圧)だけを発生され、大きい場合には、補助液圧は前記所望量より小さい値しか発生することができない。そこで、大きい場合には、補助液圧の不足分を目標差圧ΔPとして定義し、補助液圧の不足分を制御液圧で補充するのである。
図7に、負圧毎における実際のマスタシリンダ圧と目標差圧ΔPとの関係を示す。前述したことから、目標差圧ΔPは目標ブレーキ液圧と任意の負圧における実際のマスタシリンダ圧との差である。図7に示す関係においては、マスタシリンダ圧(ホイールシリンダ圧)が任意の負圧に対する実ブレーキ液圧の助勢限界に相当する値(負圧がPn2のとき、Pwc(2))に到達するまでは、バキュームブースタ22で助勢できるので目標差圧ΔPは0である。マスタシリンダ圧(ホイールシリンダ圧)が任意の負圧に対する実ブレーキ液圧の助勢限界に相当する値(負圧がPn2のとき、Pwc(2))以降であって目標ブレーキ液圧の助勢限界に相当する値Pwc(n)に到達するまでは、目標差圧ΔPはマスタシリンダ圧に比例して大きくなる値である。そして、マスタシリンダ圧(ホイールシリンダ圧)が目標ブレーキ液圧の助勢限界に相当する値Pwc(n)以降では、目標差圧ΔPは一定値である。
また、負圧が小さくなるほど、目標ブレーキ液圧における助勢限界に相当するマスタシリンダ圧Pwc(n)に対するΔPが大きくなる。補助液圧の不足分が大きくなるため、制御液圧で補充する量を大きくする必要があるからである。図7において、負圧がPn2より小さいPn1である場合、そのときの関係(マスタシリンダ圧と目標差圧ΔPとの関係)は負圧がPn2のときの関係より上方に位置する。負圧がPn2より大きいPn3である場合、そのときの関係は負圧がPn2のときの関係より下方に位置する。さらに、マスタシリンダ圧がPwc(n)未満では、それらの傾きは同じである。
なお、図7に示す関係は、バキュームブースタ22の助勢限界到達後に、ホイールシリンダ圧が操作力F1に対して助勢限界到達前と同じ勾配でリニアに増加する関係が実現されるように設定されている。また、図7に示す関係は、設計値でありブレーキECU26に予め記憶されているものである。
一方、ブレーキECU26は、ブレーキペダル21の実際の一操作行程においてマスタシリンダ圧取得部26bで取得されたマスタシリンダ圧から得られる情報に基づく勾配変化と前記操作行程にて負圧取得部26aで取得された負圧とから、その負圧における該バキュームブースタ22の助勢限界に対応したマスタシリンダの圧力である実際の助勢限界圧を演算する実際の助勢限界圧演算部(実際の助勢限界圧演算手段)26fを有している。
操作行程とは、ブレーキペダル21の踏込み中のことをいい、ブレーキペダル21の踏込みを開始した時点から踏込みを終了した(踏込み解除した)時点までの間の行程である。換言すると、ブレーキペダル21の踏込みによりマスタシリンダ圧が所定値(例えば0)以上となりその後踏込みの終了(踏込み解除)によりマスタシリンダ圧が前記所定値となるまでの間の行程である。
実際の助勢限界圧の演算方法を以下に説明する。取得され記憶されているマスタシリンダ圧情報からは、図8に示すように、今回の操作行程のマスタシリンダ圧の時間変化を得ることができる。図8の例1の場合、時刻t0でブレーキペダル21の踏込みが開始され、時刻t1でバキュームブースタ22が助勢限界となると、マスタシリンダ圧の変化率は急激に減少する。この時点のマスタシリンダ圧を助勢限界圧とする。すなわち、助勢限界圧は、バキュームブースタ22の助勢限界に相当するマスタシリンダ圧である。その後、時刻t2で踏込みが緩められると、それに伴ってマスタシリンダ圧は減少する。そして、時刻t3でバキュームブースタ22による助勢が再開されると、減少が緩やかになる。この時点のマスタシリンダ圧も助勢限界圧である。その後時刻t4で操作行程が終了する。
また図8の例2の場合、時刻t0でブレーキペダル21の踏込みが開始され、時刻t11でバキュームブースタ22が助勢限界となると、マスタシリンダ圧の変化率は急激に減少する。この時点のマスタシリンダ圧を助勢限界圧とする。すなわち、助勢限界圧は、バキュームブースタ22の助勢限界に相当するマスタシリンダ圧である。その後、時刻t12で踏込みが緩められると、それに伴ってマスタシリンダ圧は減少する。そして、時刻t13でバキュームブースタ22による助勢が再開されると、減少が緩やかになる。この時点のマスタシリンダ圧も助勢限界圧である。その後時刻t14で操作行程が終了する。
このことから、ブレーキペダル21の操作行程中に実際に取得されたマスタシリンダ圧の勾配変化から、バキュームブースタ22の助勢限界に相当するマスタシリンダ圧である助勢限界圧を演算することができる。
さらに、ブレーキECU26は、実際の助勢限界圧演算部26fで演算された実際の助勢限界圧を記憶する第2記憶部(第2記憶手段)26gと、第1記憶部26cに記憶されている負圧−助勢限界圧マップを第2記憶部26gに記憶されている実際の助勢限界圧を用いて補正するマップ補正部(マップ補正手段)26hと、マップ補正部26iにより補正された負圧−助勢限界圧マップを新しい負圧−助勢限界圧マップとして第1記憶部26cに記憶させるマップ更新部(マップ更新手段)26iと、を有している。
次に、上記のように構成した液圧ブレーキ装置の作動を図9〜図16のフローチャートに沿って説明する。まず、図9〜図11のフローチャートを参照して、ステップ102で取得されたマスタシリンダ圧がステップ106で演算された判定用助勢限界圧以上である場合、ポンプ44a,54aを駆動させその駆動により形成されるブレーキ液圧をブレーキペダル21の操作に応じて形成されたマスタシリンダ圧に加圧することで、ブレーキペダル21の操作に応じた目標ブレーキ液圧をホイールシリンダWC**に供給する助勢制御について説明する。
ブレーキECU26は、例えば車両のイグニションスイッチ(図示省略)がオン状態にあるとき、上記フローチャートに対応したプログラムを所定の短時間(例えば10ミリ秒)毎に実行する。ブレーキECU26は、マスタシリンダ圧センサ25a1からマスタシリンダ圧を示すマスタシリンダ圧信号を取得し(ステップ102)、負圧センサ22f2から負圧を示す負圧信号を取得する(ステップ104)。そして、ブレーキECU26は、ステップ104で取得された負圧と第1記憶部26cで記憶されている負圧−助勢限界圧マップとから求められる助勢限界圧を判定用助勢限界圧として演算する(ステップ106)。
続いて、ブレーキECU26は、バキュームブースタ22が助勢可能な状態にあるか否かを判定する(ステップ108)。具体的には、ブレーキECU26は、ステップ102で取得されたマスタシリンダ圧がステップ106で演算された判定用助勢限界圧以上であれば、バキュームブースタ22が助勢可能な状態ではないと判定し(「YES」と判定し)、逆に判定用助勢限界圧未満であれば、バキュームブースタ22が助勢可能な状態であると判定する(「NO」と判定する)。ここで、助勢可能な状態とは、バキュームブースタ22に供給されている負圧の作用により助勢が可能な状態のことをいう。
バキュームブースタ22が助勢可能な状態である場合には、ブレーキECU26は、ステップ108で「NO」と判定し、終了処理を行う(ステップ110)。具体的には、ブレーキECU26は、図10に示すフローチャートに示すサブルーチンである終了処理に沿って増圧制御の終了処理を実行する。この終了処理ルーチンにおいては、ステップ202において、差圧制御弁41(または/および51)のソレノイドにそれをオフにする信号が出力されて、差圧制御弁41(または/および51)がオフされ(開状態とされ)、ステップ204において、ポンプ用モータ44bにそれをオフにする信号が出力されてポンプ用モータ44bがオフされポンプ44a(または/および54a)の駆動が停止される。以上でこの終了処理ルーチンの一回の実行が終了し、それにより、図9に示す助勢制御ルーチンの一回の実行も終了する。なお、図10に示す増圧制御の終了処理は、増圧制御を終了させる終了処理という作用だけなく、ブレーキペダル21の踏込開始から助勢限界に到達するまでの通常ブレーキの処理という作用も有する。通常ブレーキの処理とは、マスタシリンダ23からの液圧をホイールシリンダWC**にそのまま供給するため、差圧制御弁41(または/および51)の前後で差圧が生じないように開状態とすることである。
一方、バキュームブースタ22が助勢可能な状態ではない場合には、ブレーキECU26は、ステップ108で「YES」と判定し、助勢制御を行う(ステップ112)。助勢制御は、ポンプ44a,54aを駆動させその駆動により形成されるブレーキ液圧をブレーキペダル21の操作に応じて形成されたマスタシリンダ圧に加圧することで、ブレーキペダル21の操作に応じた目標ブレーキ液圧をホイールシリンダWC**に供給する制御である(助勢制御手段)。
具体的には、ブレーキECU26は、図11に示すフローチャートに示すサブルーチンである増圧制御に沿って助勢制御を実行する。ブレーキECU26は、ステップ302において、マスタシリンダ圧および負圧の今回値に基づき、今回のマスタシリンダ圧に増圧すべき液圧、すなわち、ホイールシリンダWC**の目標ブレーキ液圧と実際に発生しているホイールシリンダ圧(=マスタシリンダ圧)との差である目標差圧ΔPを演算する。
そして、ブレーキECU26は、決定された目標差圧ΔPに応じ、差圧制御弁41(または/および51)のソレノイドに供給すべき電流値Iを決定する(ステップ306)。目標差圧ΔPとソレノイド電流値Iとの関係がブレーキECU26の記憶部(ROM)に記憶されており、その関係に従って目標差圧ΔPに対応するソレノイド電流値Iが決定されるのである。続いて、ブレーキECU26は、差圧制御弁41(または/および51)のソレノイドに、決定されたソレノイド電流値Iで電流を供給させることにより、差圧制御弁41(または/および51)を制御(差圧制御)する。
その後、ブレーキECU26は、ポンプ用モータ44bにそれをONにする信号を出力する(ステップ308)。それにより、ポンプ44a(または/および54a)は、調圧リザーバ44c(または/および54c)から作動液を汲み上げ、作動液を各ホイールシリンダWC**に吐出し、その結果、各ホイールシリンダWC**にマスタシリンダ圧より目標差圧ΔPだけ高い液圧が発生させられる。
以上でこの増圧制御ルーチンの一回の実行が終了し、それにより、図9に示す助勢制御ルーチンの一回の実行も終了する。
一方、ブレーキECU26は、上述した助勢制御で使用される負圧−助勢限界圧マップを、ブレーキ操作部材であるブレーキペダル21の実際の一操作行程毎に更新する。この更新処理について図12〜図16を参照して説明する。
ブレーキECU26は、ブレーキペダル21の実際の一操作行程においてマスタシリンダ圧取得部26bで取得されたマスタシリンダ圧から得られる情報に基づく勾配変化と前記操作行程にて負圧取得部26aで取得された負圧とから、その負圧における該バキュームブースタ22の助勢限界に対応したマスタシリンダの圧力である実際の助勢限界圧を演算する。
ブレーキECU26は、図12に示すフローチャートにおいて、今回の操作行程の全行程に渡ってマスタシリンダ圧をマスタシリンダ圧センサ25a1から取得し記憶し(ステップ402)、今回の操作行程中にバキュームブースタ22に供給されている負圧を負圧センサ22f2から取得し記憶する(ステップ404)。
ステップ406において、ブレーキECU26は、取得されたマスタシリンダ圧から得られる情報に基づく勾配変化から、今回の操作行程における助勢限界圧を演算する。さらに、図8の例1と例2ではバキュームブースタ22に供給されている負圧が異なっており、負圧を変化させれば負圧に対応(関連)付けされた助勢限界圧を負圧毎に演算することができる。したがって、ブレーキECU26は、先にステップ404で取得した負圧を、今回演算した操作行程における助勢限界圧に対応付けすることで、今回の操作行程における負圧に対応付けされた実際の助勢限界圧を演算することができる。
次に、ブレーキECU26は、ステップ408において、ステップ406で演算された実際の助勢限界圧を記憶する。具体的には、ブレーキECU26は、図13に示すデータ更新サブルーチンに沿ってデータ更新処理を実行する。
ブレーキECU26は、本ルーチンを開始する度に、今回取得した助勢限界圧の負圧αにおける今回演算した実際の助勢限界圧βが、現在第1記憶手段に記憶されている負圧−助勢限界圧マップ(補正直前の負圧−助勢限界圧マップ)を基準とした所定範囲内にあるか否かを判定する(ステップ502)。mapYは、現在第1記憶手段に記憶されている負圧−助勢限界圧マップ(補正直前の負圧−助勢限界圧マップ)の助勢限界圧を示しており、mapY[α]は、負圧がαであるときの助勢限界圧を示している。mapY[α]−AからmapY[α]+Aまでの範囲で前記所定範囲を表している。すなわち負圧がαであるときの所定範囲は、mapY[α]を中心(基準)として上下Aの範囲である。Aは所定範囲を規定するために設定される値である。所定範囲は、マスタシリンダ圧センサ25a1(マスタシリンダ圧検出手段)の公差、負圧センサ22f2(負圧検出手段)の公差、バキュームブースタ22の助勢特性の公差の少なくとも一つから規定されるようになっている。
ブレーキECU26は、データ番号iを0にクリアし(ステップ504)、既に第2記憶部26gに記憶されている1〜n番までのn個のデータのデータ番号を1つ繰り上げ(ステップ506〜510)、今回取得したデータをn番目のデータとして更新記憶する(ステップ506,512)。これにより、最新のn個のデータを得ることができる。ここで、データは助勢限界圧の負圧とその負圧に関連付けられた助勢限界のマスタシリンダ圧(M/C圧)のことをいう。ステップ508,512において、Xは助勢限界圧の負圧を示し、Yは助勢限界のマスタシリンダ圧(M/C圧)を示している。
次に、ブレーキECU26は、ステップ410において、最新のn個の記憶されているデータの平均を求める。具体的には、ブレーキECU26は、図14に示す平均値算出サブルーチンに沿って平均値算出処理を実行する。ブレーキECU26は、本ルーチンを開始する度に、助勢限界圧の負圧の合計Xsumおよび助勢限界のM/C圧の合計Ysumをそれぞれ0にクリアし(ステップ602)、データ番号iを0にクリアする(ステップ604)。
そして、ブレーキECU26は、データ番号1からnまでの助勢限界圧の負圧、助勢限界のM/C圧を順番にそれぞれ加算し(ステップ606〜610)、その後、n個の助勢限界圧の負圧の合計Xsumをデータ数nで除して助勢限界圧の負圧の平均値Xbarを算出するとともにn個の助勢限界のM/C圧の合計Ysumをデータ数nで除して助勢限界のM/C圧の平均値Ybarを算出する(ステップ606,612)。
次に、ブレーキECU26は、ステップ412において、標準偏差を演算し回帰直線の係数、切片を求める。具体的には、ブレーキECU26は、図15に示す回帰直線演算サブルーチンに沿って回帰直線演算処理を実行する。ブレーキECU26は、本ルーチンを開始する度に、助勢限界圧の負圧の平均値Xbarと助勢限界圧の負圧との差の二乗の合計sXsumおよび助勢限界のM/C圧の平均値Ybarと助勢限界のM/C圧との差の二乗の合計sYsumをそれぞれ0にクリアし(ステップ702)、データ番号iを0にクリアする(ステップ704)。
そして、ブレーキECU26は、データ番号1からnまでの助勢限界圧の負圧の平均値Xbarと助勢限界圧の負圧との差の二乗、助勢限界のM/C圧の平均値Ybarと助勢限界のM/C圧との差の二乗を順番にそれぞれ加算する(ステップ706〜710)。その後、ブレーキECU26は、n個の助勢限界圧の負圧の平均値Xbarと助勢限界圧の負圧との差の二乗の合計sXsumをデータ数nで除して助勢限界圧の負圧の標準偏差sxを算出するとともにn個の助勢限界のM/C圧の平均値Ybarと助勢限界のM/C圧との差の二乗の合計sYsumをデータ数nで除して助勢限界のM/C圧の標準偏差syを算出する(ステップ706,712)。そして、ブレーキECU26は、両標準偏差sx、syを用いて回帰直線の傾き係数aおよび切片bを算出する(ステップ714)。傾き係数aはa=sy/sxで算出される。切片bはb=Ybar−a×Xbarで算出される。
次に、ブレーキECU26は、ステップ414において、今回の取得データから負圧−助勢限界圧マップ(図16では例として負圧が0から0.5までの範囲)を補正する。具体的には、ブレーキECU26は、図16に示す負圧−助勢限界圧マップの更新サブルーチンに沿って負圧−助勢限界圧マップの更新処理を実行する。ブレーキECU26は、本ルーチンを開始する度に、負圧の値vpを0にクリアする(ステップ802)。負圧vpを0から0.5まで0.01刻みで増大させたときのそれぞれの助勢限界圧mapY[vp]を算出することで、負圧−助勢限界圧マップ(負圧が0から0.5までの範囲)を補正する(ステップ804〜808)。mapY[vp]は、負圧がvpであるときの助勢限界圧を示しており、mapY[vp]=(a×vp)+bで算出される。ここで、aは先にステップ412で算出した回帰直線の傾き係数であり、bはその回帰直線の切片である。
この補正された負圧−助勢限界圧マップは、マップ更新部(マップ更新手段)26iで新しい負圧−助勢限界圧マップとして第1記憶部26cに記憶されるようになっている。
上述した図12に示す処理により更新された負圧−助勢限界圧マップの一例を図17に示す。図17では、補正される前の初期マップを破線で示し、補正後の更新されたマップを実線で示す。今回更新する際に使用したデータ(負圧に対する実際の助勢限界圧)を丸印で示す。図13のステップ502の処理により所定範囲内のデータのみを使用し所定範囲外のデータは使用しないで新しいマップを演算している。
上述した説明から明らかなように、本実施の形態によれば、負圧取得手段(26a、ステップ104)が、バキュームブースタ22に供給されている負圧を負圧検出手段22f2から取得し、マスタシリンダ圧取得手段(26b、ステップ102)が、マスタシリンダ23の圧力をマスタシリンダ圧検出手段22f2から取得する。第1記憶手段(26c)は、バキュームブースタ22に供給されている任意の負圧と、その負圧における該バキュームブースタ22の助勢限界に対応したマスタシリンダ23の圧力である助勢限界圧との関係を示す負圧−助勢限界圧マップ(図4)が記憶されている。判定用助勢限界圧演算手段(26d、ステップ106)は、負圧取得手段(26a、ステップ104)で取得された負圧と第1記憶手段(26c)で記憶されている負圧−助勢限界圧マップとから求められる助勢限界圧を判定用助勢限界圧として演算する。助勢制御手段(26e、ステップ108−112)は、マスタシリンダ圧取得手段(26b、ステップ102)で取得されたマスタシリンダ圧が判定用助勢限界圧演算手段(26d、ステップ106)で演算された判定用助勢限界圧以上である場合、油圧ポンプ44a,54aを駆動させその駆動により形成されるブレーキ液圧をブレーキ操作部材21の操作に応じて形成されたマスタシリンダ圧に加圧することで、ブレーキ操作部材21の操作に応じた目標ブレーキ液圧をホイールシリンダWC**に供給する助勢制御を行う。
一方、実際の助勢限界圧演算手段(26f、ステップ406)が、ブレーキ操作部材21の実際の一操作行程においてマスタシリンダ圧取得手段(26b、ステップ402)で取得されたマスタシリンダ圧から得られる情報に基づく勾配変化と操作行程にて負圧取得手段(26a、ステップ404)で取得された負圧とから、その負圧における該バキュームブースタ22の助勢限界に対応したマスタシリンダ23の圧力である実際の助勢限界圧を演算する。第2記憶手段(26g)は、実際の助勢限界圧演算手段で演算された実際の助勢限界圧を記憶する。マップ補正手段(26h、ステップ408−414)は、第1記憶手段(26c)に記憶されている負圧−助勢限界圧マップを第2記憶手段(26g)に記憶されている実際の助勢限界圧を用いて補正する。マップ更新手段(26i、ステップ414)は、マップ補正手段により補正された負圧−助勢限界圧マップを新しい負圧−助勢限界圧マップとして第1記憶手段に記憶させる。
これによれば、負圧−助勢限界圧マップは、負圧検出手段22f2、マスタシリンダ圧検出手段25a1から取得した実際の検出値から演算された実際の助勢限界圧を用いて補正される。この補正された負圧−助勢限界圧マップと負圧検出手段22f2から得た負圧とから判定用助勢限界圧が演算される。補正された負圧−助勢限界圧マップは、負圧検出手段22f2、マスタシリンダ圧検出手段25a1やバキュームブースタ22の実際のバラツキが反映されたものである。したがって、判定用助勢限界圧もそれらの実際のバラツキが反映されたものである。このように、負圧検出手段22f2、マスタシリンダ圧検出手段25a1やバキュームブースタ22の実際のバラツキが反映された判定用助勢限界圧を使用することで、バキュームブースタ22が助勢限界に到達したことを的確に判断することができ、適切なタイミングで油圧ポンプ44a,54aを作動させることができる。したがって、負圧検出手段22f2、マスタシリンダ圧検出手段25a1やバキュームブースタ22の特性が経年などに起因して変化しても、助勢限界に到達した時点以降もブレーキ液圧を適切に供給でき、ひいてはブレーキ装置Aに所望のブレーキ性能を発揮させることができる。
また、マップ補正手段(26h、ステップ408−414)は、第2記憶手段(26g)に記憶されている実際の助勢限界圧のうち、第1記憶手段(26c)に記憶されている補正直前の負圧−助勢限界圧マップを基準とした所定範囲(mapY[α]−AからmapY[α]+Aまでの範囲)内のもの、を用いて第1記憶手段(26c)に記憶されている負圧−助勢限界圧マップを補正する。これによれば、第2記憶手段(26g)に記憶されている実際の助勢限界圧のうち信頼性の高いデータを適切に選択することで、精度のよいマップに補正することができ、ひいては、より正確な制御をおこなうことができる。
また、所定範囲は、マスタシリンダ圧を検出するマスタシリンダ圧検出手段25a1の公差、負圧を検出する負圧検出手段22f2の公差、バキュームブースタ22の助勢特性の公差の少なくとも一つから規定される。これにより、マスタシリンダ圧検出手段25a1、負圧検出手段22f2、バキュームブースタ22のバラツキの範囲に相当する所定範囲を適切に設定することで、信頼性の高いデータを的確に選択することができる。
また、マップ補正手段(26h、ステップ408−414)は、実際の助勢限界圧演算手段(26f、ステップ406)で得られた複数の実際の助勢限界圧を元に回帰的に補正することで新たな負圧−助勢限界圧マップを求める。これにより、負圧−助勢限界圧マップを適切に補正することができる。
なお、上述した実施の形態において、マップ補正手段(26h)は、実際の助勢限界圧演算手段(26f)で得られた複数の実際の助勢限界圧を元に隣接する実際の助勢限界圧の中点を線形補間することで新たな負圧−助勢限界圧マップを求めるようにしてもよい。具体的には、ブレーキECU26は、図18に示す線形補間演算サブルーチンに沿って線形補間処理を実行する。ブレーキECU26は、ステップ902において、第2記憶手段(26g)に記憶されている負圧に関連付けられた実際の助勢限界圧(データ)を取得する。ステップ904において、取得した複数のデータのうち隣接するデータの中間値を演算する。ステップ906において、演算された中間値のうち隣接するものにより線形補間する。ステップ908において、演算された中間値のうち端に位置する端点から補正直前マップの傾きで延長する。
これによれば、図19に示すように新たな負圧−助勢限界圧マップを演算することができる。図19においては、補正直前マップとして初期マップを例に挙げている。負圧に関連付けられた実際の助勢限界圧(データ)は白抜き丸印で示し、隣接するデータの中間値は黒丸印で示している。初期マップは破線で示し、更新マップ(補正後マップ)は実線で示している。したがって、制御装置26の負担を軽減して容易かつ早期に負圧−助勢限界圧マップを補正することができる。なお、この場合も、所定範囲内のデータを使用し、所定範囲外のデータを使用していない。
また、上述した実施の形態において、実際の助勢限界圧演算手段(26f)は、ブレーキ操作部材21の一操作行程において、踏込み時と戻し時の両方で実際の助勢限界圧を演算することができた場合、マップ補正手段(26g)ではその演算結果である実際の助勢限界圧を重み付けすることで第1記憶手段(26c)に記憶されている負圧−助勢限界圧マップを補正するようにしてもよい。具体的には、ブレーキECU26は、図20に示す重み付け処理サブルーチンに沿って重み付け処理を実行する。ブレーキECU26は、ステップ1002において、上述したステップ406でブレーキ操作部材21の一操作行程において踏込み時と戻し時の両方で実際の助勢限界圧を演算することができた場合には、ステップ1004〜1010の処理を行って重み付け処理を行う。踏込み時と戻し時の両方で実際の助勢限界圧を演算することができなかった場合には、重み付け処理を行わない。
踏込み時と戻し時の両方で実際の助勢限界圧を演算することができた場合には、ブレーキECU26は、ステップ1004において、その取得したデータはデータ更新ルーチン(図13)の処理の対象外とする。ステップ1006において、取得したデータを平均値算出ルーチン(図14)で使用して平均値を算出する。ステップ1008において、その算出した平均値を使用して回帰直線演算ルーチン(図15)で回帰直線の傾き係数a、切片bを算出する。ステップ1010において、その算出した傾き係数a、切片bを使用して負圧−助勢限界圧マップ更新ルーチン(図16)で新しいマップを更新する。これにより、確度の高い(信頼性の高い)データを使用することで負圧−助勢限界圧マップをより精度よく補正することができる。
11…エンジン、12…変速機、13…ディファレンシャル、15a…スロットルバルブ、15b…モータ、15c…スロットル開度センサ、16…アクセルペダル、16a…アクセル開度センサ、17…エンジンECU、21…ブレーキペダル、22…バキュームブースタ、22f2…負圧センサ(負圧検出手段)、23…マスタシリンダ、23a,23b…第1および第2液圧室、23c,23d…第1および第2出力ポート、24…リザーバタンク、25…ブレーキアクチュエータ、25a1…マスタシリンダ圧センサ(マスタシリンダ圧検出手段)、26…ブレーキECU(制御装置)、26a…負圧取得部(負圧取得手段)、26b…マスタシリンダ圧取得部(マスタシリンダ圧取得手段)、26c…第1記憶部(第1記憶手段)、26d…判定用助勢限界圧演算部(判定用助勢限界圧演算手段)、26e…助勢制御部(助勢制御手段)、26f…実際の助勢限界圧演算部(実際の助勢限界圧演算手段)、26g…第2記憶部、26h…負圧−助勢限界圧マップ補正部(負圧−助勢限界圧マップ補正手段)、26i…マップ更新部(マップ更新手段)、41,51…差圧制御弁、42a,43a,52a,53a…増圧弁、42b,43b,52b,53b…減圧弁、44c,54c…調圧リザーバ、44a,54a…ポンプ(油圧ポンプ)、A…液圧ブレーキ装置、Wfl,Wfr,Wrl,Wrr…車輪、Sfl,Sfr,Srl,Srr…車輪速センサ、WCfl,WCfr,WCrl,WCrr…ホイールシリンダ。