JP6355825B2 - ブレーキ制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、例えば四輪自動車等の車両に好適に用いられるブレーキ制御装置に関する。
四輪自動車等の車両に搭載されるブレーキ制御装置には、車両のホイールシリンダにブレーキ液を供給するためマスタシリンダで発生させるブレーキ液圧を電動モータ等で可変に制御する構成としたものがある。この種のブレーキ制御装置は、運転者によるブレーキペダルの操作量を算出し、ブレーキペダルに連結された入力部材とマスタシリンダのプライマリピストンとの相対変位が予め設定された目標相対変位となるように電動モータの回転を制御する位置制御と、前記ブレーキペダルの操作量に対してマスタシリンダ内の液圧が予め設定された目標液圧となるように電動モータの回転を制御する液圧制御とを必要に応じて切替える構成としている(例えば、特許文献1参照)。
特開2011−213262号公報
ところで、従来技術のブレーキ制御装置では、ホイールシリンダの一部を構成するキャリパのばらつき、摩擦パッドの温度、摩耗具合、劣化等によってブレーキ液圧回路内における液圧に対して必要となるブレーキ液量(以下、下流剛性という)が変化することがある。そして、このような下流剛性に変化が生じている場合には、位置制御の間に実際に発生しているマスタシリンダの実液圧と目標液圧とに乖離が生じてしまうため、複数の操作においてブレーキペダルの操作量が同じでも車両減速度が異なってしまうという現象が生じることがある。即ち、電動モータの制御を位置制御から液圧制御に切替えるときに、下流剛性の状態によって車両減速度が変動してしまう可能性がある。
本発明は、上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、電動モータの制御を位置制御から液圧制御に切替えるときに、下流剛性の状態によらず車両減速度の変動を抑制し得るブレーキ制御装置を提供することにある。
上述した課題を解決するため、本発明のブレーキ制御装置は、マスタシリンダのピストンを移動させるための電動モータと、ブレーキペダルの操作量を検出する操作量検出手段と、前記マスタシリンダで発生する液圧値を検出する液圧検出手段と、前記マスタシリンダのピストン位置を検出するピストン位置検出手段と、前記操作量検出手段の操作量に基づいて前記電動モータを制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、予め設定された前記操作量と前記ピストン位置との関係を示す基準位置特性と、前記操作量と前記液圧値との関係を表す基準液圧特性と、が設定され、前記操作量検出手段の操作量に対して前記基準位置特性に基づいて前記電動モータを制御する位置制御と、前記操作量検出手段の操作量に対して前記基準液圧特性に基づいて前記電動モータを制御する液圧制御と、を切替える制御切替手段を備え、該制御切替手段によって前記位置制御から前記液圧制御へ切替えるときに、前記液圧検出手段が前記マスタシリンダにより発生する液圧を検出可能な予め設定された所定液圧を検出したときの前記操作量検出手段による操作量と前記基準液圧特性における前記所定液圧時の基準操作量との差分に応じて前記マスタシリンダが発生する液圧の目標液圧を算出し、前記液圧制御中に、前記液圧検出手段により検出される液圧値が前記目標液圧となるように前記電動モータを制御することを特徴としている。
また、本発明のブレーキ制御装置は、マスタシリンダのピストンを移動させるための電動モータと、ブレーキペダルの操作量を検出する操作量検出手段と、前記マスタシリンダのピストン位置を検出するピストン位置検出手段と、前記操作量検出手段により検出される前記操作量に基づいて前記電動モータを制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、予め設定された前記操作量と前記ピストン位置との関係を示す基準位置特性と、前記操作量と液圧検出手段により検出される前記マスタシリンダで発生する液圧値との関係を表す基準液圧特性と、が設定され、前記操作量検出手段により検出される前記操作量に対して前記基準位置特性に基づいて前記電動モータを制御する位置制御と、前記操作量検出手段により検出される前記操作量に対して前記基準液圧特性に基づいて前記電動モータを制御する液圧制御と、を切替える制御切替手段を備え、該制御切替手段によって前記位置制御から前記液圧制御へ切替えるときに、前記液圧検出手段が前記マスタシリンダにより液圧が発生し得る予め設定された所定操作量を前記操作量検出手段が検出したときの前記液圧検出手段による液圧値と前記基準液圧特性における前記所定操作量時の基準液圧値との差分に応じて前記マスタシリンダが発生する液圧の目標液圧を算出し、前記液圧制御中に、前記液圧検出手段により検出される液圧値が前記目標液圧となるように前記電動モータの作動を制御することを特徴としている。
本発明によれば、電動モータの制御を位置制御から液圧制御に切替えるときに、下流剛性の状態によらず車両減速度の変動を抑制することができる。
本発明の実施の形態によるブレーキ制御装置を有するブレーキシステムを示す全体構成図である。 図1中の電動倍力装置等を拡大して示す断面図である。 図2に示す電動倍力装置の駆動制御を行うECUの制御ブロック図である。 ブレーキペダルの操作量とブースタピストンの目標位置との関係を設定した基準位置の特性を示す特性線図である。 ブレーキペダルの操作量と目標液圧との関係を設定した基準液圧の特性を示す特性線図である。 第1の実施の形態による切替基準液圧に基づいた位置制御モードと液圧制御モードとの制御切替処理を含んだブレーキ制御処理を示す流れ図である。 基準液圧特性に対してオフセットされた目標液圧の特性をペダル操作量との関係で示す特性線図である。 第2の実施の形態による切替基準液圧に基づいた位置制御モードと液圧制御モードとの制御切替処理を含んだブレーキ制御処理を示す流れ図である。 図8中の切替操作量偏差制限処理による切替操作量偏差上限リミッタ処理を示す流れ図である。 図8中の切替操作量偏差制限処理による切替操作量偏差下限リミッタ処理を示す流れ図である。 図8中の切替操作量偏差制限処理による切替操作量偏差変化幅リミッタ処理を示す流れ図である。 第3の実施の形態による切替基準操作量に基づいた位置制御モードと液圧制御モードとの制御切替処理を含んだブレーキ制御処理を示す流れ図である。 基準液圧特性に対してオフセットされた目標液圧の特性をペダル操作量との関係で示す特性線図である。 図12中の切替液圧偏差制限処理による切替液圧偏差上限リミッタ処理を示す流れ図である。 図12中の切替液圧偏差制限処理による切替液圧偏差下限リミッタ処理を示す流れ図である。 図12中の切替液圧偏差制限処理による切替液圧偏差変化幅リミッタ処理を示す流れ図である。
以下、本発明の実施の形態によるブレーキ制御装置を、四輪自動車に搭載されるブレーキ制御装置を例に挙げて、添付図面に従って詳細に説明する。
ここで、図1ないし図7は本発明の第1の実施の形態に係るブレーキ制御装置を有するブレーキシステムを概念的に示している。図1において、左,右の前輪1L,1Rと左,右の後輪2L,2Rとは、車両のボディを構成する車体(図示せず)の下側に設けられている。左,右の前輪1L,1Rには、それぞれ前輪側ホイールシリンダ3L,3Rが設けられ、左,右の後輪2L,2Rには、それぞれ後輪側ホイールシリンダ4L,4Rが設けられている。これらのホイールシリンダ3L,3R、4L,4Rは、液圧式のディスクブレーキまたはドラムブレーキのシリンダを構成し、夫々の車輪(前輪1L,1Rおよび後輪2L,2R)毎に制動力を付与するものである。
ブレーキペダル5は車体のフロントボード(図示せず)側に設けられている。このブレーキペダル5は、車両のブレーキ操作時に運転者によって図1中の矢示A方向に踏込み操作される。ブレーキペダル5には、ブレーキスイッチ6と操作量検出器7が設けられ、ブレーキスイッチ6は、車両のブレーキ操作の有無を検出して、例えばブレーキランプ(図示せず)を点灯,消灯させるものである。また、操作量検出器7は、ブレーキペダル5の踏込み操作量(ストローク量)または踏力を検出し、その検出信号を後述のECU26,32および車両データバス28等に出力する。ブレーキペダル5が踏込み操作されると、マスタシリンダ8には後述の電動倍力装置16を介してブレーキ液圧が発生する。
図2に示すように、マスタシリンダ8は、一側が開口端となり他側が底部となって閉塞された有底筒状のシリンダ本体9を有している。このシリンダ本体9には、後述のリザーバ14内に連通する第1,第2のサプライポート9A,9Bが設けられている。第1のサプライポート9Aは、後述するブースタピストン18の摺動変位により第1の液圧室11Aに対して連通,遮断される。一方、第2のサプライポート9Bは、後述する第2のピストン10により第2の液圧室11Bに対して連通,遮断される。
シリンダ本体9は、その開口端側が後述する電動倍力装置16のブースタハウジング17に複数の取付ボルト(図示せず)等を用いて着脱可能に固着されている。マスタシリンダ8は、シリンダ本体9と、第1のピストン(後述のブースタピストン18と入力ロッド19)および第2のピストン10と、第1の液圧室11Aと、第2の液圧室11Bと、第1の戻しばね12と、第2の戻しばね13とを含んで構成されている。
この場合、マスタシリンダ8は、プライマリピストン(即ち、Pピストン)としての第1のピストンが後述のブースタピストン18と入力ロッド19とにより構成されている。シリンダ本体9内に形成される第1の液圧室11Aは、セカンダリピストンとしての第2のピストン10とブースタピストン18(および入力ロッド19)との間に画成されている。第2の液圧室11Bは、シリンダ本体9の底部と第2のピストン10との間でシリンダ本体9内に画成されている。
第1の戻しばね12は、第1の液圧室11A内に位置してブースタピストン18と第2のピストン10との間に配設され、ブースタピストン18をシリンダ本体9の開口端側に向けて付勢している。第2の戻しばね13は、第2の液圧室11B内に位置してシリンダ本体9の底部と第2のピストン10との間に配設され、第2のピストン10を第1の液圧室11A側に向けて付勢している。
マスタシリンダ8のシリンダ本体9内では、ブレーキペダル5の踏込み操作に応じてブースタピストン18(入力ロッド19)と第2のピストン10とがシリンダ本体9の底部に向かって変位する。そして、第1,第2のサプライポート9A,9Bがブースタピストン18,第2のピストン10により遮断されたときには、第1,第2の液圧室11A,11B内のブレーキ液によりマスタシリンダ8からブレーキ液圧が発生される。一方、ブレーキペダル5の操作を解除した場合には、ブースタピストン18(および入力ロッド19)と第2のピストン10とが第1、第2の戻しばね12、13によりシリンダ本体9の開口部に向かって矢示B方向に変位していく。このときに、マスタシリンダ8は、リザーバ14からブレーキ液の補給を受けながら第1,第2の液圧室11A,11B内の液圧を解除していく。
マスタシリンダ8のシリンダ本体9には、内部にブレーキ液が収容されている作動液タンクとしてのリザーバ14が設けられている。該リザーバ14は、シリンダ本体9内の液圧室11A,11Bにブレーキ液を給排する。即ち、第1のサプライポート9Aがブースタピストン18により第1の液圧室11Aに連通され、第2のサプライポート9Bが第2のピストン10により第2の液圧室11Bに連通している間は、これらの液圧室11A,11B内にリザーバ14内のブレーキ液が給排される。
一方、第1のサプライポート9Aがブースタピストン18により第1の液圧室11Aから遮断され、第2のサプライポート9Bが第2のピストン10により第2の液圧室11Bから遮断されたときには、これらの液圧室11A,11Bに対するリザーバ14内のブレーキ液の給排が断たれる。このため、マスタシリンダ8の第1,第2の液圧室11A,11B内には、ブレーキ操作に伴ってブレーキ液圧が発生し、このブレーキ液圧は、例えば一対のシリンダ側液圧配管15A,15Bを介して後述の液圧供給装置30(即ち、ESC30)に送られる。
車両のブレーキペダル5とマスタシリンダ8との間には、ブレーキペダル5の操作力を増大させるブースタとして、また、ブレーキ装置としての電動倍力装置16が設けられている。この電動倍力装置16は、操作量検出器7の出力に基づいて後述の電動アクチュエータ20を駆動制御することにより、マスタシリンダ8内に発生するブレーキ液圧を可変に制御するものである。
電動倍力装置16は、車体のフロントボードである車室前壁(図示せず)に固定して設けられるブースタハウジング17と、該ブースタハウジング17に移動可能に設けられ後述の入力ロッド19に対して相対移動可能なピストンとしてのブースタピストン18と、該ブースタピストン18をマスタシリンダ8の軸方向に進退移動させ当該ブースタピストン18にブースタ推力を付与する後述の電動アクチュエータ20とを含んで構成されている。
ブースタピストン18は、マスタシリンダ8のシリンダ本体9内に開口端側から軸方向に摺動可能に挿嵌された筒状部材により構成されている。ブースタピストン18の内周側には、ブレーキペダル5の操作に従って直接的に押動され、マスタシリンダ8の軸方向(即ち、矢示A,B方向)に進退移動する入力部材としての入力ロッド19が摺動可能に挿嵌されている。入力ロッド19は、ブースタピストン18と一緒にマスタシリンダ8の第1のピストンを構成し、入力ロッド19の後側(軸方向一側)端部にはブレーキペダル5が連結されている。シリンダ本体9内は、第2のピストン10とブースタピストン18(入力ロッド19)との間に第1の液圧室11Aが画成されている。
ブースタハウジング17は、後述の減速機構23等を内部に収容する筒状の減速機ケース17Aと、該減速機ケース17Aとマスタシリンダ8のシリンダ本体9との間に設けられブースタピストン18を軸方向に摺動変位可能に支持した筒状の支持ケース17Bと、減速機ケース17Aを挟んで支持ケース17Bとは軸方向の反対側(軸方向一側)に配置され減速機ケース17Aの軸方向一側の開口を閉塞する段付筒状の蓋体17Cとにより構成されている。減速機ケース17Aの外周側には、後述の電動モータ21を固定的に支持するための支持板17Dが設けられている。
図2に示すように、入力ロッド19は、蓋体17C側からブースタハウジング17内に挿入され、ブースタピストン18内を第1の液圧室11Aに向けて軸方向に延びている。ブースタピストン18と入力ロッド19との間には、一対の中立ばね19A,19Bが介装されている。ブースタピストン18および入力ロッド19は、中立ばね19A,19Bのばね力によって中立位置に弾性的に保持され、これらの軸方向の相対変位に対して中立ばね19A,19Bのばね力が作用する構成となっている。
入力ロッド19の先端側(軸方向他側)端面は、ブレーキ操作時に第1の液圧室11A内に発生する液圧をブレーキ反力として受圧し、入力ロッド19はこれをブレーキペダル5に伝達する。これにより、車両の運転者にはブレーキペダル5を介して適正な踏み応えが与えられ、良好なペダルフィーリング(ブレーキの効き)を得ることができる。この結果、ブレーキペダル5の操作感を向上することができ、ペダルフィーリング(踏み応え)を良好に保つことができる。
また、入力ロッド19は、ブースタピストン18に対して所定量前進したときに、ブースタピストン18に当接してブースタピストン18を前進させることができる構造となっている。この構造により、後述する電動アクチュエータ20や第1のECU26が失陥した場合に、ブレーキペダル5への踏力によりブースタピストン18を前進させてマスタシリンダ8に液圧を発生させることが可能となっている。
電動倍力装置16の電動アクチュエータ20は、ブースタハウジング17の減速機ケース17Aに支持板17Dを介して設けられた電動モータ21と、該電動モータ21の回転を減速して減速機ケース17A内の筒状回転体22に伝えるベルト等の減速機構23と、筒状回転体22の回転をブースタピストン18の軸方向変位(進退移動)に変換するボールネジ等の直動機構24とにより構成されている。ブースタピストン18と入力ロッド19は、それぞれの前端部(軸方向他側の端部)をマスタシリンダ8の第1の液圧室11Aに臨ませ、ブレーキペダル5から入力ロッド19に伝わる踏力(推力)と電動アクチュエータ20からブースタピストン18に伝わるブースタ推力とにより、マスタシリンダ8内にブレーキ液圧を発生させる。
即ち、電動倍力装置16のブースタピストン18は、操作量検出器7の出力(即ち、制動指令)に基づいて電動アクチュエータ20により駆動され、マスタシリンダ8内にブレーキ液圧(マスタシリンダ圧)を発生させるポンプ機構を構成している。また、ブースタハウジング17の支持ケース17B内には、ブースタピストン18を制動解除方向(図1中の矢示B方向)に常時付勢する戻しばね25が設けられている。ブースタピストン18は、ブレーキ操作の解除時に電動モータ21が逆向きに回転されるときの駆動力と戻しばね25の付勢力とにより図1、図2に示す初期位置まで矢示B方向に戻されるものである。
電動モータ21は、例えばDCブラシレスモータを用いて構成され、電動モータ21には、レゾルバと呼ばれる回転センサ21Aと、モータ電流を検出する電流センサ21Bとが設けられている。回転センサ21Aは、電動モータ21(モータ軸)の回転位置を検出し、その検出信号を第1の制御回路であるコントロールユニット(以下、第1のECU26という)に出力する。第1のECU26は、この回転位置信号に従って電動モータ21(即ち、ブースタピストン18)のフィードバック制御を行う。また、回転センサ21Aは、検出した電動モータ21の回転位置に基づいて車体に対するブースタピストン18の絶対変位を検出するピストン位置検出手段としての機能を備えている。
ここで、回転センサ21Aは操作量検出器7と共に、ブースタピストン18と入力ロッド19との相対変位を検出する変位検出手段を構成し、これらの検出信号は、第1のECU26に送出される。なお、前記ピストン位置検出手段(回転検出手段)としては、レゾルバ等の回転センサ21Aに限らず、絶対変位(角度)を検出できる回転型のポテンショメータ等により構成してもよい。減速機構23は、ベルト等に限らず、例えば歯車減速機構等を用いて構成してもよい。また、回転運動を直線運動に変換する直動機構24は、例えばラック−ピニオン機構等によっても構成することもできる。さらに、減速機構23は、必ずしも設ける必要はなく、例えば、筒状回転体22にモータ軸を一体に設け、電動モータのステータを筒状回転体22の周囲に配置して、電動モータにより直接、筒状回転体22をロータとして回転させるようにしてもよい。
第1のECU26は、例えばマイクロコンピュータ等からなっており、電動倍力装置16の一部を構成すると共に、ブレーキ制御装置の制御手段を構成している。第1のECU26は、電動倍力装置16の電動アクチュエータ20を電気的に駆動制御するマスタ圧制御ユニット(即ち、第1の制御回路)を構成している。第1のECU26の入力側は、ブレーキペダル5の操作量または踏力を検出する操作量検出器7と、電動モータ21の回転センサ21A及び電流センサ21Bと、例えばL−CANと呼ばれる通信が可能な車載の信号線27と、他の車両機器のECUからの信号の授受を行う車両データバス28等とに接続されている。
車両データバス28は、車両に搭載されたV−CANと呼ばれるシリアル通信部であり、車載向けの多重通信を行うものである。さらに、第1のECU26には、後述の電源ライン52を通じて車載バッテリ(図示せず)からの電力が供給される。なお、図1、図2中において、二本の斜線が付された線は信号線や電源線等の電気系の線を表している。
液圧センサ29は、マスタシリンダ8のブレーキ液圧を検出する液圧検出手段を構成している。この液圧センサ29は、例えばシリンダ側液圧配管15A内の液圧を検出するもので、マスタシリンダ8からシリンダ側液圧配管15Aを介して後述のESC30に供給されるブレーキ液圧を検出する。本実施の形態において、液圧センサ29は、後述の第2のECU32に電気的に接続されると共に、液圧センサ29による検出信号は、第2のECU32から信号線27を介して第1のECU26にも通信により送られる。
なお、シリンダ側液圧配管15A,15Bの両方にそれぞれ液圧センサ29を設ける構成としてもよい。また、液圧センサ29は、マスタシリンダ8のブレーキ液圧を検出することができれば、マスタシリンダ8のシリンダ本体9に直接取付けるようにしてもよい。さらに、液圧センサ29は、その検出信号を第2のECU32を介さずに第1のECU26に直接入力できるように構成してもよい。
第1のECU26は、その出力側が電動モータ21、車載の信号線27および車両データバス28等に接続されている。そして、第1のECU26は、操作量検出器7や液圧センサ29からの検出信号に従って電動アクチュエータ20によりマスタシリンダ8内に発生させるブレーキ液圧を可変に制御すると共に、電動倍力装置16が正常に動作しているか否か等を判別する機能も有している。
電動倍力装置16においては、ブレーキペダル5が踏込み操作されると、マスタシリンダ8のシリンダ本体9内に向けて入力ロッド19が前進し、このときの動きが操作量検出器7によって検出される。第1のECU26は、操作量検出器7からの検出信号により電動モータ21に起動指令を出力して電動モータ21を回転駆動し、その回転が減速機構23を介して筒状回転体22に伝えられると共に、筒状回転体22の回転は、直動機構24によりブースタピストン18の軸方向変位に変換される。
このとき、ブースタピストン18は、マスタシリンダ8のシリンダ本体9内に向けて入力ロッド19と一体的に(または、後述の如く相対変位をもって)前進し、ブレーキペダル5から入力ロッド19に付与される踏力(推力)と電動アクチュエータ20からブースタピストン18に付与されるブースタ推力とに応じたブレーキ液圧がマスタシリンダ8の第1,第2の液圧室11A,11B内に発生する。また、第1のECU26は、液圧センサ29からの検出信号を信号線27から受取ることによりマスタシリンダ8に発生した液圧を監視することができ、電動倍力装置16が正常に動作しているか否かを判別することができる。
次に、第2の制動機構としての液圧供給装置30(即ち、ESC30)について、図1を参照して説明する。
ESCとしての液圧供給装置30は、車両の各車輪(前輪1L,1Rおよび後輪2L,2R)側に配設されたホイールシリンダ3L,3R、4L,4Rとマスタシリンダ8との間に設けられている。液圧供給装置30は、電動倍力装置16によりマスタシリンダ8(第1,第2の液圧室11A,11B)内に発生したブレーキ液圧を、車輪毎のホイールシリンダ圧として可変に制御して各車輪のホイールシリンダ3L,3R、4L,4Rに個別に供給するホイールシリンダ圧制御装置を構成している。
即ち、液圧供給装置30は、各種のブレーキ制御(例えば、前輪1L,1R、後輪2L,2R毎に制動力を配分する制動力配分制御、アンチロックブレーキ制御、車両安定化制御等)をそれぞれ行う場合に、必要なブレーキ液圧をマスタシリンダ8からシリンダ側液圧配管15A,15B等を介してホイールシリンダ3L,3R、4L,4Rに供給するものである。
ここで、液圧供給装置30は、マスタシリンダ8(第1,第2の液圧室11A,11B)からシリンダ側液圧配管15A,15Bを介して出力される液圧を、ブレーキ側配管部31A,31B,31C,31Dを介してホイールシリンダ3L,3R、4L,4Rに分配、供給する。これにより、前述の如く車輪(前輪1L,1R、後輪2L,2R)毎にそれぞれ独立した制動力が個別に付与される。液圧供給装置30は、後述の各制御弁37,37′,38,38′,39,39′,42,42′,43,43′,50,50′と、液圧ポンプ44,44′を駆動する電動モータ45と、液圧制御用リザーバ49,49′等とを含んで構成されている。
第2のECU32は、液圧供給装置30を電気的に駆動制御するホイール圧制御ユニット(即ち、第2の制御回路)としての液圧供給装置用コントローラである。該第2のECU32は、その入力側が、液圧センサ29、信号線27および車両データバス28等に接続されている。第2のECU32の出力側は、後述の各制御弁37,37′,38,38′,39,39′,42,42′,43,43′,50,50′、電動モータ45、信号線27および車両データバス28等に接続されている。
ここで、第2のECU32は、液圧供給装置30の各制御弁37,37′,38,38′,39,39′,42,42′,43,43′,50,50′および電動モータ45等を後述の如く個別に駆動制御する。これによって、第2のECU32は、ブレーキ側配管部31A〜31Dからホイールシリンダ3L,3R、4L,4Rに供給するブレーキ液圧を減圧、保持、増圧または加圧する制御を、ホイールシリンダ3L,3R、4L,4R毎に個別に行うものである。
即ち、第2のECU32は、液圧供給装置30(ESC)を作動制御することにより、例えば以下の制御(1)〜(8)等を実行することができる。
(1)車両の制動時に接地荷重等に応じて各車輪(1L,1R,2L,2R)に適切に制動力を配分する制動力配分制御。(2)制動時に各車輪(1L,1R,2L,2R)の制動力を自動的に調整して前輪1L,1Rと後輪2L,2Rのロックを防止するアンチロックブレーキ制御。(3)走行中の各車輪(1L,1R,2L,2R)の横滑りを検知してブレーキペダル5の操作量に拘わらず各車輪(1L,1R,2L,2R)に付与する制動力を適宜自動的に制御しつつ、アンダーステア及びオーバーステアを抑制して車両の挙動を安定させる車両安定化制御。(4)坂道(特に上り坂)において制動状態を保持して発進を補助する坂道発進補助制御。(5)発進時等において各車輪(1L,1R,2L,2R)の空転を防止するトラクション制御。(6)先行車両に対して一定の車間を保持する車両追従制御。(7)走行車線を保持する車線逸脱回避制御。(8)車両前方または後方の障害物との衡突を回避する障害物回避制御。
液圧供給装置30は、マスタシリンダ8の一方の出力ポート(即ち、シリンダ側液圧配管15A)に接続されて左前輪(FL)側のホイールシリンダ3Lと右後輪(RR)側のホイールシリンダ4Rとに液圧を供給する第1液圧系統33と、他方の出力ポート(即ち、シリンダ側液圧配管15B)に接続されて右前輪(FR)側のホイールシリンダ3Rと左後輪(RL)側のホイールシリンダ4Lとに液圧を供給する第2液圧系統33′との2系統の液圧回路を備えている。ここで、第1液圧系統33と第2液圧系統33′とは同様な構成を有しているため、以下の説明は第1液圧系統33についてのみ行い、第2液圧系統33′については各構成要素に符号に「′」を付し、それぞれの説明を省略する。
液圧供給装置30の第1液圧系統33は、シリンダ側液圧配管15Aの先端側に接続されたブレーキ管路34を有し、ブレーキ管路34は、第1管路部35および第2管路部36の2つに分岐して、ホイールシリンダ3L,4Rにそれぞれ接続されている。ブレーキ管路34および第1管路部35は、ブレーキ側配管部31Aと共にホイールシリンダ3Lに液圧を供給する管路を構成し、ブレーキ管路34および第2管路部36は、ブレーキ側配管部31Dと共にホイールシリンダ4Rに液圧を供給する管路を構成している。
ブレーキ管路34には、ブレーキ液圧の供給制御弁37が設けられ、該供給制御弁37は、ブレーキ管路34を開,閉する常開の電磁切換弁により構成されている。第1管路部35には増圧制御弁38が設けられ、該増圧制御弁38は、第1管路部35を開,閉する常開の電磁切換弁により構成されている。第2管路部36には増圧制御弁39が設けられ、該増圧制御弁39は、第2管路部36を開,閉する常開の電磁切換弁により構成されている。
一方、液圧供給装置30の第1液圧系統33は、ホイールシリンダ3L,4R側と液圧制御用リザーバ49とをそれぞれ接続する第1,第2の減圧管路40,41を有し、これらの減圧管路40,41には、それぞれ第1,第2の減圧制御弁42,43が設けられている。第1,第2の減圧制御弁42,43は、減圧管路40,41をそれぞれ開,閉する常閉の電磁切換弁により構成されている。
また、液圧供給装置30は、液圧源である液圧発生手段としての液圧ポンプ44を備え、該液圧ポンプ44は電動モータ45により回転駆動される。ここで、電動モータ45は、第2のECU32からの給電により駆動され、給電停止時には液圧ポンプ44と一緒に回転停止される。液圧ポンプ44の吐出側は、逆止弁46を介してブレーキ管路34のうち供給制御弁37よりも下流側となる位置(即ち、第1管路部35と第2管路部36とが分岐する位置)に接続されている。液圧ポンプ44の吸込み側は、逆止弁47,48を介して液圧制御用リザーバ49に接続されている。
液圧制御用リザーバ49は、余剰のブレーキ液を一時的に貯留するために設けられ、ブレーキシステム(液圧供給装置30)のABS制御時に限らず、これ以外のブレーキ制御時にもホイールシリンダ3L,4Rのシリンダ室(図示せず)から流出してくる余剰のブレーキ液を一時的に貯留するものである。また、液圧ポンプ44の吸込み側は、逆止弁47および常閉の電磁切換弁である加圧制御弁50を介してマスタシリンダ8のシリンダ側液圧配管15A(即ち、ブレーキ管路34のうち供給制御弁37よりも上流側となる位置)に接続されている。
液圧供給装置30を構成する各制御弁37,37′,38,38′,39,39′,42,42′,43,43′,50,50′、および液圧ポンプ44,44′を駆動する電動モータ45は、第2のECU32から出力される制御信号に従ってそれぞれの動作制御が予め決められた手順で行われる。
即ち、液圧供給装置30の第1液圧系統33は、運転者のブレーキ操作による通常の動作時において、電動倍力装置16によってマスタシリンダ8で発生した液圧を、ブレーキ管路34および第1,第2管路部35,36を介してホイールシリンダ3L,4Rに直接供給する。例えば、アンチスキッド制御等を実行する場合は、増圧制御弁38,39を閉じてホイールシリンダ3L,4Rの液圧を保持し、ホイールシリンダ3L,4Rの液圧を減圧するときには、減圧制御弁42,43を開いてホイールシリンダ3L,4Rの液圧を液圧制御用リザーバ49に逃がすように排出する。
また、車両走行時の安定化制御(横滑り防止制御)等を行うため、ホイールシリンダ3L,4Rに供給する液圧を増圧するときには、供給制御弁37を閉弁した状態で電動モータ45により液圧ポンプ44を作動させ、該液圧ポンプ44から吐出したブレーキ液を第1,第2管路部35,36を介してホイールシリンダ3L,4Rに供給する。このとき、加圧制御弁50が開弁されていることにより、マスタシリンダ8側から液圧ポンプ44の吸込み側へとリザーバ14内のブレーキ液が供給される。
このように、第2のECU32は、車両運転情報等に基づいて供給制御弁37、増圧制御弁38,39、減圧制御弁42,43、加圧制御弁50および電動モータ45(即ち、液圧ポンプ44)の作動を制御し、ホイールシリンダ3L,4Rに供給する液圧を適宜に保持したり、減圧または増圧したりする。これによって、前述した制動力分配制御、車両安定化制御、ブレーキアシスト制御、アンチスキッド制御、トラクション制御、坂道発進補助制御等のブレーキ制御が実行される。
一方、電動モータ45(即ち、液圧ポンプ44)を停止した状態で行う通常の制動モードでは、供給制御弁37および増圧制御弁38,39を開弁させ、減圧制御弁42,43および加圧制御弁50を閉弁させる。この状態で、ブレーキペダル5の踏込み操作に応じてマスタシリンダ8の第1のピストン(即ち、ブースタピストン18、入力ロッド19)と第2のピストン10とがシリンダ本体9内を軸方向に変位するときに、第1の液圧室11A内に発生したブレーキ液圧が、シリンダ側液圧配管15A側から液圧供給装置30の第1液圧系統33、ブレーキ側配管部31A,31Dを介してホイールシリンダ3L,4Rに供給される。第2の液圧室11B内に発生したブレーキ液圧は、シリンダ側液圧配管15B側から第2液圧系統33′、ブレーキ側配管部31B,31Cを介してホイールシリンダ3R,4Lに供給される。
また、電動倍力装置16の失陥によりブースタピストン18を電動モータ21で作動できない場合には、第1,第2の液圧室11A,11B内に発生したブレーキ液圧を第2のECU32に接続された液圧センサ29により検出して、この検出値をブレーキペダル5の操作量として検出値に応じたホイールシリンダ圧となるように各ホイールシリンダを増圧するアシスト制御を行う。アシスト制御では、加圧制御弁50と増圧制御弁38,39とを開弁させ、供給制御弁37および減圧制御弁42,43を適宜開,閉弁させる。この状態で、電動モータ45により液圧ポンプ44を作動させ、該液圧ポンプ44から吐出するブレーキ液を第1,第2管路部35,36を介してホイールシリンダ3L,4Rに供給する。これにより、マスタシリンダ8側で発生するブレーキ液圧に基づいて、液圧ポンプ44から吐出するブレーキ液によってホイールシリンダ3L,4Rによる制動力を発生することができる。
なお、液圧ポンプ44としては、例えばプランジャポンプ、トロコイドポンプ、ギヤポンプ等の公知の液圧ポンプを用いることができるが、車載性、静粛性、ポンプ効率等を考慮するとギヤポンプとすることが望ましい。電動モータ45としては、例えばDCモータ、DCブラシレスモータ、ACモータ等の公知のモータを用いることができるが、本実施の形態においては、車載性等の観点からDCモータとしている。
また、液圧供給装置30の各制御弁37,38,39,42,43,50は、その特性を夫々の使用態様に応じて適宜設定することができるが、このうち供給制御弁37および増圧制御弁38,39を常開弁とし、減圧制御弁42,43および加圧制御弁50を常閉弁とすることにより、第2のECU32からの制御信号がない場合にも、マスタシリンダ8からホイールシリンダ3L〜4Rに液圧を供給することができる。従って、ブレーキシステムのフェイルセーフおよび制御効率の観点から、このような構成とすることが望ましいものである。
車両に搭載された車両データバス28には、電力充電用の回生協調制御装置51が接続されている。回生協調制御装置51は、第1,第2のECU26,32と同様にマイクロコンピュータ等からなり、車両の減速時および制動時等に各車輪の回転による慣性力を利用して、車両駆動用の駆動モータ(図示せず)を制御することにより、このときの運動エネルギを電力として回収しつつ制動力を得るものである。
ここで、回生協調制御装置51は、車両データバス28を介して第1のECU26と第2のECU32とに接続され、回生制動制御手段を構成している。さらに、回生協調制御装置51は、車載の電源ライン52と接続されている。この電源ライン52は、車載バッテリ(図示せず)からの電力を第1,第2のECU26,32および回生協調制御装置51等に給電するものである。
次に、マスタ圧制御ユニット(即ち、第1のECU26)による電動倍力装置16の制御構成について、図3を参照して説明する。
第1のECU26は、制御入力Sx(Sx=Sa)に対するプライマリピストン(Pピストン)、即ちブースタピストン18の目標位置(以下、目標Pピストン位置という)を決定する基準位置特性算出手段としての基準位置特性算出部53と、制御入力Sx(Sx=Sb)に対する目標液圧を決定する基準液圧特性算出手段としての基準液圧特性算出部54と、制御切替手段としての制御切替部55と、モータ制御手段としてのモータ制御部56とを備えている。なお、これらの特性算出部53,54、制御切替部55およびモータ制御部56は、第1のECU26のハードウェアとして回路的に構成されているものではなく、第1のECU26が有する機能の概念として構成されているものである。
ここで、制御切替部55は、制御入力Sxに対して、基準位置特性算出部53により算出された目標Pピストン位置に基づいて電動モータ21の作動を制御する位置制御モードと、基準液圧特性算出部54により算出された目標液圧に基づいて電動モータ21の作動を制御する液圧制御モードとのいずれの制御モードで制御を行うかを決定し、その制御を実行するものである。モータ制御部56は、前記制御切替部55により決定された目標Pピストン位置(または、目標液圧)に従って電動モータ21を駆動制御するものである。
図2に示すように、第1のECU26には、記憶装置としてのメモリ26Aが設けられ、該メモリ26Aは、フラッシュメモリ、EEPROM,ROM,RAM等により構成されている。このメモリ26Aには、例えば図4に示すような、電動倍力装置16が搭載された車両毎に予め決められている基準の下流剛性に対し、ブレーキペダル5の操作量Sとブースタピストン18の目標位置Poとの関係を、特性線57として設定した基準位置の特性マップと、図5に示すようなブレーキペダル5の操作量Sと目標液圧Prとの関係を、特性線58として設定した基準液圧の特性マップと、後述の図6に示す位置制御モードと液圧制御モードとの制御切替処理用のプログラム等とが格納されている。
なお、下流剛性とは、車両に制動力を付与するホイールシリンダ3L,3R、4L,4R側でのブレーキ液の必要液量、必要液圧のことを指しており、ホイールシリンダ3L,3R、4L,4Rは、使用状況によって目標減速度に対する必要液量、必要液圧が変化することが知られている。具体的には、ホイールシリンダ3L,3R、4L,4Rに設けられている摩擦パッド(図示せず)が温度や摩耗具合によってその硬さが変わる。例えば、摩擦パッドの温度が上がって軟らかくなった場合には、下流剛性が低くなる傾向にあり、摩擦パッドの摩耗が進んで硬くなった場合には、下流剛性が高くなる傾向にあることが知られている。
基準位置特性算出部53は、予め設定されている基準の下流剛性に対し、制御入力Saとして、例えばブレーキペダル5の操作量Sを用い、図4に示す基準位置の特性線57による特性マップ(ブレーキペダル5の操作量Sに対するブースタピストン18の目標位置Poの関係)をメモリ26Aから読出す。この上で、基準位置特性算出部53は、この基準位置の特性マップを用い、制御入力Saに対して目標Pピストン位置(即ち、ブースタピストン18の目標位置Po)を算出する。
基準液圧特性算出部54は、予め設定されている基準の下流剛性に対し、制御入力Sbとして、例えばブレーキペダル5の操作量Sを用い、図5に示す基準液圧の特性線58による特性マップ(ブレーキペダル5の操作量Sに対する目標液圧Prの関係)をメモリ26Aから読出す。この上で、基準液圧特性算出部54は、基準液圧の特性マップを用い、制御入力Sbに対して目標液圧を算出する。
制御切替部55は、基準位置特性算出部53により算出された目標Pピストン位置と基準液圧特性算出部54により算出された目標液圧とのいずれか一方を、所定の判定条件に従って選択する。このとき、制御切替部55は、目標Pピストン位置(または、目標液圧)に対して、判定条件(例えば、図9〜図11に示す後述のリミッタ処理等)に応じて制限をかけたり、または補正を行なったりしてもよい。
モータ制御部56は、制御切替部55により選択された目標Pピストン位置(または、目標液圧)に基づいて、電動モータ21に制御駆動信号を出力する。これにより、三相モータ制御回路であるモータ制御部56は、目標Pピストン位置(または、目標液圧)が得られるように電動倍力装置16の電動モータ21の作動を制御する。
次に、制御切替部55は、目標Pピストン位置による制御(即ち、位置制御モード)または目標液圧による制御(即ち、液圧制御モード)の切替を行うものである。制御切替部55について、具体的に説明すると、制御切替部55は、下記の「切替基準液圧に基づいた制御切替」と、例えば図12〜図16に示す後述の第3の実施の形態による「切替基準操作量に基づいた制御切替」とのいずれかによって、目標Pピストン位置による位置制御モードと目標液圧による液圧制御モードとの制御モードの切替を行う。
ここで、第1の実施の形態において、制御切替部55は、「切替基準液圧に基づいた制御切替」を行うもので、マスタシリンダ8の液圧が予め設定されている所定液圧(即ち、切替基準液圧Pk)に達していない場合に、図6に示す制御処理に基づきステップ3の目標Pピストン位置に従って制御を行う。そして、制御切替部55は、マスタシリンダ8の液圧が予め設定されている切替基準液圧Pkに達した場合に、ステップ5〜10の処理をモータ制御部56と共に行う。
このため、制御切替部55とモータ制御部56とは、図5に示す基準液圧特性を用いて切替基準液圧Pkに対する切替基準操作量Skを演算する切替基準操作量演算処理手段(図6中のステップ5)と、切替基準操作量Skとブレーキペダル5の操作量S1(図7参照)の偏差よって算出される切替操作量偏差△Sを算出する切替操作量偏差演算手段(図6中のステップ6)と、切替操作量偏差△Sをメモリ26Aに更新可能に記憶させる切替操作量偏差記憶手段(図6中のステップ7)と、ブレーキペダル5の操作量から切替操作量偏差△Sを差引き、ブレーキペダル5の操作量にオフセットを行う操作量オフセット処理手段(図6中のステップ8)と、オフセットされたブレーキペダル5の操作量と基準液圧特性(例えば、図7に示す特性線59)を用いて目標液圧を算出する目標液圧演算処理手段(図6中のステップ9)と、該目標液圧演算処理手段により算出された目標液圧に従ってモータ制御を行うモータ制御手段(図6中のステップ10)とを備えている。
本実施の形態によるブレーキ制御装置は、上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。
まず、車両の運転者がブレーキペダル5を踏込み操作すると、これにより入力ロッド19が矢示A方向に押込まれると共に、電動倍力装置16の電動アクチュエータ20が第1のECU26により作動制御される。即ち、第1のECU26は、操作量検出器7からの検出信号により電動モータ21に起動指令を出力して電動モータ21を回転駆動し、その回転が減速機構23を介して筒状回転体22に伝えられると共に、筒状回転体22の回転は、直動機構24によりブースタピストン18の軸方向変位に変換される。
これにより、電動倍力装置16のブースタピストン18は、マスタシリンダ8のシリンダ本体9内に向けて入力ロッド19とほぼ一体的に前進し、ブレーキペダル5から入力ロッド19に付与される踏力(推力)と電動アクチュエータ20からブースタピストン18に付与されるブースタ推力とに応じたブレーキ液圧がマスタシリンダ8の第1,第2の液圧室11A,11B内に発生する。
また、第1のECU26は、液圧センサ29からの検出信号を信号線27から受取ることによりマスタシリンダ8に発生した液圧を監視し、電動倍力装置16の電動アクチュエータ20(電動モータ21の回転)をフィードバック制御する。これにより、第1のECU26は、マスタシリンダ8の第1,第2の液圧室11A,11B内に発生するブレーキ液圧を、ブレーキペダル5の踏込み操作量に基づいて可変に制御することができる。また、第1のECU26は、操作量検出器7と液圧センサ29との検出値に従って電動倍力装置16が正常に動作しているか否かを判別することができる。
一方、ブレーキペダル5に連結された入力ロッド19は、第1の液圧室11A内の圧力を受圧し、これをブレーキ反力としてブレーキペダル5へと伝える。この結果、車両の運転者には入力ロッド19を介して踏み応えが与えられるようになり、これによって、ブレーキペダル5の操作感を向上でき、ペダルフィーリングを良好に保つことができる。
このように、第1のECU26により電動倍力装置16を制御する場合には、操作量検出器7によって検出したブレーキペダル5の操作量(変位量、踏力等)に基づき、電動モータ21を作動させてブースタピストン18の位置を制御して液圧を発生させる。このとき、マスタシリンダ8(第1の液圧室11A)内に発生した液圧は、反力となって入力ロッド19からブレーキペダル5にフィードバックされる。そして、ブースタピストン18と入力ロッド19との受圧面積比及び入力ロッド19に対するブースタピストン18の位置関係によって、ブレーキペダル5の操作量と発生液圧との比である倍力比を調整することができる。
例えば、入力ロッド19の変位に対してブースタピストン18を追従させ、入力ロッド19に対するブースタピストン18の位置関係が等しくなるようにブースタピストン18を制御することにより、入力ロッド19とブースタピストン18との受圧面積比によって決まる一定の倍力比を得ることができる。また、入力ロッド19の変位に対して、比例ゲインを乗じて、入力ロッド19に対するブースタピストン18の位置関係を変化させることにより、倍力比を変化させることができる。
これにより、予め設定されている下流剛性を考慮し、設定されているブレーキペダル5の操作量に対して、必要制動力(液圧)特性を可変とすることができ、ドライバが要求するブレーキペダル5の操作量に対する車両減速度を可変とすることができる。さらに、第1のECU26は、車両データバス28を介して回生協調制御装置51(即ち、回生制動システム)からのCAN信号が入力され、この作動信号に基づいて回生制動中か否かを判断し、回生制動時には回生制動分を差引いた液圧を発生させるように倍力比を調整して、回生制動分と液圧による制動力との合計で所望の制動力が得られるようにする回生協調制御を実行することができる。
次に、各車輪(前輪1L,1Rおよび後輪2L,2R)側のホイールシリンダ3L,3R、4L,4Rとマスタシリンダ8との間に設けられた液圧供給装置30は、電動倍力装置16によりマスタシリンダ8(第1,第2の液圧室11A,11B)内に発生したブレーキ液圧を、シリンダ側液圧配管15A,15Bから液圧供給装置30内の液圧系統33,33′およびブレーキ側配管部31A,31B,31C,31Dを介してホイールシリンダ3L,3R、4L,4Rへと可変に制御しつつ、車輪毎のホイールシリンダ圧として分配して供給する。これにより、車両の車輪(各前輪1L,1R、各後輪2L,2R)毎にホイールシリンダ3L,3R、4L,4Rを介して適正な制動力が付与される。
ここで、液圧供給装置30を制御する第2のECU32は、操作量検出器7からの検出信号を信号線27から受取ることによりブレーキペダル5の踏込み操作量を監視することができ、液圧センサ29からの検出信号によりブレーキ液圧を監視し続けることができる。そして、ブレーキ操作時には、操作量検出器7からの検出信号を通信で受取ることにより、第2のECU32から電動モータ45に制御信号を出力して液圧ポンプ44,44′を作動できると共に、各制御弁37,37′,38,38′,39,39′,42,42′,43,43′,50,50′を選択的に開,閉弁することができる。
このため、車両の制動時等には、ブレーキペダル5の踏込み操作に従ってマスタシリンダ8(及び/又は液圧ポンプ44,44′)からホイールシリンダ3L,3R、4L,4Rにそれぞれ供給するブレーキ液圧を個別に増圧、保持または減圧でき、ブレーキペダル5の踏込み操作、車両の運転状態等に対応したブレーキ液圧をホイールシリンダ3L,3R、4L,4Rに供給できると共に、車両の制動力制御を高精度に行うことができる。
次に、第1の実施の形態で採用した第1のECU26によるブレーキ制御処理について、図4〜図7を参照して説明する。
図6に示す処理動作がスタートすると、ステップ1では、「回生中かつ記憶済か」の判定処理を行う。即ち、ステップ1では、電力充電用の回生協調制御装置51による回生制御が行われ、かつ、後述の切替操作量偏差△Sがメモリ26Aに既に記憶されているか否かを判定する。そして、ステップ1で「NO」と判定する間は、前記回生制御中ではないか、または切替操作量偏差ΔSの記憶処理(後述のステップ7)が行われていない場合であるから、次のステップ2の判定処理に移る。
ステップ2の判定処理では、液圧センサ29からの検出信号によるブレーキ液圧(マスタシリンダ8で発生した液圧)が予め設定されている所定液圧としての切替基準液圧Pkに達しているか否かを判定する。ここで、ステップ2による判定処理は、ブレーキ操作に伴ってブレーキ液圧(切替基準液圧Pk)がマスタシリンダ8の第1,第2の液圧室11A,11B内に発生しているか否か(換言すると、第1のサプライポート9Aがブースタピストン18により第1の液圧室11Aから遮断され、第2のサプライポート9Bが第2のピストン10により第2の液圧室11Bから遮断されて液圧が発生しているか否か)を判定するものである。
このため、ステップ2で「NO」と判定する間は、マスタシリンダ8の液圧が切替基準液圧Pkに達しておらず、ブースタピストン18はマスタシリンダ8(シリンダ本体9)内で第1のサプライポート9Aを遮断する位置まで前進方向(図2中の矢示A方向)に変位していないので、次のステップ3に移って目標Pピストン位置に従ったブースタピストン18の位置制御を行う。
このブースタピストン18の位置制御は、図4に示す基準位置の特性線57に従って、ブレーキペダル5の操作量S(即ち、制御入力Sa)に対するブースタピストン18の目標位置Poを、例えば図4中に示すように目標位置Poaとして算出し、ブースタピストン18が目標位置Poaとなるように電動モータ21を駆動制御する。そして、次のステップ4でリターンし、ステップ1以降の処理を続行する。
次に、ステップ2で「YES」と判定した場合には、第1のサプライポート9Aがブースタピストン18により第1の液圧室11Aから遮断され、第2のサプライポート9Bが第2のピストン10により第2の液圧室11Bから遮断されて液圧が発生している。即ち、液圧センサ29で検出されるマスタシリンダ8のブレーキ液圧が前記切替基準液圧Pkに達しているので、位置制御から液圧制御に切替えるべく、次のステップ5で切替基準操作量演算処理を実行する。具体的には、図5に示す基準液圧特性を用い、特性線58から切替基準液圧Pkに対する切替基準操作量Skを演算する。
そして、次のステップ6では切替操作量偏差演算処理を行う。この切替操作量偏差演算処理は、切替基準操作量Skとブレーキペダル5の実操作量S1(操作検出器7で検出された実際の操作量)との差分である偏差を、図7に示すように、切替操作量偏差△S(ΔS=S1−Sk)として算出する。ブレーキペダル5の実操作量S1は、図3中の基準液圧特性算出部54に入力される制御入力Sbに該当する。
次のステップ7では、ステップ6で演算した切替操作量偏差△Sをメモリ26Aに更新可能に記憶させる。
次のステップ8では操作量変更処理(即ち、操作量オフセット処理)を行う。この操作量オフセット処理は、ブレーキペダル5の操作量から切替操作量偏差△Sを差引き、ブレーキペダル5の操作量をオフセットすることで変更を行う。次に、ステップ9では目標液圧演算処理を行う。この目標液圧演算処理は、前述の如くオフセットされたブレーキペダル5の操作量から基準液圧特性を用いて、図7中に点線で示す特性線58(基準液圧特性)に対してオフセットされた目標液圧の特性を実線で示す特性線59として算出する。
そして、次のステップ10では、図7中に実線で示す特性線59に沿った目標液圧にて制御を行う。即ち、運転者によるブレーキペダル5の操作量Sに対してマスタシリンダ8から発生するブレーキ液圧が、特性線59による目標液圧の特性となるように電動モータ21を駆動制御し、ブースタピストン18をマスタシリンダ8(シリンダ本体9)の軸方向に移動させる。その後は、ステップ4でリターンし、ステップ1以降の制御処理を続行する。
一方、ステップ1で「YES」と判定したときには、電力充電用の回生協調制御装置51による回生制御が行われ、かつ前記切替操作量偏差△Sがメモリ26Aに既に記憶されている場合である。この場合は、ステップ2〜7にわたる処理を行うことなく、ステップ8に移って操作量オフセット処理を実行する。この場合の操作量オフセット処理は、既にメモリ26Aに記憶されている切替操作量偏差△Sを、ブレーキペダル5の操作量から差引き、ブレーキペダル5の操作量をオフセットする。
次のステップ9では目標液圧演算処理を行う。しかし、この場合の目標液圧は、回生制動分と液圧による制動力との合計で所望の制動力が得られるようにする回生協調制御を実行しているため、回生制動分を差引いた液圧を発生させるように目標液圧を演算する。そして、次のステップ10では、ステップ9で求められた目標液圧にて制御を行い、次のステップ4でリターンする。
このように、回生協調時には、マスタシリンダ8で発生すべき液圧は、運転者のペダル操作(制動要求)に対して液圧による制動のみで制動力を得る場合に比較し、必要な液圧から回生制動分に相当する液圧を減じたものとなる。従って、回生制動による制動分が液圧又は液圧に比例する量として与えられるときは、目標液圧に基づく液圧制御モードで電動モータ21の作動を制御することにより、目標Pピストン位置に基づく制御(即ち、位置制御モード)に比して、演算を簡素化することができ、また、制御精度を高めることができる。
さらに、第1のECU26(即ち、マスタ圧制御ユニット)は、CAN通信を行う車両データバス28を介して、回生協調制御装置51からのCAN信号が入力され、この信号に基づいて回生制動中か否かを判断する。これにより、回生制御中には、回生制動分を差引いた液圧を発生させるように電動倍力装置16の出力を調整することができ、回生制動分と液圧による制動力との合計で所望の制動力が得られるようにする回生協調制御を実行することができる。
かくして、このように構成される第1の実施の形態では、ホイールシリンダ3L,3R、4L,4Rの一部を構成するキャリパのばらつき、摩擦パッドの温度、摩耗具合、劣化等によって、ブレーキ液圧回路の下流剛性に変化が生じた場合でも、図6に示す切替基準操作量演算処理、切替操作量偏差演算処理、切替操作量偏差記憶処理、操作量オフセット処理、目標液圧演算処理および目標液圧に従ったモータ制御を行うことにより、下流剛性の変化に応じたブレーキ特性を実現することができる。
即ち、第1の実施の形態によれば、下流剛性の変化に応じて、基準液圧特性を変化させることで、過度なブースタピストン18(プライマリピストン)の移動量を制限することができ、ブースタピストン18によるペダル変動を抑制することができる。また、基準液圧特性において、ブレーキ操作量を切替操作量偏差により変更する。これによって、急なブレーキ特性の変化を防止することができ、スムーズなブレーキフィーリングを実現することができる。
これに対して、従来技術のように、下流剛性の変化の中で固定の基準液圧特性を使用すると、下流剛性によっては、目標液圧を満足させるためのブレーキ液量が増加するため、応答性が低下する可能性がある。しかし、第1の実施の形態によれば、従来技術のように、下流剛性の変化の中で固定の基準液圧特性を使用することがないので、下流剛性が低ければ、低い基準液圧特性を実現することができ、下流剛性が高ければ、高い基準液圧特性を実現することができる。
従って、第1の実施の形態では、位置制御から液圧制御に切替えるときに、実際に発生しているマスタシリンダ8の実液圧と目標液圧とに乖離が生じるのを抑えることができ、ブレーキペダルの操作量に対する車両減速度の変動を抑制することができる。この結果、第1の実施の形態によれば、ホイールシリンダ3L,3R、4L,4Rの一部を構成するキャリパのばらつき、摩擦パッドの温度、摩耗具合、劣化等による液圧回路の下流剛性の変化によらず、運転者に違和感を与えることを抑制することができる。
また、第1の実施の形態では、電力充電用の回生協調制御装置51によって回生協調制御を行う場合に、切替操作量偏差△Sが既に演算され記憶されているか否かを判定する構成としている。このため、切替操作量偏差ΔSを予め記憶している場合には、例えばハイブリット車や電気自動車において、制動操作を行うときにマスタシリンダ8からブレーキ液圧を全く発生させることなく、下流剛性に応じたブレーキ特性を実現することができる。
[第2の実施の形態] 次に、図8〜図11は本発明の第2の実施の形態を示し、第2の実施の形態の特徴は、ブレーキペダルの実操作量と切替基準操作量との偏差に制限を設け、この制限値の範囲内で切替操作量偏差を設定する構成としたことにある。なお、第2の実施の形態では、上述した第1の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
ここで、図8に示す処理動作がスタートすると、ステップ21では、前記第1の実施の形態で述べた図6に示すステップ1と同様に、電力充電用の回生協調制御装置51による回生制御が行われ、かつ切替操作量偏差△Sがメモリ26Aに既に記憶されているか否かを判定する。そして、ステップ21で「NO」と判定する間は、前記回生制御中ではないか、または前記偏差ΔSの記憶処理が行われていない場合であるから、次のステップ22による判定処理を行う。
次にステップ22〜26にわたる処理は、前記第1の実施の形態で述べた図6に示すステップ2〜6と同様な処理を行う。次のステップ27では、ステップ26で演算した切替操作量偏差△Sに対して切替操作量偏差制限処理を、後述の図9に示す切替操作量偏差上限リミッタ処理、図10に示す切替操作量偏差下限リミッタ処理または図11に示す切替操作量偏差変化幅リミッタ処理のいずれかによるリミッタ処理として実行する。
次のステップ28では、前記ステップ27で切替操作量偏差制限処理を行うことにより、予め決められた制限値の範囲内に設定された切替操作量偏差△Sをメモリ26Aに更新可能に記憶させる。そして、次のステップ29〜31にわたる処理を、前記第1の実施の形態で述べた図6に示すステップ8〜10と同様に行う。
次に、切替操作量偏差△Sに対する切替操作量偏差制限処理(ステップ27)を行うための切替操作量偏差上限リミッタ処理について、図9を参照して説明する。即ち、ステップ41では、切替操作量偏差△Sが予め決められた上限の閾値Smax 以上であるか否かを判定する。この場合、切替操作量偏差△Sは、図8中のステップ26で演算された偏差であり、これが上限の閾値Smax 以上になると、ブレーキ特性の変化が過大になる虞れがある。換言すると、ブレーキペダル5の操作におけるフルストロークとなる操作領域において、操作に対する車両減速度の変化が緩慢になる。即ち、運転者の意図よりもブレーキの効きが悪くなってしまう虞れがある。
そこで、ステップ41で「YES」と判定したときには、次のステップ42で切替操作量偏差△Sを前記閾値Smax に置き換え、この閾値Smax を切替操作量偏差△Sとして出力し、次のステップ43でリターンする。これにより、図8中のステップ28では、閾値Smax を切替操作量偏差△Sとして記憶し、次のステップ29による操作量オフセット処理では、ブレーキペダル5の操作量から切替操作量偏差△S(ΔS=Smax )を差引き、ブレーキペダル5の操作量をオフセットする。そして、ステップ30以降の処理をこれに基づいて実行する。
一方、ステップ41で「NO」と判定したときには、図8中のステップ26で演算した切替操作量偏差△Sをそのままにして、次のステップ43でリターンする。これにより、図8中のステップ28〜31にわたる処理は、前記第1の実施の形態による図6のステップ7〜10にわたる処理と全く同様に行われるものである。
次に、図10に示す切替操作量偏差下限リミッタ処理について説明する。即ち、ステップ51では切替操作量偏差△Sが予め決められた下限の閾値Smin 以下であるか否かを判定する。この場合、切替操作量偏差△Sは、図8中のステップ26で演算された偏差であり、これが下限の閾値Smin 以下になると、ブレーキ特性の変化は小さくなっている。換言すると、前記偏差が下限の閾値Smin 以下の場合には、下流剛性の変化が小さく、切替操作量偏差△Sを閾値Smin に置き換えても、ブレーキ液圧を制御する上で実質的な問題が生じることはないので、下流剛性の変化に応じたブレーキ特性を実現することができる。
そこで、ステップ51で「YES」と判定したときには、次のステップ52で切替操作量偏差△Sを前記閾値Smin に置き換え、この閾値Smin を切替操作量偏差△Sとして出力し、次のステップ53でリターンする。これにより、図8中のステップ28では、閾値Smin を切替操作量偏差△Sとして記憶し、次のステップ29による操作量オフセット処理では、ブレーキペダル5の操作量から切替操作量偏差△S(ΔS=Smin )を差引き、ブレーキペダル5の操作量をオフセットする。そして、ステップ30以降の処理をこれに基づいて実行する。
一方、ステップ51で「NO」と判定したときには、図8中のステップ26で演算した切替操作量偏差△Sをそのままにして、次のステップ53でリターンする。これにより、図8中のステップ28〜31にわたる処理は、前記第1の実施の形態による図6に示したステップ7〜10にわたる処理と同様に行われることになる。
次に、図11に示す切替操作量偏差変化幅リミッタ処理について説明する。即ち、ステップ61では、今回の切替操作量偏差△S(今回値)から前回の切替操作量偏差△S(前回値)を引算して切替操作量偏差変化幅を、〔今回値−前回値〕として算出する。次のステップ62では、前記切替操作量偏差変化幅が予め決められた変化幅の閾値ΔSmax 以上であるか否かを判定する。この場合、切替操作量偏差変化幅が変化幅の閾値ΔSmax 以上に大きくなると、ブレーキ特性の変化が過大になり、ブレーキペダルの操作に対する車両減速度の変化が急峻になる。即ち、運転者が意図しない急ブレーキとなってしまう虞れがある。
そこで、ステップ62で「YES」と判定したときには、次のステップ63に移って、前回の切替操作量偏差△S(前回値)と前記閾値ΔSmax とを加算し、その加算値(合計値)を切替操作量偏差△Sとして出力し、次のステップ64でリターンする。これにより、図8中のステップ28では、前記加算値を切替操作量偏差△Sとして記憶し、次のステップ29による操作量オフセット処理では、ブレーキペダル5の操作量から前記加算値である切替操作量偏差△Sを差引き、剛性が上がり過ぎないようにブレーキペダル5の操作量をオフセットする。そして、ステップ30以降の処理をこれに基づいて実行する。
一方、ステップ62で「NO」と判定したときには、次のステップ65において、前回の切替操作量偏差△S(前回値)と前記切替操作量偏差変化幅とを加算し、その加算値(合計値)を切替操作量偏差△Sとして算出する。換言すると、この場合には、図8中のステップ26で演算した切替操作量偏差△S(今回値)をそのままにして、次のステップ64でリターンする。これにより、図8中のステップ28〜31にわたる処理は、前記第1の実施の形態による図6のステップ7〜10にわたる処理と同様に行われることになる。
かくして、このように構成される第2の実施の形態でも、前記第1の実施の形態と同様に切替操作量偏差を記憶することにより、下流剛性に応じたブレーキ特性を実現することができる。しかも、第2の実施の形態では、ブレーキペダルの実操作量と切替基準操作量との偏差に制限を設け、この制限値の範囲内で切替操作量偏差を設定する構成としている。
このため、下流剛性の変化に応じて、基準液圧特性を変化させることで、過度なブースタピストン18(Pピストン)の移動量を制限することができ、ブースタピストン18によるペダル変動を抑制することができる。なお、切替操作量偏差に制限を与えることにより、目標液圧の特性がずれるような場合には、その間の特性線を補間する構成とすればよい。
[第3の実施の形態] 次に、図12ないし図16は本発明の第3の実施の形態を示し、第3の実施の形態では、上述した第1,第2の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。しかし、第3の実施の形態の特徴は、目標Pピストン位置または目標液圧による制御の切替を切替基準操作量に基づいて行う構成としたことにある。
即ち、第3の実施の形態では、図3に示した制御切替部55が、前述した第1,第2の実施の形態のように「切替基準液圧に基づいた制御切替」を行うものではなく、「切替基準操作量に基づいた制御切替」を行うものである。また、第3の実施の形態では、ブレーキペダルの実操作量の基づく目標液圧と切替基準液圧との偏差に制限を設け、この制限値の範囲内で切替液圧偏差を設定する構成としている。
ここで、図12に示す処理動作がスタートすると、ステップ71では、電力充電用の回生協調制御装置51による回生制御が行われ、かつ、後述の切替液圧偏差△Pが第1のECU26のメモリ26Aに既に記憶されているか否かを判定する。そして、ステップ71で「NO」と判定する間は、前記回生制御中ではないか、または切替液圧偏差△Pの記憶処理が行われていない場合であるから、次のステップ72の判定処理を行う。
即ち、ステップ72では、操作量検出器7からの検出信号(図3に示す制御入力Sa)によるブレーキペダル5の操作量Sが予め設定されている切替基準操作量Skに達しているか否かを判定する。なお、この場合の切替基準操作量Skは、前記第1の実施の形態で述べた図5に示す切替基準操作量Skとは異なる値であってもよく、同じ値であってもよい。
前記ステップ72による判定処理は、ブレーキ操作に伴ったブレーキペダル5の操作量Sが所謂無効ストロークに相当する切替基準操作量Skに達しているか否か(換言すると、第1のサプライポート9Aがブースタピストン18により第1の液圧室11Aから遮断され、第2のサプライポート9Bが第2のピストン10により第2の液圧室11Bから遮断されて液圧が発生しているか否か)を判定するものである。
このため、ステップ72で「NO」と判定する間は、ブレーキペダル5の操作量Sが切替基準操作量Skに達しておらず、ブースタピストン18はマスタシリンダ8(シリンダ本体9)内で第1のサプライポート9Aを遮断する位置まで前進方向(図2中の矢示A方向)に変位していないので、次のステップ73に移って目標Pピストン位置に従ったブースタピストン18の位置制御を、前記第1の実施の形態によるステップ3の処理と同様に行う。そして、次のステップ74でリターンし、ステップ71以降の処理を続行する。
次に、ステップ72で「YES」と判定した場合には、ブレーキペダル5の操作量Sが前記切替基準操作量Skに達しているので、次のステップ75で切替基準液圧演算処理を実行する。具体的には、図5に示す基準液圧特性を用い、特性線58から切替基準操作量Skに対する切替基準液圧Pkを演算する。
そして、次のステップ76では切替液圧偏差演算処理を行う。この切替液圧偏差演算処理は、前記切替基準液圧Pkとマスタシリンダ8から発生する液圧P1(液圧センサ29で検出された実際のブレーキ液圧)との差分である偏差を、図13に示すように、切替液圧偏差△P(ΔP=Pk−P1)として算出する処理である。
次のステップ77では、ステップ76で演算した切替液圧偏差△Pに対して切替液圧偏差制限処理を、後述の図14に示す切替液圧偏差上限リミッタ処理、図15に示す切替液圧偏差下限リミッタ処理または図16に示す切替液圧偏差変化幅リミッタ処理のいずれかによるリミッタ処理として実行する。
次のステップ78では、切替液圧偏差記憶処理を行う。即ち、前記ステップ77で切替液圧偏差制限処理を行うことにより予め決められた制限値の範囲内に設定された切替液圧偏差△Pは、ステップ78の切替液圧偏差記憶処理によってメモリ26Aに更新可能に記憶される。
次のステップ79では液圧オフセット処理(液圧変更処理)を行う。この液圧オフセット処理は、ブレーキペダル5の操作量から算出された目標液圧から切替液圧偏差△P(メモリ26Aに記憶された偏差ΔP)を差引き、この偏差ΔP分だけ目標液圧をオフセットするように変更する。次に、ステップ80では目標液圧演算処理を行う。この目標液圧演算処理は、前述の如くオフセットされたブレーキペダル5の操作量から基準液圧特性を用いて、図13中に点線で示す特性線58(基準液圧特性)に対してオフセットされた目標液圧の特性を実線で示す特性線61として算出する。
そして、次のステップ81では、図13中に実線で示す特性線61に沿った目標液圧にてモータ制御を行う。即ち、運転者によるブレーキペダル5の操作量Sに対してマスタシリンダ8から発生するブレーキ液圧が、特性線61による目標液圧の特性となるように電動モータ21を駆動制御し、ブースタピストン18をマスタシリンダ8(シリンダ本体9)の軸方向に移動させる。その後は、ステップ74でリターンし、ステップ71以降の制御処理を続行する。
一方、ステップ71で「YES」と判定したときには、電力充電用の回生協調制御装置51による回生制御が行われ、かつ前記切替液圧偏差△Pがメモリ26Aに既に記憶されている場合である。この場合は、ステップ72〜78にわたる処理を行うことなく、ステップ79に移って液圧オフセット処理(液圧変更処理)を実行する。この場合の液圧オフセット処理は、既にメモリ26Aに記憶されている切替液圧偏差△Pを、ブレーキペダル5の操作量に基づく目標液圧から差引き、ブレーキペダル5の操作量に基づく目標液圧を前記偏差ΔP分だけオフセット(変更)する。
次のステップ80では目標液圧演算処理を行う。しかし、この場合の目標液圧は、回生制動分と液圧による制動力との合計で所望の制動力が得られるようにする回生協調制御を実行しているため、回生制動分を差引いた液圧を発生させるように目標液圧を演算する。そして、次のステップ81では、図13中に実線で示す特性線61に沿った目標液圧にて制御を行い、次のステップ74でリターンする。
次に、切替液圧偏差△Pに対する切替液圧偏差制限処理(ステップ77)を行うための切替液圧偏差上限リミッタ処理について、図14を参照して説明する。即ち、図14中のステップ91では、切替液圧偏差△Pが予め決められた上限の閾値Pmax 以上であるか否かを判定する。この場合、切替液圧偏差△Pは、図12中のステップ76で演算された偏差であり、これが上限の閾値Pmax 以上になると、ブレーキ特性の変化が過大になる虞れがある。換言すると、ブレーキペダル5の操作におけるフルストロークの近傍となる操作領域において、操作に対する車両減速度の変化が緩慢になる。即ち、運転者の意図よりもブレーキの効きが悪くなってしまう虞れがある。
そこで、ステップ91で「YES」と判定したときには、次のステップ92で切替液圧偏差△Pを前記閾値Pmax に置き換え、この閾値Pmax を切替液圧偏差△Pとして出力し、次のステップ93でリターンする。これにより、図12中のステップ78では、閾値Pmax を切替液圧偏差△Pとして記憶し、次のステップ79による液圧オフセット処理では、ブレーキペダル5の操作量に基づく目標液圧から切替液圧偏差△P(ΔP=Pmax )を差引き、ブレーキペダル5の操作量に基づく目標液圧をオフセットする。そして、ステップ80以降の処理をこれに基づいて実行する。
一方、ステップ91で「NO」と判定したときには、図12中のステップ76で演算した切替液圧偏差△Pをそのままにして、次のステップ93でリターンする。これにより、図12中のステップ78〜81にわたる処理は、ステップ76で演算した切替液圧偏差△Pに基づいて、前述の場合と同様に行われるものである。
次に、図15に示す切替液圧偏差下限リミッタ処理について説明する。即ち、ステップ101では切替液圧偏差△Pが予め決められた下限の閾値Pmin 以下であるか否かを判定する。この場合、切替液圧偏差△Pは、図12中のステップ76で演算された偏差であり、これが下限の閾値Pmin 以下になると、ブレーキ特性の変化は小さくなっている。換言すると、前記偏差が下限の閾値Pmin 以下の場合には、下流剛性の変化が小さく、切替液圧偏差△Pを閾値Pmin に置き換えても、ブレーキ液圧を制御する上で実質的な問題が生じることはないので、下流剛性の変化に応じたブレーキ特性を実現することができる。
そこで、ステップ101で「YES」と判定したときには、次のステップ102で切替液圧偏差△Pを前記閾値Pmin に置き換え、この閾値Pmin を切替液圧偏差△Pとして出力し、次のステップ103でリターンする。これにより、図12中のステップ78では、閾値Pmin を切替液圧偏差△Pとして記憶し、次のステップ79による液圧オフセット処理では、ブレーキペダル5の操作量に基づく目標液圧から切替液圧偏差△P(ΔP=Pmin )を差引き、ブレーキペダル5の操作量に基づく目標液圧をオフセットする。そして、ステップ80以降の処理をこれに基づいて実行する。
一方、ステップ101で「NO」と判定したときには、図12中のステップ76で演算した切替液圧偏差△Pをそのままにして、次のステップ103でリターンする。これにより、図12中のステップ78〜81にわたる処理は、ステップ76で演算した切替液圧偏差△Pに基づいて、前述の場合と同様に行われることになる。
次に、図16に示す切替液圧偏差変化幅リミッタ処理について説明する。即ち、ステップ121では、今回の切替液圧偏差△P(今回値)から前回の切替液圧偏差△P(前回値)を引算して切替液圧偏差変化幅を、〔今回値−前回値〕として算出する。次のステップ112では、前記切替液圧偏差変化幅が予め決められた変化幅の閾値ΔPmax 以上であるか否かを判定する。この場合、切替液圧偏差変化幅が変化幅の閾値ΔPmax 以上に大きくなると、ブレーキ特性の変化が過大になり、ブレーキペダルの操作に対する車両減速度の変化が急峻になる。即ち、運転者が意図しない急ブレーキとなってしまう虞れがある。
そこで、ステップ112で「YES」と判定したときには、次のステップ113に移って、前回の切替液圧偏差△P(前回値)に前記閾値ΔPmax を加算し、その加算値(合計値)を切替液圧偏差△Pとして出力し、次のステップ114でリターンする。これにより、図12中のステップ78では、前記加算値を切替液圧偏差△Pとして記憶し、次のステップ79による液圧オフセット処理では、ブレーキペダル5の操作量に基づく目標液圧から前記加算値である切替液圧偏差△Pを差引き、ブレーキペダル5の操作量に基づく目標液圧をオフセットする。そして、ステップ80以降の処理をこれに基づいて実行する。
一方、ステップ112で「NO」と判定したときには、次のステップ115において、前回の切替液圧偏差△P(前回値)と前記切替液圧偏差変化幅とを加算し、その加算値(合計値)を切替液圧偏差△Pとして算出する。換言すると、この場合には、図12中のステップ76で演算した切替液圧偏差△P(今回値)をそのままにして、次のステップ114でリターンする。これにより、図12中のステップ78〜81にわたる処理は、ステップ76で演算した切替液圧偏差△Pに基づいて、前述の場合と同様に行われることになる。
かくして、このように構成される第3の実施の形態でも、ホイールシリンダ3L,3R、4L,4Rの一部を構成するキャリパのばらつき、摩擦パッドの温度、摩耗具合、劣化等によって、ブレーキ液圧回路の剛性(即ち、下流剛性)に変化が生じた場合でも、図12に示す切替基準液圧演算処理、切替液圧偏差演算処理、切替液圧偏差記憶処理、液圧オフセット処理、目標液圧演算処理および目標液圧に従ったモータ制御を行うことにより、前記第1の実施の形態と同様に下流剛性の変化に応じたブレーキ特性を実現することができる。
また、第3の実施の形態では、電力充電用の回生協調制御装置51によって回生協調制御を行う場合に、切替液圧偏差△Pが既に演算され記憶されているか否かを判定する構成としている。このため、切替液圧偏差△Pを予め記憶している場合には、例えばハイブリット車や電気自動車において、制動操作を行うときにマスタシリンダ8からブレーキ液圧を全く発生させることなく、下流剛性に応じたブレーキ特性を実現することができる。しかも、切替液圧偏差△Pを更新可能に記憶することにより、ハイブリット車や電気自動車において、液圧をまったく発生させずに、下流剛性に応じたブレーキ特性を実現することができる。
さらに、第3の実施の形態では、ブレーキペダルの実操作量に基づく目標液圧と切替基準液圧との偏差に制限を設け、この制限値の範囲内で切替液圧偏差を設定する構成としている。このため、下流剛性の変化に応じて、基準液圧特性を変化させることで、過度なプライマリピストン(ブースタピストン18)の移動量を制限することができ、プライマリピストンによるペダル変動を抑制することができる。また、基準液圧特性において、ブレーキ操作量を切替液圧偏差ΔPによりオフセットさせることによって、急なブレーキ特性の変化を防止することができ、スムーズなブレーキフィーリングを実現することができる。
なお、前記各実施の形態では、例えば図4、図5に示すような特性線57,58による基準位置、基準液圧の特性マップを用いる場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限られるものではなく、これらの特性マップ(即ち、基準特性)は、電動倍力装置が搭載された車両毎に予め決められている基準の下流剛性に基づいて、各車両の個性として設定するようにすればよい。
前記第1の実施の形態では、電力充電用の回生協調制御装置51によって回生協調制御を行う構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば電力充電用の回生協調制御装置等を搭載していない車両にも適用できるもので、この場合には、図6に示すステップ1とステップ7との処理を省略する構成としてもよい。このような構成の変更は、第2,第3の実施の形態にも適用できるものである。
前記第1の実施の形態では、ブレーキ液圧がマスタシリンダ8の第1,第2の液圧室11A,11B内に発生しているか否かを判定するための液圧として、切替基準液圧Pkを設定する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば切替基準液圧Pkを、これ以外の予め決められた所定液圧に設定することもできる。そして、このような構成の変更は、第2,第3の実施の形態にも適用できるものである。
以上で述べたように、本実施の形態のブレーキ制御装置によれば、前記制御切替手段は、前記液圧検出手段により検出される液圧値に応じて前記位置制御と前記液圧制御とを切替える構成としている。
ここで、「切替基準液圧に基づいた制御切替」を行う場合には、所定液圧は予め設定された切替基準液圧であり、前記制御切替手段は、前記液圧検出手段により検出される液圧値が前記切替基準液圧に達した場合に前記位置制御から前記液圧制御に切替える構成としている。そして、前記制御切替手段は、前記液圧検出手段により検出される液圧値が前記切替基準液圧に達した際に、前記基準液圧特性に設定された前記切替基準液圧に対する操作量を演算する切替基準操作量演算手段を備え、前記切替基準操作量演算手段は、前記液圧検出手段により検出される液圧値が前記切替基準液圧に達する際に、前記基準液圧特性に設定された前記切替基準液圧に対する切替基準操作量を演算する構成としている。
また、前記制御切替手段は、前記操作量検出手段により検出される前記操作量と切替基準操作量演算手段によって算出される前記切替基準操作量に対して偏差を演算する切替操作量偏差演算手段を備え、前記切替操作量偏差演算手段は、前記操作量検出手段により検出される前記操作量と切替基準操作量演算手段によって算出される前記切替基準操作量との偏差を切替操作量偏差とする構成としている。そして、前記制御切替手段は、前記基準液圧特性に基づいて、前記操作量検出手段により検出される前記操作量から前記目標液圧を算出する際に、前記切替操作量偏差演算手段によって算出される前記切替操作量偏差を用い、前記操作量検出手段により検出される前記操作量を変更する操作量変更処理(操作量オフセット処理)手段を備え、前記操作量変更処理手段は、前記基準液圧特性に基づいて、前記操作量検出手段により検出された前記操作量から前記目標液圧を算出する際に、前記操作量検出手段により検出される前記操作量から前記切替操作量偏差に応じて、前記操作量検出手段により検出される前記操作量を変更することで前記基準液圧特性から前記目標液圧を算出する構成としている。
一方、前記制御切替手段は、前記切替操作量偏差演算手段が前記切替操作量偏差を算出する際に.前記切替操作量偏差を記憶装置に記憶する切替操作量偏差記憶手段を備え、前記切替操作量偏差記憶手段は前記切替操作量偏差を操作量偏差として記憶する構成としている。そして、前記制御切替手段は、前記切替操作量偏差が前記切替操作量偏差記憶手段によって記憶される際に、上下限リミッタ若しくは変化幅リミッタを用いた切替操作量偏差制限手段を備え、前記切替操作量偏差制限手段は、前記切替操作量偏差が前記切替操作量偏差記憶手段によって記憶される際に、上下限リミッタ若しくは変化幅リミッタを用いて、前記切替操作量偏差に上下限制限若しくは、既に記憶していた前記操作量偏差との変化幅制限を行い、前記切替操作量偏差記憶手段によって、記憶される前記操作量偏差を制限する構成としている。
前記制御切替手段は、前記基準液圧特性に基づいて、前記操作量検出手段により検出される前記操作量から前記目標液圧を算出する際に、前記切替操作量偏差記憶手段によって記憶された前記操作量偏差を用い、前記操作量検出手段により検出された前記操作量を変更する操作量変更処理手段を備え、前記操作量変更処理手段は前記基準液圧特性に基づいて、前記操作量検出手段により検出される前記操作量から前記目標液圧を算出する際に、前記操作量検出手段により検出された前記操作量から前記操作量偏差に応じて、前記操作量検出手段により検出される前記操作量を変更することで前記基準液圧特性から前記目標液圧を算出する構成としている。
上述の如く構成することにより、下流剛性が低ければ、低い基準液圧特性を実現できる。下流剛性が高ければ、高い基準液圧特性を実現できる。切替操作量偏差を記憶することでハイブリット車や電気自動車において、液圧をまったく発生させずに、下流剛性に応じたブレーキ特性を実現することができる。また、下流剛性の変化に応じて、基準液圧特性を変化させることで、過度なプライマリピストンの移動量を制限することができ、プライマリピストンによるペダル変動を抑制することができる。さらに、基準液圧特性において、ブレーキ操作量を切替操作量偏差によって、オフセットさせることによって、急なブレーキ特性の変化を防止することができ、スムーズなブレーキフィーリングを実現できる。
一方、「切替基準操作量に基づいた制御切替」を行う場合には、所定操作量は予め設定された切替基準操作量であり、前記制御切替手段は、前記操作量検出手段により検出される操作量が前記切替基準操作量に達した場合に前記位置制御から前記液圧制御に切替える構成としている。そして、前記制御切替手段は、前記操作量検出手段により検出される前記操作量が前記切替基準操作量に達した際に、前記基準液圧特性に設定された前記切替基準操作量に対する液圧値を演算する切替基準液圧演算手段を備え、前記操作量検出手段により検出される前記操作量が前記切替基準操作量に達する際に、前記基準液圧特性に設定された前記切替基準操作量に対する切替基準液圧を演算する構成としている。
また、前記制御切替手段は、前記液圧検出手段により検出される液圧値と前記切替基準液圧演算手段によって算出される前記切替基準液圧に対して偏差を演算する切替液圧偏差演算手段を備え、前記切替液圧偏差演算手段は、前記液圧検出手段により検出される前記液圧値と前記切替基準液圧演算手段によって算出される前記切替基準液圧との偏差を切替液圧偏差とする構成としている。また、前記制御切替手段は、前記基準液圧特性に基づいて、前記操作量検出手段により検出される前記操作量から前記目標液圧を算出する際に、前記切替液圧偏差演算手段によって算出される前記切替液圧偏差を用い、前記基準液圧特性に基づいて、前記操作量検出手段により検出される前記操作量より算出される前記液圧値を変更する液圧変更処理(液圧オフセット処理)手段を備え、前記液圧変更処理手段は、前記基準液圧特性に基づいて、前記操作量検出手段により検出される前記操作量から算出される前記液圧値に、前記切替液圧偏差演算手段によって算出される前記切替液圧偏差に応じて、前記操作量検出手段により検出された前記操作量から前記基準液圧特性に基づいて算出される前記目標液圧を変更することで前記基準液圧特性から前記目標液圧を算出する構成としている。
一方、前記制御切替手段は、前記切替液圧偏差演算手段が前記切替液圧偏差を算出する際に、前記切替液圧偏差を記憶装置に記憶する切替液圧偏差記憶手段を備え、前記切替液圧偏差記憶手段は前記切替液圧偏差を液圧偏差として、記憶する構成としている。また、前記制御切替手段は、前記切替液圧偏差が前記切替液圧偏差記憶手段によって記憶される際に、上下限リミッタ若しくは変化幅リミッタを用いた切替液圧偏差制限手段を備え、前記切替液圧偏差制限処理は前記切替液圧偏差が前記切替液圧偏差記憶手段によって記憶される際に、上下限リミッタ若しくは変化幅リミッタを用いて、前記切替液圧偏差に上下限制限若しくは、既に記憶していた前記液圧偏差との変化幅制限を行い、前記液圧偏差を算出し、切替液圧偏差記憶手段によって、記憶される前記液圧偏差を制限する構成としている。
前記制御切替手段は、前記基準液圧特性に基づいて、前記操作量検出手段により検出される前記操作量から前記目標液圧を算出する際に、前記切替液圧偏差記憶手段によって記憶された前記液圧偏差を用い、前記基準液圧特性に基づいて、前記操作量検出手段により検出される前記操作量より算出される前記液圧値を変更する液圧変更処理(液圧オフセット処理)手段を備え、前記液圧変更処理手段は、前記操作量検出手段により検出される前記操作量から前記基準液圧特性に基づいて算出された前記液圧値から前記切替液圧偏差記憶手段によって記憶された前記液圧偏差に応じて前記基準液圧特性に基づいて、前記操作量検出手段により検出された前記操作量から算出される前記液圧値を変更することで、前記基準液圧特性から目標液圧を算出する構成としている。
以上、本発明の幾つかの実施形態のみを説明したが、本発明の新規の教示や利点から実質的に外れることなく例示の実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者には容易に理解できるであろう。従って、その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含むことを意図する。上記実施形態を任意に組み合わせても良い。
本願は、2015年3月31日付出願の日本国特許出願第2015−073576号に基づく優先権を主張する。2015年3月31日付出願の日本国特許出願第2015−073576号の明細書、特許請求の範囲、図面、及び要約書を含む全開示内容は、参照により本願に全体として組み込まれる。
1L,1R 前輪(車輪)
2L,2R 後輪(車輪)
3L,3R,4,4L,4R ホイールシリンダ
5 ブレーキペダル
7 操作量検出器(操作量検出手段)
8 マスタシリンダ
11A,11B 液圧室
16 電動倍力装置
18 ブースタピストン(Pピストン)
19 入力ロッド(入力部材)
20 電動アクチュエータ
21 電動モータ
21A 回転センサ(ピストン位置検出手段)
26 第1のECU(制御手段)
26A メモリ(記憶装置)
27 信号線
28 車両データバス
29 液圧センサ(液圧検出手段)
30 液圧供給装置(ESC)
32 第2のECU
51 回生協調制御装置(回生制動制御手段)
53 基準位置特性算出部(基準位置特性算出手段)
54 基準液圧特性算出部(基準液圧特性算出手段)
55 制御切替部(制御切替手段)
56 モータ制御部(モータ制御手段)
57 特性線(基準位置特性)
58 特性線(基準液圧特性)
59,61 特性線(オフセットされた目標液圧の特性)
Pk 切替基準液圧
ΔP 切替液圧偏差
Sk 切替基準操作量
ΔS 切替操作量偏差

Claims (18)

  1. マスタシリンダのピストンを移動させるための電動モータと、
    ブレーキペダルの操作量を検出する操作量検出手段と、
    前記マスタシリンダのピストン位置を検出するピストン位置検出手段と、
    前記操作量検出手段により検出された操作量に基づいて前記電動モータを制御する制御手段と、を備え、
    前記制御手段は、
    予め設定された前記操作量と前記ピストン位置との関係を示す基準位置特性と、前記操作量と液圧検出手段により検出される前記マスタシリンダで発生する液圧値との関係を表す基準液圧特性と、が設定され、
    前記制御手段は更に、前記操作量検出手段により検出された操作量に対して前記基準位置特性に基づいて前記電動モータを制御する位置制御と、前記操作量検出手段により検出された操作量に対して前記基準液圧特性に基づいて前記電動モータを制御する液圧制御と、を切替える制御切替手段を備え、
    該制御切替手段によって前記位置制御から前記液圧制御へ切替えるときに、前記液圧検出手段が、前記マスタシリンダにより発生する液圧を検出可能な予め設定された所定液圧を検出したときの前記操作量検出手段により検出された操作量と前記基準液圧特性における前記所定液圧時の基準操作量との差分に応じて前記マスタシリンダが発生する液圧の目標液圧を算出し、
    前記液圧制御中に、前記液圧検出手段により検出される液圧値が前記目標液圧となるように前記電動モータを制御することを特徴とするブレーキ制御装置。
  2. 請求項1に記載のブレーキ制御装置において、
    前記制御切替手段は、前記液圧検出手段により検出される液圧値に応じて前記位置制御と前記液圧制御とを切替えることを特徴とするブレーキ制御装置。
  3. 請求項2に記載のブレーキ制御装置において、
    前記所定液圧は予め設定された切替基準液圧であり、
    前記制御切替手段は、前記液圧検出手段により検出される液圧値が前記切替基準液圧に達した場合に前記位置制御から前記液圧制御に切替えることを特徴とするブレーキ制御装置。
  4. 請求項3に記載のブレーキ制御装置において、
    前記制御切替手段は、前記液圧検出手段により検出される液圧値が前記切替基準液圧に達した際に、前記基準液圧特性に設定された前記切替基準液圧に対する操作量を演算する切替基準操作量演算手段を備え、
    前記切替基準操作量演算手段は、前記液圧検出手段により検出される液圧値が前記切替基準液圧に達する際に、前記基準液圧特性に設定された前記切替基準液圧に対する切替基準操作量を演算することを特徴とするブレーキ制御装置。
  5. 請求項4に記載のブレーキ制御装置において、
    前記制御切替手段は、前記操作量検出手段により検出される前記操作量と切替基準操作量演算手段によって算出される前記切替基準操作量に対して切替操作量偏差を演算する切替操作量偏差演算手段を備え、
    前記切替操作量偏差演算手段は、前記操作量検出手段により検出される前記操作量と前記切替基準操作量演算手段によって算出される前記切替基準操作量との偏差を切替操作量偏差とすることを特徴とするブレーキ制御装置。
  6. 請求項5に記載のブレーキ制御装置において、
    前記制御切替手段は、前記基準液圧特性に基づいて、前記操作量検出手段により検出される前記操作量から前記目標液圧を算出する際に、前記切替操作量偏差演算手段によって算出される前記切替操作量偏差を用い、前記操作量検出手段により検出される前記操作量を変更する操作量変更処理手段を備え、
    前記操作量変更処理手段は、前記基準液圧特性に基づいて、前記操作量検出手段により検出された前記操作量から前記目標液圧を算出する際に、前記操作量検出手段により検出される前記操作量から前記切替操作量偏差に応じて、前記操作量検出手段により検出される前記操作量を変更することで前記基準液圧特性から前記目標液圧を算出することを特徴とするブレーキ制御装置。
  7. 請求項5に記載のブレーキ制御装置において、
    前記制御切替手段は、前記切替操作量偏差演算手段が前記切替操作量偏差を算出する際に、前記切替操作量偏差を記憶装置に記憶する切替操作量偏差記憶手段を備え、
    前記切替操作量偏差記憶手段は前記切替操作量偏差を操作量偏差として記憶することを特徴とするブレーキ制御装置。
  8. 請求項7に記載のブレーキ制御装置において、
    前記制御切替手段は、前記切替操作量偏差が前記切替操作量偏差記憶手段によって記憶される際に、上下限リミッタ若しくは変化幅リミッタを用いた切替操作量偏差制限手段を備え、
    前記切替操作量偏差制限手段は、前記切替操作量偏差が前記切替操作量偏差記憶手段によって記憶される際に、上下限リミッタ若しくは変化幅リミッタを用いて、前記切替操作量偏差に上下限制限若しくは、既に記憶していた前記操作量偏差との変化幅制限を行い、前記切替操作量偏差記憶手段によって、記憶される前記操作量偏差を制限することを特徴とするブレーキ制御装置。
  9. 請求項7に記載のブレーキ制御装置において、
    前記制御切替手段は、前記基準液圧特性に基づいて、前記操作量検出手段により検出される前記操作量から前記目標液圧を算出する際に、前記切替操作量偏差記憶手段によって記憶された前記操作量偏差を用い、前記操作量検出手段により検出された前記操作量を変更する操作量変更処理手段を備え、
    前記操作量変更処理手段は前記基準液圧特性に基づいて、前記操作量検出手段により検出される前記操作量から前記目標液圧を算出する際に、前記操作量検出手段により検出された前記操作量から前記操作量偏差に応じて、前記操作量検出手段により検出される前記操作量を変更することで前記基準液圧特性から前記目標液圧を算出することを特徴とするブレーキ制御装置。
  10. マスタシリンダのピストンを移動させるための電動モータと、
    ブレーキペダルの操作量を検出する操作量検出手段と、
    前記マスタシリンダのピストン位置を検出するピストン位置検出手段と、
    前記操作量検出手段により検出される前記操作量に基づいて前記電動モータを制御する制御手段と、を備え、
    前記制御手段は、
    予め設定された前記操作量と前記ピストン位置との関係を示す基準位置特性と、前記操作量と液圧検出手段により検出される前記マスタシリンダで発生する液圧値との関係を表す基準液圧特性と、が設定され、
    前記操作量検出手段により検出される前記操作量に対して前記基準位置特性に基づいて前記電動モータを制御する位置制御と、前記操作量検出手段により検出される前記操作量に対して前記基準液圧特性に基づいて前記電動モータを制御する液圧制御と、を切替える制御切替手段を備え、
    該制御切替手段によって前記位置制御から前記液圧制御へ切替えるときに、前記液圧検出手段が前記マスタシリンダにより液圧が発生し得る予め設定された所定操作量を前記操作量検出手段が検出したときの前記液圧検出手段による液圧値と前記基準液圧特性における前記所定操作量時の基準液圧値との差分に応じて前記マスタシリンダが発生する液圧の目標液圧を算出し、
    前記液圧制御中に、前記液圧検出手段により検出される液圧値が前記目標液圧となるように前記電動モータの作動を制御することを特徴とするブレーキ制御装置。
  11. 請求項10に記載のブレーキ制御装置において、
    前記制御切替手段は、前記操作量検出手段により検出される操作量に応じて前記位置制御と前記液圧制御とを切替えることを特徴とするブレーキ制御装置。
  12. 請求項11に記載のブレーキ制御装置において、
    前記所定操作量は予め設定された切替基準操作量であり、
    前記制御切替手段は、前記操作量検出手段により検出される操作量が前記切替基準操作量に達した場合に前記位置制御から前記液圧制御に切替えることを特徴とするブレーキ制御装置。
  13. 請求項12に記載のブレーキ制御装置において、
    前記制御切替手段は、前記操作量検出手段により検出される前記操作量が前記切替基準操作量に達した際に、前記基準液圧特性に設定された前記切替基準操作量に対する液圧値を演算する切替基準液圧演算手段を備え、
    前記操作量検出手段により検出される前記操作量が前記切替基準操作量に達する際に、前記基準液圧特性に設定された前記切替基準操作量に対する切替基準液圧を演算することを特徴とするブレーキ制御装置。
  14. 請求項13に記載のブレーキ制御装置において、
    前記制御切替手段は、前記液圧検出手段により検出される液圧値と前記切替基準液圧演算手段によって算出される前記切替基準液圧に対して偏差を演算する切替液圧偏差演算手段を備え、
    前記切替液圧偏差演算手段は、前記液圧検出手段により検出された前記液圧値と前記切替基準液圧演算手段によって算出される前記切替基準液圧との偏差を切替液圧偏差とすることを特徴とするブレーキ制御装置。
  15. 請求項14に記載のブレーキ制御装置において、
    前記制御切替手段は、前記基準液圧特性に基づいて、前記操作量検出手段により検出される前記操作量から前記目標液圧を算出する際に、前記切替液圧偏差演算手段によって算出される前記切替液圧偏差を用い、前記基準液圧特性に基づいて、前記操作量検出手段により検出される前記操作量より算出される前記液圧値を変更する液圧変更処理手段を備え、
    前記液圧変更処理手段は、前記基準液圧特性に基づいて、前記操作量検出手段により検出される前記操作量から算出される前記液圧値に、前記切替液圧偏差演算手段によって算出される前記切替液圧偏差に応じて、前記操作量検出手段により検出された前記操作量から前記基準液圧特性に基づいて算出される前記目標液圧を変更することで前記基準液圧特性から前記目標液圧を算出することを特微とするブレーキ制御装置。
  16. 請求項14に記載のブレーキ制御装置において、
    前記制御切替手段は、前記切替液圧偏差演算手段が前記切替液圧偏差を算出する際に、前記切替液圧偏差を記憶装置に記憶する切替液圧偏差記憶手段を備え、
    前記切替液圧偏差記憶手段は前記切替液圧偏差を液圧偏差として、記憶することを特徴とするブレーキ制御装置。
  17. 請求項16に記載のブレーキ制御装置において、
    前記制御切替手段は、前記切替液圧偏差が前記切替液圧偏差記憶手段によって記憶される際に、上下限リミッタ若しくは変化幅リミッタを用いた切替液圧偏差制限手段を備え、
    前記切替液圧偏差制限処理は前記切替液圧偏差が前記切替液圧偏差記憶手段によって記憶される際に、上下限リミッタ若しくは変化幅リミッタを用いて、前記切替液圧偏差に上下限制限若しくは、既に記憶していた前記液圧偏差との変化幅制限を行い、前記液圧偏差を算出し、切替液圧偏差記憶手段によって、記憶される前記液圧偏差を制限することを特徴とするブレーキ制御装置。
  18. 請求項16に記載のブレーキ制御装置において、
    前記制御切替手段は、前記基準液圧特性に基づいて、前記操作量検出手段により検出される前記操作量から前記目標液圧を算出する際に、前記切替液圧偏差記憶手段によって記憶された前記液圧偏差を用い、前記基準液圧特性に基づいて、前記操作量検出手段により検出される前記操作量より算出される前記液圧値を変更する液圧変更処理手段を備え、
    前記液圧変更処理手段は、前記操作量検出手段により検出される前記操作量から前記基準液圧特性に基づいて算出された前記液圧値から前記切替液圧偏差記憶手段によって記憶された前記液圧偏差に応じて前記基準液圧特性に基づいて、前記操作量検出手段により検出された前記操作量から算出される前記液圧値を変更することで、前記基準液圧特性から目標液圧を算出することを特徴とするブレーキ制御装置。
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