JP6676264B2 - 車両用ブレーキ液圧制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両用ブレーキ液圧制御装置に関する。
車両のブレーキシステムとして、ブレーキ液が流れる配管上にポンプを設け、ポンプの電動モータに電力を供給してポンプを駆動させることで、配管内でブレーキ液を所定方向に流すように構成されたものが知られている。ブレーキ液は、液温が低くなると粘度が高くなって配管内をスムーズに流れなくなることがあるため、例えば、特許文献1には、温度センサにより検出されたブレーキ液の液温が予め設定された温度以下の場合、ポンプの駆動モータへの供給電力を大きくして、ポンプの駆動トルクを大きくする車両の制動制御装置が開示されている。
特開平4−303041号公報
ところで、従来技術では、ブレーキ液の液温が予め設定された温度以下の場合に駆動モータへの供給電力を大きくしているが、供給電力をどの程度大きくするのかは示されていない。そのため、従来技術では、ブレーキ液の液温が予め設定された温度よりもわずかに低い場合には必要以上に電力を消費してしまうおそれがあり、また、ブレーキ液の液温が予め設定された温度よりも十分に低い場合にはポンプの吐出圧力が不足してブレーキ液がスムーズに流れなくなるおそれがある。
そこで、本発明は、電力消費を抑えることができるとともに、ブレーキ液をスムーズに流すことができる車両用ブレーキ液圧制御装置を提供することを目的とする。
前記課題を解決するため、本発明の車両用ブレーキ液圧制御装置は、液圧源から車輪ブレーキへの液圧路に介装された入口弁と、前記車輪ブレーキからリザーバへの液圧路に介装された出口弁と、前記リザーバから前記液圧源への液圧路に介装されたポンプと、前記ポンプを駆動するモータと、アンチロックブレーキ制御と当該アンチロックブレーキ制御の減圧制御によって前記リザーバ内に溜めたブレーキ液を前記モータの駆動によって前記液圧源側へ戻す制御を実行する制御部とを備える。
前記制御部は、前記リザーバから吐出されるブレーキ液の所定時間当たりの量に相当する目標吐出量を算出する目標吐出量算出手段と、ブレーキ液の温度を取得する温度情報取得手段と、前記目標吐出量と前記ブレーキ液の温度とに基づいて前記モータの駆動信号を決定する駆動信号決定手段とを有し、前記駆動信号決定手段は、前記目標吐出量と前記ブレーキ液の温度と前記駆動信号とを関連付けた予め設定された第1のマップに基づいて前記駆動信号を決定する
この構成によれば、目標吐出量とブレーキ液の温度とに基づいてモータの駆動信号を決定することで、目標吐出量とブレーキ液の温度に対応した適切な駆動信号を決定することができるので、電力消費を抑えることができるとともに、ブレーキ液をスムーズに流すことができる。また、これによれば、予め設定された第1のマップに基づいて駆動信号を決定することで、計算などを行わず容易に駆動信号を決定することができる。
前記課題を解決するため、本発明の車両用ブレーキ液圧制御装置は、液圧源から車輪ブレーキへの液圧路に介装された入口弁と、前記車輪ブレーキからリザーバへの液圧路に介装された出口弁と、前記リザーバから前記液圧源への液圧路に介装されたポンプと、前記ポンプを駆動するモータと、アンチロックブレーキ制御と当該アンチロックブレーキ制御の減圧制御によって前記リザーバ内に溜めたブレーキ液を前記モータの駆動によって前記液圧源側へ戻す制御を実行する制御部とを備える。
前記制御部は、前記リザーバから吐出されるブレーキ液の所定時間当たりの量に相当する目標吐出量を算出する目標吐出量算出手段と、ブレーキ液の温度を取得する温度情報取得手段と、前記目標吐出量と前記ブレーキ液の温度とに基づいて前記モータの駆動信号を決定する駆動信号決定手段と、前記リザーバ内のブレーキ液の初期状態からの増加量に相当するリザーバ使用量を推定するリザーバ使用量推定手段と、前記リザーバ内に溜まったブレーキ液を前記液圧源側へ戻すための前記モータの駆動時間に相当する目標吐出時間を路面摩擦係数に基づいて設定する目標吐出時間設定手段とを有し、前記目標吐出量算出手段は、前記リザーバ使用量と前記目標吐出時間とに基づいて前記目標吐出量を算出する。
この構成によれば、目標吐出量とブレーキ液の温度とに基づいてモータの駆動信号を決定することで、目標吐出量とブレーキ液の温度に対応した適切な駆動信号を決定することができるので、電力消費を抑えることができるとともに、ブレーキ液をスムーズに流すことができる。また、これによれば、リザーバ内のブレーキ液の量と、路面摩擦係数に基づいて設定した目標吐出時間とに基づいて、駆動信号を決定するための目標吐出量を算出するので、モータを路面状態に応じた回転数で駆動させることができる。これにより、例えば、モータの作動音を目立たなくすることができる。
前記した構成において、前記制御部は、前記減圧制御中に前記モータを駆動し、前記減圧制御の開始時の液圧と前記減圧制御の終了時の液圧とに基づいて前記リザーバ内に流入したブレーキ液の量に相当する消費液量を推定する消費液量推定手段と、前記減圧制御中に前記リザーバから吐出されるブレーキ液の量に相当する吐出量を推定する吐出量推定手段とを有し、前記リザーバ使用量推定手段は、前記消費液量と前記吐出量と前記リザーバ使用量の前回値とに基づいて前記リザーバ使用量を推定する構成とすることができる。
これによれば、消費液量、吐出量およびリザーバ使用量の前回値を用いてリザーバ使用量を推定することで、例えば、消費液量のみからリザーバ使用量を推定する場合に比べ、リザーバ使用量を正確に求めることができる。
前記した構成において、前記目標吐出時間設定手段は、路面摩擦係数が高いほど、前記目標吐出時間を短い時間に設定する構成とすることができる。
これによれば、ロードノイズが大きい高摩擦係数路では、大きな回転数で短い時間モータを駆動させることが可能となるので、モータの駆動時間が短くなることで、作動音を目立たなくすることができる。また、ロードノイズが小さい低摩擦係数路では、小さな回転数で長い時間をかけてモータを駆動させることが可能となるので、モータの回転数が小さくなることで、作動音を目立たなくすることができる。
前記した構成において、前記目標吐出時間設定手段は、路面摩擦係数と前記目標吐出時間とを関連付けた予め設定された第2のマップに基づいて前記目標吐出時間を設定する構成とすることができる。
これによれば、予め設定された第2のマップに基づいて目標吐出時間を設定することで、計算などを行わず容易に目標吐出時間を設定することができる。
前記した構成において、前記駆動信号は、前記モータを駆動するための指示電圧であり、前記駆動信号決定手段は、前記ブレーキ液の温度が高いほど、前記指示電圧の大きさを小さくする構成とすることができる。
これによれば、ブレーキ液の温度が高くブレーキ液が流れやすい場合には、指示電圧の大きさを小さくできるので、電力消費を抑えることができる。また、モータの回転数が小さくなるのでモータの作動音を目立たなくすることができる。また、ブレーキ液の温度が低くブレーキ液が流れにくい場合には、指示電圧の大きさを大きくできるので、ブレーキ液をスムーズに流すことができる。
本発明によれば、電力消費を抑えることができるとともに、ブレーキ液をスムーズに流すことができる。
実施形態に係る車両用ブレーキ液圧制御装置を備えた車両の構成図である。 液圧ユニットの構成を示す構成図である。 制御部の構成を示すブロック図である。 液圧推定マップ(a)と、消費液量推定マップ(b)を示す図である。 吐出量推定マップを示す図である。 目標吐出時間設定マップを示す図である。 指示電圧設定マップを示す図である。 制御部による処理を示すフローチャートである。 制御部による制御を示すタイムチャートである。 制御部による制御を示すタイムチャートである。
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図1に示すように、車両用ブレーキ液圧制御装置1は、四輪自動車である車両2の各車輪3に付与する制動力を適宜制御する装置である。車両用ブレーキ液圧制御装置1は、液圧路や各種部品が設けられる液圧ユニット10と、液圧ユニット10内の各種部品を適宜制御するための制御部100とを主に備えている。
各車輪3には、それぞれ車輪ブレーキFL,RR,RL,FRが備えられ、各車輪ブレーキFL,RR,RL,FRには、液圧源であるマスタシリンダ5から供給される液圧により制動力を発生するホイールシリンダ4が備えられている。マスタシリンダ5とホイールシリンダ4とは、それぞれ液圧ユニット10に接続されている。そして、ブレーキペダル6の踏力に応じてマスタシリンダ5で発生したブレーキ液圧が、制御部100および液圧ユニット10で制御された上でホイールシリンダ4に供給されている。
制御部100には、マスタシリンダ5の液圧(マスタシリンダ圧Pm)を検出する圧力センサ91と、各車輪3の車輪速度Vwを検出する車輪速センサ92とが接続されている。圧力センサ91は、公知の構成により、ブレーキ液の温度Tbも検出可能となっている。制御部100は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)および入出力回路を備えており、圧力センサ91や車輪速センサ92からの入力と、ROMに記憶されたプログラムやデータに基づいて各種の演算処理を行うことによって、車輪ブレーキFL,RR,RL,FRの液圧を増減する制御を実行する。
図2に示すように、液圧ユニット10は、マスタシリンダ5と車輪ブレーキFL,RR,RL,FRとの間に配置されている。マスタシリンダ5の二つの出力ポート5a,5bは、液圧ユニット10の入口ポート11aに接続され、出口ポート11bが、各車輪ブレーキFL,RR,RL,FRに接続されている。そして、通常時は液圧ユニット10内の入口ポート11aから出口ポート11bまでが連通した液圧路となっていることで、ブレーキペダル6の踏力が各車輪ブレーキFL,RR,RL,FRに伝達されるようになっている。
液圧ユニット10には、各車輪ブレーキFL,RR,RL,FRに対応して四つの入口弁13、四つの出口弁14、および四つのチェック弁13aが設けられている。また、液圧ユニット10には、出力ポート5a,5bに対応した各出力液圧路19Aに対応して二つのリザーバ16、二つのポンプ17、二つのオリフィス17a、二つのポンプ17を駆動するモータの一例としての電動モータ21が設けられている。
入口弁13は、マスタシリンダ5から各車輪ブレーキFL,RR,RL,FRへの液圧路(各車輪ブレーキFL,RR,RL,FRの上流側)に配置された常開型比例電磁弁である。入口弁13は、通常時に開いていることで、マスタシリンダ5から各車輪ブレーキFL,RR,RL,FRへブレーキ液圧が伝達するのを許容している。また、入口弁13は、車輪3がロックしそうになったときに制御部100により閉塞されることで、ブレーキペダル6から各車輪ブレーキFL,RR,RL,FRに伝達する液圧を遮断する。
また、詳細は図示しないが、入口弁13の弁体は、付与される電流に応じた電磁力によってマスタシリンダ5側へ付勢され、この付勢力によって車輪ブレーキFL,RR,RL,FRの液圧を調整することができるようになっている。
出口弁14は、各車輪ブレーキFL,RR,RL,FRからマスタシリンダ5への液圧路上(入口弁13のホイールシリンダ4側の液圧路からリザーバ16、ポンプ17およびマスタシリンダ5に通じる液圧路上)に配置された常閉型の電磁弁である。詳しくは、出口弁14は、各車輪ブレーキFL,RR,RL,FRからリザーバ16への液圧路に介装されている。出口弁14は、通常時に閉塞されているが、車輪3がロックしそうになったときに制御部100により開放されることで、各車輪ブレーキFL,RR,RL,FRに加わる液圧を各リザーバ16に逃がす。
チェック弁13aは、各入口弁13に並列に接続されている。チェック弁13aは、各車輪ブレーキFL,RR,RL,FR側からマスタシリンダ5側へのブレーキ液の流入のみを許容する弁であり、ブレーキペダル6からの入力が解除された場合に入口弁13を閉じた状態にしたときにおいても、各車輪ブレーキFL,RR,RL,FR側からマスタシリンダ5側へのブレーキ液の流れを許容する。
リザーバ16は、各出口弁14が開放されることによって逃がされるブレーキ液を吸収する機能を有している。
ポンプ17は、リザーバ16からマスタシリンダ5への液圧路上に配置されている。ポンプ17は、リザーバ16で吸収されているブレーキ液を吸入し、そのブレーキ液を、オリフィス17aを介してマスタシリンダ5へ戻す機能を有している。
入口弁13および出口弁14は、制御部100により開閉状態が制御されることで、各車輪ブレーキFL,RR,RL,FRのホイールシリンダ4における液圧(以下、「ホイールシリンダ圧Pw」という。)を制御する。例えば、入口弁13が開、出口弁14が閉となる通常状態では、ブレーキペダル6を踏んでいれば、マスタシリンダ5からの液圧がそのままホイールシリンダ4へ伝達して増圧状態となり、入口弁13が閉、出口弁14が開となれば、ホイールシリンダ4からリザーバ16側へブレーキ液が流出して減圧状態となり、入口弁13と出口弁14が共に閉となれば、ホイールシリンダ圧Pwが保持される保持状態となる。また、マスタシリンダ圧Pmが上昇している最中に、出口弁14を閉じた状態で、入口弁13に全閉に至らない適宜な電流を流せば、その電流に応じてマスタシリンダ5からホイールシリンダ4へのブレーキ液の流入が制限され、ホイールシリンダ圧Pwを徐々に上昇させることができる。
次に、制御部100の詳細について説明する。
図3に示すように、制御部100は、車輪減速度算出手段111、車体減速度算出手段112、液圧推定手段113、回転数取得手段114、温度情報取得手段115、アンチロックブレーキ(以下、「ABS」という。)制御手段120、路面摩擦係数(以下、「路面μ」という。)推定手段131、消費液量推定手段132、吐出量推定手段133、目標吐出時間設定手段141、リザーバ使用量推定手段142、目標吐出量算出手段151、駆動信号決定手段152、弁駆動部160、モータ駆動部170および記憶装置190を備えている。
車輪減速度算出手段111は、車輪速センサ92から取得した各車輪3の車輪速度Vwに基づいて、各車輪3の車輪減速度Awを算出する機能を有している。ここで、減速度は、加速度と同じ意味であり、負の値である場合には減速していることを示し、正の値である場合には加速していることを示す。車輪減速度Awは、例えば、車輪速度Vwの今回値から前回値を引くことで算出することができる。車輪減速度算出手段111は、算出した各車輪3の車輪減速度AwをABS制御手段120と路面μ推定手段131に出力する。
車体減速度算出手段112は、車輪速センサ92から取得した各車輪3の車輪速度Vwに基づいて、車体減速度Acを算出する機能を有している。車体減速度Acは、例えば、車輪速度Vwから算出した車体速度Vcの今回値から前回値を引くことで算出することができる。ABS制御時には、前回の増圧開始時の車輪速度Vwと、今回の増圧開始時の車輪速度Vwとから車体減速度Acを算出する。車体減速度算出手段112は、算出した車体減速度Acを路面μ推定手段131に出力する。
液圧推定手段113は、圧力センサ91から取得したマスタシリンダ圧Pmと、ABS制御手段120から出力されてくる入口弁13や出口弁14の制御履歴とに基づいて、各車輪3のホイールシリンダ圧Pwを推定する機能を有している。液圧推定手段113は、推定した各ホイールシリンダ圧Pwを路面μ推定手段131と消費液量推定手段132に出力する。
回転数取得手段114は、電動モータ21の回転数の情報を取得する機能を有している。具体的に、回転数取得手段114は、電動モータ21の回転数の情報として、電動モータ21の逆起電圧を取得する。回転数取得手段114は、取得した電動モータ21の回転数の情報を吐出量推定手段133に出力する。
温度情報取得手段115は、圧力センサ91からブレーキ液の温度(以下、「液温」という。)Tbを取得する機能を有している。温度情報取得手段115は、取得した液温Tbを駆動信号決定手段152に出力する。
ABS制御手段120は、車輪速センサ92から取得した各車輪3の車輪速度Vwと、車輪減速度算出手段111が算出した各車輪減速度Awとに基づいて、ABS制御を実行するか否かを車輪3ごとに判定し、実行すると判定した場合に、ABS制御時の液圧制御の指示(減圧制御、保持制御および増圧制御のいずれにするかの指示)を車輪3ごとに決定する機能を有している。
具体的に、ABS制御手段120は、各車輪3の車輪速度Vwと、各車輪速度Vwから推定した車体速度Vcとに基づいて、各車輪3のスリップ量SLを算出する。スリップ量SLとしては、例えば、車体速度Vcから車輪速度Vwを引いた値や、(Vc−Vw)/Vcで表されるスリップ率などを用いることができる。
そして、ABS制御手段120は、スリップ量SLが所定の減圧閾値SLth以上となり、かつ、車輪減速度Awが0以下であるときに車輪3がロックしそうになったと判定して、液圧制御の指示を減圧制御に決定する。また、ABS制御手段120は、車輪減速度Awが0よりも大きいときに、液圧制御の指示を保持制御に決定する。さらに、ABS制御手段120は、スリップ量SLが減圧閾値SLth未満となり、かつ、車輪減速度Awが0以下であるときに、液圧制御の指示を増圧制御に決定する。ABS制御手段120は、決定した液圧制御の指示(減圧、保持または増圧の指示)の情報を弁駆動部160に出力する。
路面μ推定手段131は、路面μを推定する機能を有している。詳しくは、路面μ推定手段131は、ABS制御を開始する際において、車輪減速度算出手段111が算出した各車輪3の車輪減速度Awと、液圧推定手段113が推定した各ホイールシリンダ圧Pwとに基づいて、各車輪3に対応した路面μを推定する。具体的に、路面μ推定手段131は、各車輪3の車輪減速度Awと、各ホイールシリンダ圧Pwと、路面摩擦係数推定マップとに基づいて、各車輪3に対応した路面μを推定する。
ここで、路面摩擦係数推定マップは、車輪減速度Awの大きさ(絶対値)と、ホイールシリンダ圧Pwと、路面μとを関連付けるためのマップであり、実験やシミュレーションなどにより予め設定されている。路面摩擦係数推定マップは、車輪減速度Awの大きさが大きくなるほど、路面μが低くなり、ホイールシリンダ圧Pwが小さくなるほど、路面μが低くなるように設定されている。路面μ推定手段131は、ホイールシリンダ圧Pwや車輪減速度Awの大きさが路面摩擦係数推定マップに示す数値以外の数値である場合には、線形補間により路面μを推定する。
また、路面μ推定手段131は、ABS制御中において増圧制御を2回実行した場合には、それ以降は、車体減速度算出手段112が算出した車体減速度Acに基づいて、路面μを推定する。詳しくは、路面μ推定手段131は、車体減速度Acの大きさが小さいほど、路面μを低い値に設定する。
路面μ推定手段131は、推定した路面μを目標吐出時間設定手段141に出力する。
消費液量推定手段132は、ABS制御の減圧制御において、減圧制御の開始時のホイールシリンダ圧Pwと減圧制御の終了時のホイールシリンダ圧Pwとに基づいて、車輪ブレーキFL,RR,RL,FRからリザーバ16内に流入したブレーキ液の量に相当する消費液量を車輪3ごとに推定する機能を有している。具体的に、消費液量推定手段132は、単位時間ΔTごとに、ホイールシリンダ圧Pwの前回値と、単位時間ΔTと、液圧推定マップとに基づいて、ホイールシリンダ圧Pwの今回値を推定する。
ここで、液圧推定マップは、図4(a)に示すように、ABS制御の減圧制御時におけるホイールシリンダ圧Pwの経時変化を示すマップであり、実験やシミュレーションなどにより車輪3ごとに予め設定されている。消費液量推定手段132は、例えば、ホイールシリンダ圧Pwの前回値がPw3であった場合、単位時間ΔTと、液圧推定マップとに基づいて、ホイールシリンダ圧Pwの今回値をPw2と推定する。
そして、消費液量推定手段132は、推定したホイールシリンダ圧Pwの今回値と、ホイールシリンダ圧Pwの前回値と、消費液量推定マップとに基づいて、消費液量Vsを推定する。
ここで、消費液量推定マップは、図4(b)に示すように、ホイールシリンダ圧Pwと、液圧損失とを関連付けるためのマップであり、実験やシミュレーションなどにより予め設定されている。消費液量推定マップは、ホイールシリンダ圧Pwが小さくなるほど、液圧損失が小さくなるように設定されている。消費液量推定手段132は、例えば、ホイールシリンダ圧Pwの前回値がPw3であり、今回値がPw2であった場合、消費液量推定マップに基づいて、ホイールシリンダ圧Pw3のときの液圧損失D3と、ホイールシリンダ圧Pw2のときの液圧損失D2を推定する。そして、液圧損失D3から液圧損失D2を引くことで、消費液量Vsを推定する。
消費液量推定手段132は、減圧制御中に、単位時間ΔTごとに消費液量Vsを算出することで、結果として、減圧制御の開始時のホイールシリンダ圧Pw(例えばPw3)と、減圧制御の終了時のホイールシリンダ圧Pw(例えばPw1)とに基づいて、減圧制御中のトータルの消費液量を推定している。消費液量推定手段132は、推定した消費液量Vsをリザーバ使用量推定手段142に出力する。
吐出量推定手段133は、ABS制御の減圧制御において、ポンプ17の駆動によりリザーバ16から吐出されるブレーキ液の量に相当する吐出量を推定する機能を有している。具体的に、吐出量推定手段133は、単位時間ΔTごとに、回転数取得手段114が取得した電動モータ21の回転数(逆起電圧)と、吐出量推定マップとに基づいて、吐出量Vdを推定する。
ここで、吐出量推定マップは、図5に示すように、電動モータ21の逆起電圧と、吐出量Vdとを関連付けるためのマップであり、実験やシミュレーションなどにより予め設定されている。吐出量推定マップは、電動モータ21の逆起電圧の大きさが大きくなるほど、吐出量Vdが大きくなるように設定されている。吐出量推定手段133は、推定した吐出量Vdをリザーバ使用量推定手段142に出力する。
目標吐出時間設定手段141は、路面μ推定手段131が推定した路面μに基づいて、リザーバ16内に溜まったブレーキ液をマスタシリンダ5側へ戻すための電動モータ21の駆動時間に相当する目標吐出時間Tdを設定する機能を有している。具体的に、目標吐出時間設定手段141は、路面μと、第2のマップの一例としての目標吐出時間設定マップとに基づいて、目標吐出時間Tdを設定する。
ここで、目標吐出時間設定マップは、図6に示すように、路面μと、目標吐出時間Tdとを関連付けるためのマップであり、実験やシミュレーションなどにより予め設定されている。目標吐出時間設定マップは、路面μが高いほど、目標吐出時間Tdが短くなるように設定されている。これにより、目標吐出時間設定手段141は、路面μが低いほど、目標吐出時間Tdを長い時間に設定し、路面μが高いほど、目標吐出時間Tdを短い時間に設定する。
また、目標吐出時間設定手段141は、ABS制御中において、減圧制御の終了から目標吐出時間Tdが経過する前に、次の減圧制御を開始した場合には、路面μと、目標吐出時間設定マップとに基づいて、目標吐出時間Tdを再設定する。
目標吐出時間設定手段141は、設定した目標吐出時間Tdを目標吐出量算出手段151とモータ駆動部170に出力する。
リザーバ使用量推定手段142は、ABS制御の減圧制御において、リザーバ16内のブレーキ液の初期状態(空の状態)からの増加量に相当するリザーバ使用量を推定する機能を有している。詳しくは、リザーバ使用量推定手段142は、単位時間ΔTごとに、吐出量推定手段133が推定した吐出量Vdと、消費液量推定手段132が推定した消費液量Vsと、リザーバ使用量の前回値Vrn−1とに基づいて、リザーバ使用量Vrを求める。具体的に、リザーバ使用量推定手段142は、リザーバ使用量の前回値Vrn−1に、消費液量Vsから吐出量Vdを引いた値を加えることで、リザーバ使用量Vr(今回値)を算出する(Vr=Vrn−1+(Vs−Vd))。リザーバ使用量推定手段142は、推定したリザーバ使用量Vrを目標吐出量算出手段151に出力する。
目標吐出量算出手段151は、リザーバ16から吐出されるブレーキ液の所定時間当たり(例えば毎秒当たりなど)の量に相当する目標吐出量Vtを算出する機能を有している。詳しくは、目標吐出量算出手段151は、目標吐出時間設定手段141が設定した目標吐出時間Tdと、リザーバ使用量推定手段142が推定したリザーバ使用量Vrとに基づいて、目標吐出量Vtを算出する。より詳しくは、目標吐出量算出手段151は、目標吐出時間Tdから吐出時間カウンタ値TdCを設定する。具体的には、目標吐出量算出手段151は、ABS制御の減圧制御中は、目標吐出時間Tdを吐出時間カウンタ値TdCに設定し、減圧制御後(保持制御中および増圧制御中)は、単位時間ΔTごとに、吐出時間カウンタ値TdCの前回値から単位時間ΔTを引いた値を吐出時間カウンタ値TdCに設定する。そして、目標吐出量算出手段151は、リザーバ使用量Vrを吐出時間カウンタ値TdCで割ることで、目標吐出量Vtを算出する。目標吐出量算出手段151は、算出した目標吐出量Vtの情報を駆動信号決定手段152に出力する。
駆動信号決定手段152は、電動モータ21を駆動するための駆動信号、具体的には、電動モータ21を駆動するための指示電圧Vmを決定する機能を有している。詳しくは、駆動信号決定手段152は、目標吐出量算出手段151が算出した目標吐出量Vtと、温度情報取得手段115が取得した液温Tbと、第1マップの一例としての指示電圧設定マップとに基づいて、指示電圧Vmを決定する。
ここで、指示電圧設定マップは、図7に示すように、目標吐出量Vtと、液温Tbと、指示電圧Vmとを関連付けるためのマップであり、実験やシミュレーションなどにより予め設定されている。指示電圧設定マップは、液温Tbごとに複数設定されている。図7には、一例として、液温Tbが第1温度Tb1の場合に参照するマップM11と、液温Tbが第1温度Tb1よりも高い第2温度Tb2の場合に参照するマップM12の2つを示している。
指示電圧設定マップは、目標吐出量Vtが大きいほど、指示電圧Vmの大きさが大きくなるように設定されている。また、指示電圧設定マップは、例えば、目標吐出量Vtが同じであれば(破線参照)、液温Tbが低いほど(つまりマップM11の方が)、指示電圧Vmの大きさが大きくなるように設定されている。これにより、駆動信号決定手段152は、目標吐出量Vtが同じであれば、液温Tbが低いほど、指示電圧Vmの大きさを大きくし、液温Tbが高いほど、指示電圧Vmの大きさを小さくする。
液温Tbが低い場合に参照するマップ(例えばM11)は、指示電圧Vmが大きくなるほど、指示電圧Vmに対する目標吐出量Vtの変化率(dVt/dVm)が小さくなるように設定されている。図7を参考にして説明すると、液温Tbが低い場合に参照するマップは、指示電圧Vmが大きくなるほど、変化率dVt/dVmが小さくなるような、図7の横軸に近づいていく、図7の上方に向けて凸となる曲線として設定されている。
駆動信号決定手段152は、決定した指示電圧Vmの情報をモータ駆動部170に出力する。
弁駆動部160は、ABS制御手段120から出力されてくる液圧制御の指示の情報に基づいて、入口弁13および出口弁14を制御することで、ホイールシリンダ圧Pwを制御する機能を有している。
具体的に、弁駆動部160は、液圧制御の指示が減圧制御である場合には、入口弁13および出口弁14に電流を流すことで、入口弁13を閉じ、出口弁14を開け、ホイールシリンダ圧Pwを減圧するように制御する。また、弁駆動部160は、液圧制御の指示が保持制御である場合には、入口弁13に電流を流し、出口弁14に電流を流さないことで、入口弁13および出口弁14を両方とも閉じ、ホイールシリンダ圧Pwを保持するように制御する。
さらに、弁駆動部160は、液圧制御の指示が増圧制御である場合には、出口弁14に電流を流さないことで出口弁14を閉じ、入口弁13に、電流を流さない、または、指示液圧に対応した駆動電流を流すことで、入口弁13の上下流の差圧をコントロールして、ホイールシリンダ圧Pwを意図した増圧レートで増圧するように制御する。
モータ駆動部170は、目標吐出時間設定手段141や駆動信号決定手段152などから出力されてくる情報に基づいて、ポンプ17を駆動させる電動モータ21の駆動を制御することで、ABS制御の減圧制御によってリザーバ16内に溜めたブレーキ液を、リザーバ16側からマスタシリンダ5側へ戻す制御を実行する機能を有している。
具体的に、モータ駆動部170は、減圧制御を含むABS制御中に、電動モータ21に、目標吐出量算出手段151が算出した目標吐出量Vtに基づいて決定された指示電圧Vmを印加することで、電動モータ21を駆動する。そして、モータ駆動部170は、減圧制御の終了から目標吐出時間Tdが経過した場合には、ABS制御中であっても、指示電圧Vmの印加を停止することで、電動モータ21の駆動を停止する。
記憶装置190は、上記した各手段での処理のための閾値やマップ、推定値や計算値などを記憶する装置である。
次に、以上のように構成された制御部100による処理について説明する。なお、図8の処理は、所定の制御サイクル(単位時間ΔT)ごとに繰り返し行われる。
図8に示すように、制御部100は、まず、ABS制御中であるか否かを判定する(S11)。そして、ABS制御中でない場合(S11,No)、制御部100は、今回の処理を終了する。
一方、ABS制御中である場合(S11,Yes)、制御部100は、液温Tbを取得する(S21)。また、制御部100は、路面μを推定する(S31)。また、制御部100は、消費液量Vsを推定するとともに(S32)、吐出量Vdを推定する(S33)。そして、制御部100は、吐出量Vd、消費液量Vsおよびリザーバ使用量の前回値Vrn−1に基づいてリザーバ使用量Vrを推定するとともに(S34)、路面μに基づいて目標吐出時間Tdを設定する(S35)。さらに、制御部100は、リザーバ使用量Vrおよび目標吐出時間Tdに基づいて目標吐出量Vtを算出する(S36)。そして、制御部100は、目標吐出量Vtおよび液温Tbに基づいて指示電圧Vmを決定する(S37)。
そして、制御部100は、指示電圧Vmで電動モータ21を駆動し(S41)、リザーバ16内に溜まったブレーキ液をリザーバ16からマスタシリンダ5側へ戻していく。そして、制御部100は、減圧制御終了から目標吐出時間Tdが経過したか否かを判定する(S51)。目標吐出時間Tdが経過していない場合(S51,No)、制御部100は、今回の処理を終了する。一方、目標吐出時間Tdが経過した場合(S51,Yes)は、リザーバ16内のブレーキ液が略すべてマスタシリンダ5側へ戻ってリザーバ16は略空となっているので、制御部100は、電動モータ21の駆動を停止して(S61)、今回の処理を終了する。
なお、ステップS61の後に、引き続き、ABS制御の保持制御や増圧制御が行われた場合には、リザーバ16内のブレーキ液の量が空の状態から増加しないため、制御部100は、ステップS34において、リザーバ使用量Vrが0であると推定し、ステップS36において、目標吐出量Vtを0と算出する。これにより、制御部100は、ステップS37において、指示電圧Vmを0と決定する。その結果、制御部100は、ABS制御中であっても、電動モータ21を駆動することなく、今回の処理を終了する。
次に、制御部100による制御の一例について説明する。
図9に示すように、時刻t1において、ABS制御を開始し(ON)、減圧制御を開始すると、入口弁13が閉塞され、出口弁14が開放されることで、ブレーキ液がホイールシリンダ4からリザーバ16内に流入し、リザーバ使用量Vr(リザーバ16内のブレーキ液の量)が増加していく。
また、ABS制御を開始すると、制御サイクル(単位時間ΔT)ごとに、リザーバ使用量Vrや目標吐出時間Td、吐出時間カウンタ値TdC、目標吐出量Vt、指示電圧Vmが設定され、設定された指示電圧Vmで電動モータ21が駆動する。なお、減圧制御中(時刻t1〜t2)には、電動モータ21の駆動によりポンプ17が駆動してブレーキ液の一部がリザーバ16側からマスタシリンダ5側へ吐出されるが、ホイールシリンダ4からリザーバ16内に流入するブレーキ液の量の方が多い場合には、リザーバ使用量Vrは徐々に増加する。
時刻t2において、減圧制御が終了し、保持制御を開始すると、出口弁14が閉塞されることで、ホイールシリンダ4からリザーバ16内へのブレーキ液の流入が止まるため、リザーバ使用量Vrの増加が止まる。その後は、指示電圧Vmに基づいたポンプ17の駆動によってブレーキ液がリザーバ16内からマスタシリンダ5側へ吐出されるので、リザーバ使用量Vrが減少していく。
時刻t3において、減圧制御の終了(時刻t2)から目標吐出時間Tdが経過する前(吐出時間カウンタ値TdCが0になる前)に次の減圧制御を開始すると、再びリザーバ使用量Vrが増加していく。
そして、時刻t4において、再び減圧制御が終了し、保持制御を開始すると、リザーバ使用量Vrの増加が止まるので、指示電圧Vmに基づいたポンプ17の駆動によってブレーキ液がリザーバ16内からマスタシリンダ5側へ吐出され、再びリザーバ使用量Vrが減少していく。
そして、時刻t5において、減圧制御の終了(時刻t4)から目標吐出時間Tdが経過すると(吐出時間カウンタ値TdCが0になると)、リザーバ16が略空になるので、ABS制御中(ON)であっても、電動モータ21の駆動が停止する。その後は、時刻t5〜t6に示すように、リザーバ使用量Vrが0であるため、ABS制御中であっても、再び減圧制御が開始されない限り、電動モータ21が駆動することはない。
本実施形態において、指示電圧Vmは、目標吐出量Vtと、液温Tbと、図7の指示電圧設定マップとに基づいて決定されるため、路面μおよび目標吐出量Vtが同じであれば、液温Tbが高い場合、例えば、マップM12が参照されて指示電圧Vmは小さい電圧Vm2に設定され、液温Tbが低い場合、例えば、マップM11が参照されて指示電圧Vmは大きい電圧Vm1に設定される。
そのため、液温Tbが高く、ブレーキ液の粘度が低くなって流れやすい場合には、図9に実線で示すように、小さい指示電圧Vm2の印加によって電動モータ21を小さい回転数で駆動することで、電動モータ21での電力消費を抑えることができる。また、電動モータ21の回転数が小さくなるので電動モータ21の作動音を目立たなくすることができる。一方、液温Tbが低く、ブレーキ液の粘度が高くなって流れにくい場合には、図9に二点鎖線で示すように、大きい指示電圧Vm1の印加によって電動モータ21を大きな回転数で駆動することができるので、ポンプ17の吐出圧力を大きくすることができ、粘度が高いブレーキ液をスムーズに流すことができる。
また、本実施形態において、目標吐出時間Tdは、路面μと、図6の目標吐出時間設定マップとに基づいて設定されるため、図10に示すように、路面μが低い場合、目標吐出時間Tdが長い時間TdLow(大きい値)に設定されることで吐出時間カウンタ値TdCが大きい値TdCLowとなり、路面μが高い場合、目標吐出時間Tdが短い時間TdHigh(小さい値)に設定されことで吐出時間カウンタ値TdCが小さい値TdCHighとなる。また、目標吐出量Vtは、リザーバ使用量Vrを吐出時間カウンタ値TdCで割ることで算出されるため、路面μが低い場合、吐出時間カウンタ値TdCが大きい値TdCLowであることで目標吐出量Vtは小さい値に設定され、路面μが高い場合、吐出時間カウンタ値TdCが小さい値TdCHighであることで目標吐出量Vtは大きい値に設定される。さらに、指示電圧Vmは、目標吐出量Vtと、液温Tbと、図7の指示電圧設定マップとに基づいて決定されるため、液温Tbが同じであれば、路面μが低い場合、目標吐出量Vtが小さい値なので指示電圧Vmは小さい電圧VmLowに設定され、路面μが高い場合、目標吐出量Vtが大きい値なので指示電圧Vmは大きい電圧VmHighに設定される。
そのため、ロードノイズが小さくなる低μ路では、図10に実線で示すように、時刻t12〜t14において、小さい指示電圧VmLowの印加による小さな回転数で、長い時間(目標吐出時間TdLow)をかけて電動モータ21を駆動することで、電動モータ21の作動音を目立たなくすることができる。一方、ロードノイズが大きくなる高μ路では、図10に二点鎖線で示すように、時刻t12〜t13において、大きい指示電圧VmHighの印加による大きな回転数で、短い時間(目標吐出時間TdHigh)、電動モータ21を駆動しても、電動モータ21の作動音を目立たなくすることができる。
以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
目標吐出量Vtと液温Tbとに基づいて電動モータ21への指示電圧Vmを決定することで、目標吐出量Vtと液温Tbに対応した適切な指示電圧Vmを決定することができるので、電力消費を抑えることができるとともに、ブレーキ液をスムーズに流すことができる。
具体的には、液温Tbが高いほど、指示電圧Vmの大きさを小さくするので、例えば、液温が低い場合でもブレーキ液がスムーズに流れるように、液温に関わらず、指示電圧の大きさを大きく設定する方法に比べ、液温Tbが高くブレーキ液が流れやすい場合には、指示電圧Vmの大きさを小さくできるため、電力消費を抑えることができる。また、この場合は、電動モータ21の回転数が小さくなるので電動モータ21の作動音を目立たなくすることができる。また、液温Tbが低くブレーキ液が流れにくい場合には、指示電圧Vmの大きさを大きくできるので、ブレーキ液をスムーズに流すことができる。
また、予め設定された指示電圧設定マップに基づいて指示電圧Vmを決定するので、計算などを行わず容易に駆動信号を決定することができる。
また、指示電圧設定マップのうち、液温Tbが低い場合に参照するマップ(例えばM11)は、指示電圧Vmが大きくなるほど、変化率dVt/dVmが小さくなるように設定されているので、指示電圧Vmが必要以上に大きい値に決定されることを抑えることができる。これにより、液温Tbが低い場合においても、電力消費を抑えることができる。
また、リザーバ16内のブレーキ液の量(リザーバ使用量Vr)と、路面μに基づいて設定した目標吐出時間Tdとに基づいて、指示電圧Vmを決定するための目標吐出量Vtを算出するので、電動モータ21を路面状態に応じた回転数で駆動させることができる。これにより、電動モータ21の作動音を目立たなくすることができる。
また、消費液量Vs、吐出量Vdおよびリザーバ使用量の前回値Vrn−1を用いてリザーバ使用量Vrを推定するので、例えば、消費液量Vsのみからリザーバ使用量Vrを推定する場合に比べ、リザーバ使用量Vrを正確に求めることができる。
また、路面μが高いほど目標吐出時間Tdを短い時間に設定するので、ロードノイズが大きい高μ路では、大きな回転数で短い時間電動モータ21を駆動させることができるため、電動モータ21の駆動時間が短くなることで、作動音を目立たなくすることができる。また、路面μが低いほど目標吐出時間Tdを長い時間に設定するので、ロードノイズが小さい低μ路では、小さな回転数で長い時間をかけて電動モータ21を駆動させることができるため、電動モータ21の回転数が小さくなることで、作動音を目立たなくすることができる。
また、予め設定された目標吐出時間設定マップに基づいて目標吐出時間Tdを設定するので、計算などを行わず容易に目標吐出時間Tdを設定することができる。
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。
例えば、本発明は、ABS制御とともに、ABS制御以外の車両の姿勢制御を実行する車両用ブレーキ液圧制御装置に適用してもよい。
また、前記実施形態では、制御部100が、ABS制御中において増圧制御を2回実行した場合に、それ以降は、車体減速度Acに基づいて路面μを推定する構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、制御部は、ABS制御中において増圧制御を3回以上実行した場合に、それ以降は、車体減速度に基づいて路面μを推定する構成であってもよい。また、制御部は、増圧制御の実行回数に関わらずに、各ホイールシリンダ圧と各車輪の車輪減速度とに基づいて路面μを推定する構成であってもよい。
また、前記実施形態では、制御部100が、推定したホイールシリンダ圧Pwを制御に用いる構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、制御部は、各車輪のホイールシリンダ圧を検出するセンサから取得したホイールシリンダ圧を制御に用いる構成であってもよい。
また、前記実施形態では、制御部100が、制御サイクルごとに、リザーバ使用量Vrや目標吐出量Vtを算出する構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、制御部は、1回の減圧制御の終了時に、リザーバ使用量や目標吐出量を算出する構成であってもよい。
ここで、一例を説明すると、リザーバ使用量については、減圧制御終了時に、図4(a)に示すように、減圧制御の開始時のホイールシリンダ圧Pw3と、減圧制御の制御時間Tcと、液圧推定マップとに基づいて、減圧制御の終了時のホイールシリンダ圧Pw1を推定する。そして、図4(b)に示すように、ホイールシリンダ圧Pw1,Pw3と、消費液量推定マップとに基づいて、ホイールシリンダ圧Pw1のときの液圧損失D1と、ホイールシリンダ圧Pw3のときの液圧損失D3を推定する。そして、液圧損失D3から液圧損失D1を引くことで、減圧制御中の消費液量を推定する。また、減圧制御中の単位時間ごとに、モータの回転数(逆起電圧)と、図5に示す吐出量推定マップとに基づいて吐出量を推定し、単位時間ごとの各吐出量を積算してトータルの吐出量を推定する。そして、前回の減圧制御終了時のリザーバ使用量に、減圧制御中の消費液量からトータルの吐出量を引いた値を加えることでリザーバ使用量を算出することができる。また、目標吐出量については、減圧制御の終了時に、リザーバ使用量を路面μに基づいて設定した目標吐出時間で割ることで算出することができる。
また、前記実施形態では、指示電圧Vm(駆動信号)を液温Tbに基づいて決定したが、これに限定されるものではない。例えば、消費液量Vsや吐出量Vdは、液温によって変化する可能性があるので、消費液量Vsや吐出量Vd、これらから推定されるリザーバ使用量Vrや目標吐出量Vtなども液温に基づいて設定してもよい。また、目標吐出時間Tdについても液温に基づいて設定してもよい。具体的な方法としては、例えば、液圧推定マップや消費液量推定マップ、吐出量推定マップ、目標吐出時間設定マップなどを液温ごとに複数設定することで実現することができる。
また、前記実施形態では、第1マップとしての指示電圧設定マップが液温Tbごとに複数設定されていたが、これに限定されるものではない。例えば、指示電圧設定マップは、液温Tbごとではなく、Tb1以上Tb2未満、Tb2以上Tb3未満(Tb1<Tb2<Tb3)などのような所定の温度範囲ごとに複数設定されていてもよい。
また、前記実施形態では、温度情報取得手段115が、圧力センサ91から液温Tbを取得する構成であったが、これに限定されず、例えば、圧力センサとは別に設けられた温度センサから液温を取得する構成であってもよい。また、温度情報取得手段は、液温を直接検出するセンサから液温を取得する構成に限定されず、例えば、外気温センサなどから取得した情報に基づいて液温を推定して取得する構成などであってもよい。
1 車両用ブレーキ液圧制御装置
5 マスタシリンダ
13 入口弁
14 出口弁
16 リザーバ
17 ポンプ
21 電動モータ
100 制御部
115 温度情報取得手段
132 消費液量推定手段
133 吐出量推定手段
141 目標吐出時間設定手段
142 リザーバ使用量推定手段
151 目標吐出量算出手段
152 駆動信号決定手段
FL 車輪ブレーキ
FR 車輪ブレーキ
RL 車輪ブレーキ
RR 車輪ブレーキ

Claims (6)

  1. 液圧源から車輪ブレーキへの液圧路に介装された入口弁と、前記車輪ブレーキからリザーバへの液圧路に介装された出口弁と、前記リザーバから前記液圧源への液圧路に介装されたポンプと、前記ポンプを駆動するモータと、アンチロックブレーキ制御と当該アンチロックブレーキ制御の減圧制御によって前記リザーバ内に溜めたブレーキ液を前記モータの駆動によって前記液圧源側へ戻す制御を実行する制御部とを備えた車両用ブレーキ液圧制御装置であって、
    前記制御部は、
    前記リザーバから吐出されるブレーキ液の所定時間当たりの量に相当する目標吐出量を算出する目標吐出量算出手段と、
    ブレーキ液の温度を取得する温度情報取得手段と、
    前記目標吐出量と前記ブレーキ液の温度とに基づいて前記モータの駆動信号を決定する駆動信号決定手段とを有し、
    前記駆動信号決定手段は、前記目標吐出量と前記ブレーキ液の温度と前記駆動信号とを関連付けた予め設定された第1のマップに基づいて前記駆動信号を決定することを特徴とする車両用ブレーキ液圧制御装置。
  2. 液圧源から車輪ブレーキへの液圧路に介装された入口弁と、前記車輪ブレーキからリザーバへの液圧路に介装された出口弁と、前記リザーバから前記液圧源への液圧路に介装されたポンプと、前記ポンプを駆動するモータと、アンチロックブレーキ制御と当該アンチロックブレーキ制御の減圧制御によって前記リザーバ内に溜めたブレーキ液を前記モータの駆動によって前記液圧源側へ戻す制御を実行する制御部とを備えた車両用ブレーキ液圧制御装置であって、
    前記制御部は、
    前記リザーバから吐出されるブレーキ液の所定時間当たりの量に相当する目標吐出量を算出する目標吐出量算出手段と、
    ブレーキ液の温度を取得する温度情報取得手段と、
    前記目標吐出量と前記ブレーキ液の温度とに基づいて前記モータの駆動信号を決定する駆動信号決定手段と
    前記リザーバ内のブレーキ液の初期状態からの増加量に相当するリザーバ使用量を推定するリザーバ使用量推定手段と、
    前記リザーバ内に溜まったブレーキ液を前記液圧源側へ戻すための前記モータの駆動時間に相当する目標吐出時間を路面摩擦係数に基づいて設定する目標吐出時間設定手段とを有し、
    前記目標吐出量算出手段は、前記リザーバ使用量と前記目標吐出時間とに基づいて前記目標吐出量を算出することを特徴とする車両用ブレーキ液圧制御装置。
  3. 前記制御部は、
    前記減圧制御中に前記モータを駆動し、
    前記減圧制御の開始時の液圧と前記減圧制御の終了時の液圧とに基づいて前記リザーバ内に流入したブレーキ液の量に相当する消費液量を推定する消費液量推定手段と、
    前記減圧制御中に前記リザーバから吐出されるブレーキ液の量に相当する吐出量を推定する吐出量推定手段とを有し、
    前記リザーバ使用量推定手段は、前記消費液量と前記吐出量と前記リザーバ使用量の前回値とに基づいて前記リザーバ使用量を推定することを特徴とする請求項に記載の車両用ブレーキ液圧制御装置。
  4. 前記目標吐出時間設定手段は、路面摩擦係数が高いほど、前記目標吐出時間を短い時間に設定することを特徴とする請求項または請求項に記載の車両用ブレーキ液圧制御装置。
  5. 前記目標吐出時間設定手段は、路面摩擦係数と前記目標吐出時間とを関連付けた予め設定された第2のマップに基づいて前記目標吐出時間を設定することを特徴とする請求項から請求項のいずれか1項に記載の車両用ブレーキ液圧制御装置。
  6. 前記駆動信号は、前記モータを駆動するための指示電圧であり、
    前記駆動信号決定手段は、前記ブレーキ液の温度が高いほど、前記指示電圧の大きさを小さくすることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の車両用ブレーキ液圧制御装置。
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