JP6689370B2 - 車両用ブレーキ液圧制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、走行路面が悪路であることを判定する車両用ブレーキ液圧制御装置に関する。

アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）は、車輪がロック状態になることを防止する装置である。例えば自動二輪車において、走行路面が悪路（凹凸路面）であるか判定するものとして、例えば特許文献１の技術が知られている。

特許文献１の技術では、車輪加速度が所定レベル（Ｌ１）以上となる回数が所定数（ＫＮ１）以上となったら悪路と判定する。
ところで、悪路走行時の車輪速度の変動はブレーキ力の大きさによってバラツキが生じ易い。しかしながら、特許文献１の技術では、判定条件が一定であり、判定精度の更なる向上が望まれていた。

特許第２９２８８９０号公報

本発明は、悪路判定の精度を向上させる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課題とする。

請求項１に係る発明は、車輪速度を取得する車輪速度取得手段と、車輪のスリップ量を算出するスリップ量算出手段と、走行路面が悪路であるか判定する悪路判定手段とを備え、車輪ブレーキに作用するブレーキ液圧の液圧制御可能な車両用ブレーキ液圧制御装置であって、前記悪路判定手段は、少なくとも前記車輪速度に基づき算出される車輪挙動に関する値と、悪路判定しきい値とを用いて、前記走行路面が悪路であるか判定し、前記悪路判定しきい値を、前記車輪のスリップ量が所定値より大きい場合、前記車輪のスリップ量が前記所定値以下である場合よりも大きくなるように変更し、前記悪路判定しきい値を、前記車輪のスリップ量が前記所定値以下である時間が一定時間経過した場合、前記所定値より大きい場合より小さくなるように変更することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１記載の車両用ブレーキ液圧制御装置において、車輪挙動に関する値は、推定車体速度と車輪速度との偏差であることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、車輪速度取得手段、スリップ量算出手段及び悪路判定手段を備え、悪路判定手段は、少なくとも車輪速度に基づき算出される車輪挙動に関する値と、悪路判定しきい値とを用いて、走行路面が悪路であるか判定し、車輪のスリップ量に応じて悪路判定しきい値を変更する。この構成により、ブレーキ力に相当するスリップ量に応じた悪路判定しきい値を適切に設定することができ、悪路判定の精度を向上させることができる。

加えて、例えばブレーキ力が大きな場合には、いわゆるリフトアップ量やローダウン量も大きくなる。そこで、悪路判定しきい値を、車輪のスリップ量が大きい場合には車輪のスリップ量が小さい場合よりも大きくなるようにすることで、より精度良く悪路判定することができる。

請求項２に係る発明では、車輪挙動に関する値として、推定車体速度と車輪速度との偏差を用いることで、悪路特有の現象である、走行路面に対するタイヤのグリップ力の低下又は復帰傾向や、車輪速度センサの出力値のノイズを検出でき、より正確に悪路判定を行うことができるようになる。このため、悪路判定の精度が向上し、ＡＢＳ等の液圧制御の制御向上を図ることができる。

本発明に係る車両用ブレーキ液圧制御装置の液圧回路図である。 判定部の構成を示すブロック図である。 悪路における時間と速度の相関図である。 リフトアップ時間と悪路判定しきい値ＴＨとの関係を表すマップ。 悪路判定のフロー図である。 ＳＴ０６の処理を説明するフロー図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。

図１に示すように、車両用ブレーキ液圧制御装置１０は、車両の車輪に付与する制動力（ブレーキ液圧）を適宜制御するものである。本実施例では、バーハンドル車両に搭載され、例えば二輪車の前輪に適用される場合を例にして説明する。

車両用ブレーキ液圧制御装置１０は、油路（ブレーキ液路）や各種部品が設けられた液圧ユニット１００と、液圧ユニット１００内の各種部品を制御する制御装置２００とを主に備えている。液圧ユニット１００は、液圧源であるマスタシリンダ１２と、車輪ブレーキ１４との間に配置される。

液圧ユニット１００は、マスタシリンダ１２から車輪ブレーキ１４への液圧路に設けられる常開型電磁弁である入口制御弁１５及び常閉型電磁弁である出口制御弁１６（制御弁手段１５、１６）と、作動液を一時的に貯留するリザーバ１３と、入口制御弁１５と並列に設けられマスタシリンダ１２側への流れのみ許容するチェック弁１８と、リザーバ１３に貯留された作動液をマスタシリンダ１２側へ吐出可能なポンプ部２１と、このポンプ部２１を駆動するアクチュエータ（モータ）２２とが設けられている。制御装置２００は、このアクチュエータ２２の駆動制御及び入口制御弁１５と出口制御弁１６の開閉制御をなす制御部３０と、走行路面が悪路であるかを判定する判定部３１とを備えている。

制御装置２００には、車輪２３の車輪速度を検出する車輪速度センサ２５が接続されている。判定部３１により車輪速度が取得され、車輪速度に基づき推定車体速度が算出される。判定部３１による悪路判定の信号、車輪速度及び推定車体速度の信号は制御部３０に送られ、制御部３０では悪路に応じたＡＢＳ制御等が実行される。このため、ＡＢＳ制御等の制御向上を図ることができる。

まず、通常ブレーキ時、ＡＢＳ制御時の基本的な動作を説明する。車両用ブレーキ液圧制御装置１０は、通常ブレーキ時の通常状態と、ＡＢＳ制御時の減圧状態、保持状態、増圧状態と、を切り換える機能を有する。

通常ブレーキ時；通常状態（すなわち、入口制御弁１５及び出口制御弁１６に対して電流が供給されていない状態）は、マスタシリンダ１２と車輪ブレーキ１４を連通する（入口制御弁１５が開）とともに、車輪ブレーキ１４とリザーバ１３の間を遮断する（出口制御弁１６が閉）状態である。操作子１１を操作すると、マスタシリンダ１２からの作動液圧が入口制御弁１５を経由して車輪ブレーキ１４に作用し、車輪が制動される。

ＡＢＳ制御時；車輪がロックしそうになった時に、制御装置２００によって、減圧状態、保持状態、増圧状態が切り換えられることにより、ＡＢＳ制御が実行される。
ＡＢＳ制御時の減圧状態は、入口制御弁１５及び出口制御弁１６に対して電流を流して、マスタシリンダ１２と車輪ブレーキ１４の間を遮断する（入口制御弁１５が閉）とともに、車輪ブレーキ１４とリザーバ１３を連通する（出口制御弁１６が開）状態である。車輪ブレーキ１４に通じる作動液が、出口制御弁１６を通ってリザーバ１３に逃がされ、車輪ブレーキ１４に作用している作動液圧が減圧される。

ＡＢＳ制御時の保持状態は、入口制御弁１５にのみ電流を流して、マスタシリンダ１２と車輪ブレーキ１４の間、車輪ブレーキ１４とリザーバ１３の間をそれぞれ遮断する（入口制御弁１５及び出口制御弁１６が閉）状態である。車輪ブレーキ１４、入口制御弁１５及び出口制御弁１６で閉じられた流路内に作動液が閉じ込められ、車輪ブレーキに作用している作動液圧が一定に保たれる。

ＡＢＳ制御時の増圧状態は、入口制御弁１５及び出口制御弁１６への電流供給を停止して、マスタシリンダ１２と車輪ブレーキ１４との間を連通しつつ（入口制御弁１５が開）、車輪ブレーキ１４とリザーバ１３との間を遮断する（出口制御弁１６が閉）状態である。

これにより、マスタシリンダ１２からの作動液圧によって車輪ブレーキ１４の液圧が増圧される。また、ＡＢＳ制御時は、制御装置２００がアクチュエータ２２を駆動することでポンプ部２１を作動させる。これによって、リザーバ１３に一時的に貯留された作動液をマスタシリンダ１２側に戻すようになっている。

このように、車両用ブレーキ液圧制御装置１０は、減圧状態、保持状態及び増圧状態を含む制御サイクルを繰り返すことによって、車輪ブレーキ１４に作用するブレーキ液圧の液圧制御可能としたものである。

次に判定部３１の構成を説明する。
図２に示すように、判定部３１は、車輪速度センサ２５によって検出された車輪速度ＶＷを取得する車輪速度取得手段３３と、この車輪速度取得手段３３によって取得した車輪速度ＶＷに基づき推定車体速度ＶＲを算出する推定車体速度算出手段３４と、車輪のスリップ量ＳＲを算出するスリップ量算出手段３５と、走行路面が悪路であるかを判定する悪路判定手段３６とを備えている。尚、本実施例では、スリップ量ＳＲとして、推定車体速度ＶＲから車輪速度ＶＷを減算した値を用いることとするが、これに限定されず、（ＶＲ−ＶＷ）／ＶＲで表されるスリップ量ＳＲとしても良い。

ここで、悪路走行時の車体の状態を簡単に説明する。悪路（例えば凹凸路）走行時は、車輪２３のスリップや回転の回復による車輪速度の変化は、車輪グリップ力や車輪接地荷重に伴い易い。凹凸のある悪路では、路面の凹部で瞬間的に車輪接地荷重が低下してスリップし易く、路面の凸部で車輪が接地して速やかに回転を回復し易い。

例えば、凸部に接地する際は接地荷重の増加に伴い、車輪速度にいわゆるオーバーシュート（ノイズ等、良路では発生し得ない値）が発生し易く、速やかにオーバーシュートは戻る。このため、推定車体速度よりも車輪速度が大きくなり易い。このため、車輪速度が車体速度よりも瞬間的に大きく（速く）なったり小さく（遅く）なったりし変化する。

次に図３及び図４を用いて悪路判定手段３６の処理を説明する。
まず、悪路判定手段３６は、車輪速度ＶＷが推定車体速度ＶＲを上回る（以下、リフトアップとも呼ぶ）が生じると（時刻ｔ１）、リフトアップ時間ｔａの計測を開始する。尚、図３の実線は車輪速度ＶＷを示し、想像線は推定車体速度ＶＲを示す。また、悪路判定手段３６は、リフトアップ量をモニタして、偏差の一例としてのリフトアップピーク量（時刻ｔ２におけるＶＷ１−ＶＲ１）を求めるようになっている。

そして、リフトアップ状態が解消されると（時刻ｔ３）、リフトアップ時間ｔａとリフトアップピーク量に基づき悪路判定を行う。具体的には、リフトアップ時間ｔａ及び図４に示すマップＭＰから悪路判定しきい値ＴＨを取得し、リフトアップピーク量と悪路判定しきい値ＴＨを比較する。

図４は、リフトアップ時間と悪路判定しきい値ＴＨとの関係を表すマップであり、リフトアップ時間が大きい（長い）ほど、悪路判定しきい値ＴＨが大きくなうように決められれている。このようなマップは、スリップ量の大きさに基づき複数設定されている。図４の例では、スリップ量が所定値Ｐ以下の場合に選択されるマップＭＰ１と、スリップ量が所定値Ｐよりも大きい場合に選択されるマップＭＰ２とが設定されている。

ここでは、マップＭＰ２の方がマップＭＰ１よりも悪路判定しきい値ＴＨが大きくなるように設定されている。所定値Ｐは、例えば実験・シミュレーション等によって設定される。尚、マップＭＰの選択については後で詳細に説明する。
そして、悪路判定手段３６は、リフトアップピーク量が悪路判定しきい値ＴＨを超えている場合、走行路面が悪路であると判定する。

尚、車輪速度ＶＷが推定車体速度ＶＲを下回る状態（以下、ローダウンとも呼ぶ）についても、リフトアップ時と同様に悪路判定を行う。悪路判定手段３６は、ローダウン状態が生じると（時刻ｔ３）、ローダウン時間ｔｃを計測する。また、悪路判定手段３６は、ローダウン量をモニタして、偏差の一例としてのローダウンピーク量（時刻ｔ４におけるＶＲ２−ＶＷ２）を求めるようになっている。

そして、ローダウン状態が解消されると（ｔ５）、ローダウン時間ｔｃとローダウンピーク量に基づき悪路判定を行う。具体的には、ローダウン時間ｔｃ及び図４に示すマップＭＰから悪路判定しきい値ＴＨを取得し、ローダウンピーク量と悪路判定しきい値ＴＨを比較する。悪路判定手段３６は、ローダウンピーク量が悪路判定しきい値ＴＨを超えている場合、走行路面が悪路であると判定する。

以上に述べた車両用ブレーキ液圧制御装置において、ＡＢＳ制御時に実行される悪路判定の処理フローを次に説明する。
図５に示すように、ＡＢＳ制御時において、まず、車輪速度取得手段３３が、ステップ番号（以下、ＳＴと記す。）０１で、車輪速度センサ２５から車輪速度ＶＷを取得する。

ＳＴ０２で、さらに推定車体速度算出手段３４が車輪速度ＶＷに基づいて推定車体速度ＶＲを算出する。
ＳＴ０３で、スリップ量算出手段３５が車輪速度ＶＷ及び推定車体速度ＶＲに基づきスリップ量ＳＲを算出する。

ＳＴ０４で、悪路判定手段３６は、リフトアップ量（ローダウン量）をモニタして、リフトアップピーク量（ローダウンピーク量）を算出するとともに、ＳＴ０５で、リフトアップ時間（ローダウン時間）を取得する。ここでは、便宜上、リフトアップ時の場合を例として説明するが、ローダウン時の場合も同様の処理とすることができ、この場合、括弧内のパラメータを用いるようにすれば良い（以下、同様）。

ＳＴ０６で、悪路判定手段３６は、スリップ量ＳＲに基づきマップＭＰを選択する。ＳＴ０６の処理ついては、図６を用いて説明する。
図６に示すように、ＳＴ０６で、マップ選択の処理を始める。悪路判定手段３６は、ＳＴ１１で、スリップ量ＳＲが所定値Ｐを超えているか判定し、スリップ量ＳＲが所定値Ｐを超えている場合（ＳＴ１１：ＹＥＳ）、マップＭＰ２を選択し（ＳＴ１２）、図５の処理に戻る。

一方、スリップ量ＳＲが所定値Ｐを超えていない、すなわちスリップ量ＳＲが所定値Ｐ以下である場合（ＳＴ１１：ＮＯ）悪路判定手段３６は、スリップ量ＳＲが所定値Ｐ以下である状態が一定時間以上継続したか否か判定する（ＳＴ１３）。
スリップ量ＳＲが所定値Ｐ以下である状態が一定時間以上継続した場合（ＳＴ１３：ＹＥＳ）、悪路判定手段３６は、マップＭＰ１を選択し（ＳＴ１４）、図５の処理に戻る。

他方、スリップ量ＳＲが所定値Ｐ以下である状態が一定時間以上継続していなければ（ＳＴ１３：ＮＯ）、悪路判定手段３６は、前回選択されたマップと同様のマップを選択し（ＳＴ１５）、図５の処理に戻る。

このように、車輪のスリップ量ＳＲが所定値Ｐを超える場合、所定値Ｐ以下の場合よりも大きな悪路判定しきい値に変更する。このようにすることで、例えば実験・シミュレーション等で所定値Ｐを設定しておくことで、ブレーキ力（スリップ量）の大きな状態を検出し、適切な悪路判定しきい値に変更することができる。

逆に、悪路判定しきい値を、車輪のスリップ量ＳＲが小さいほど、悪路と判定し易い値に変更する。このようにすることで、例えばブレーキ用操作子の入力が小さくブレーキ力も小さな場合であっても、悪路判定しきい値を、ブレーキ力に相当するスリップ量が小さいほど悪路と判定し易い値に変更するので、精度良く悪路判定することができる。

また、車輪のスリップ量ＳＲが所定値Ｐ以下である時間が一定時間継続した場合、所定値Ｐを超える場合よりも小さな悪路判定しきい値に変更する。適切なタイミングで、ブレーキ力（スリップ量ＳＲ）の小さな場合の悪路判定しきい値に戻すことができる。さらに、悪路判定しきい値を、大きな値と小さな値に適切切り換えることで、連続的な悪路に備えることができる。

このようにすることで、例えばスリップ量が所定値Ｐを超えてマップＭＰ２が選択された後、スリップ量が所定値Ｐ以下になった場合でも、一定時間経過するまではマップＭＰ２が選択され、スリップ量が所定値Ｐ以下である状態が一定時間経過した後、マップＭＰ１が選択されるようになる。

図５の処理に戻って、ＳＴ０７で、悪路判定手段３６は、選択されたマップＭＰ及びリフトアップ時間（ローダウン時間）から悪路判定しきい値ＴＨを取得する。
ＳＴ０８で、悪路判定手段３６は、リフトアップピーク量（ローダウンピーク量）が悪路判定しきい値ＴＨを超えているか判断する。リフトアップピーク量（ローダウンピーク量）が悪路判定しきい値ＴＨを超えている場合、悪路判定手段３６は、走行路面が悪路であると判定する（ＳＴ０９）。リフトアップピーク量（ローダウンピーク量）が悪路判定しきい値ＴＨを超えていない場合、処理を終了する。

以上に述べたように、悪路判定手段３６は、推定車体速度ＶＲと車輪速度ＶＷとの偏差（ＶＷ１−ＶＲ１）、（ＶＲ２−ＶＷ２）に基づき、走行路面が悪路であるか判定する。偏差（ＶＷ１−ＶＲ１）、（ＶＲ２−ＶＷ２）が悪路判定しきい値ＴＨを超えている場合に、走行路面が悪路であると判定する。

車輪速度取得手段３３、スリップ量算出手段３５及び悪路判定手段３６を備え、悪路判定手段３６は、少なくとも車輪速度ＶＷに基づき算出される車輪挙動に関する値と、悪路判定しきい値ＴＨとを用いて、走行路面が悪路であるか判定し、車輪のスリップ量に応じて悪路判定しきい値ＴＨを変更する。この構成により、ブレーキ力に相当するスリップ量に応じた悪路判定しきい値ＴＨを適切に設定することができ、悪路判定の精度を向上させることができる。

さらに、例えばブレーキ力が大きな場合には、いわゆるリフトアップ量やローダウン量も大きくなる。そこで、悪路判定しきい値ＴＨを、車輪２３のスリップ量ＳＲが大きい場合には車輪のスリップ量ＳＲが小さい場合よりも大きくなるようにすることで、より精度良く悪路判定することができる。

さらに、悪路判定手段３６は、推定車体速度ＶＲと車輪速度ＶＷとの偏差（ＶＷ１−ＶＲ１）、（ＶＲ２−ＶＷ２）に基づき、走行路面が悪路であるか判定する。車輪挙動に関する値として、推定車体速度ＶＲと車輪速度ＶＷとの偏差（ＶＷ１−ＶＲ１）、（ＶＲ２−ＶＷ２）を用いることで、悪路特有の現象である、走行路面に対するタイヤのグリップ力の低下又は復帰傾向や、車輪速度センサ２５の出力値のノイズを検出でき、より正確に悪路判定を行うことができるようになる。このため、悪路判定の精度が向上し、ＡＢＳ等の液圧制御の制御向上を図ることができる。

尚、実施例では、前輪のみに車輪用ブレーキ液圧制御装置を設けた例を示したが、後輪のみに設けても、両輪に設けるものであってもよい。
また、実施例では、制御部３０と判定部３１を別々に設けたが、一体にして内部で機能を分けても差し支えない。また、実施例では、操作子１１をブレーキレバーとしたがこれに限定されず、操作子１１をブレーキペダルとしても差し支えない。

また、実施例では、アクチュエータ２２をモータとし、モータ及びポンプ部２１でポンプ２０を構成したが、これに限定されず、アクチュエータ２２をソレノイドとし、ポンプ２０をソレノイド及びポンプ部２１からなるソレノイドポンプとしてもよい。

また、マップＭＰ１とマップＭＰ２の２つを用いる例を説明したが、これに限定されず、３つ以上のマップを設定しておき、３つ以上のマップからスリップ量に応じたマップを選択するようにしてもよい。
また、実施例では、マップＭＰを用いて、リフトアップ時間から悪路判定しきい値ＴＨを取得するようになっていたが、マップの代わりに関数などの関係式を用いるようにしてもよい。

本発明は、二輪車に搭載されるブレーキ液圧制御装置に好適である。

１０...車両用ブレーキ液圧制御装置、１４...車輪ブレーキ、２３...車輪、３０...制御部、３１...判定部、３３...車輪速度取得手段、３４...推定車体速度算出手段、３５...スリップ量算出手段、３６...悪路判定手段、５０...悪路（走行路面）、ＶＷ...車輪速度、ＳＲ...スリップ量、Ｖ１〜Ｖ４、Ｖａ〜Ｖｄ...悪路判定しきい値、Ｔｆ...一定時間。

Claims (2)

1. 車輪速度を取得する車輪速度取得手段と、車輪のスリップ量を算出するスリップ量算出手段と、走行路面が悪路であるか判定する悪路判定手段とを備え、車輪ブレーキに作用するブレーキ液圧の液圧制御可能な車両用ブレーキ液圧制御装置であって、
   前記悪路判定手段は、少なくとも前記車輪速度に基づき算出される車輪挙動に関する値と、悪路判定しきい値とを用いて、前記走行路面が悪路であるか判定し、
   前記悪路判定しきい値を、前記車輪のスリップ量が所定値より大きい場合、前記車輪のスリップ量が前記所定値以下である場合よりも大きくなるように変更し、
   前記悪路判定しきい値を、前記車輪のスリップ量が前記所定値以下である時間が一定時間継続した場合、前記所定値より大きい場合より小さくなるように変更することを特徴とする車両用ブレーキ液圧制御装置。
   
2. 請求項１記載の車両用ブレーキ液圧制御装置において、
   前記車輪挙動に関する値は、推定車体速度と車輪速度との偏差であることを特徴とする車両用ブレーキ液圧制御装置。

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