以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係るブレーキ制御装置20を示す系統図である。同図に示されるブレーキ制御装置20は、車両用の電子制御式ブレーキシステム(ECB)を構成しており、車両に設けられた4つの車輪に付与される制動力を制御する。本実施形態に係るブレーキ制御装置20は、例えば、走行駆動源として電動モータと内燃機関とを備えるハイブリッド車両に搭載される。このようなハイブリッド車両においては、車両の運動エネルギを電気エネルギに回生することによって車両を制動する回生制動と、ブレーキ制御装置20による液圧制動とのそれぞれを車両の制動に用いることができる。本実施形態における車両は、これらの回生制動と液圧制動とを併用して所望の制動力を発生させるブレーキ回生協調制御を実行することができる。
ブレーキ制御装置20は、図1に示されるように、各車輪に対応して設けられたディスクブレーキユニット21FR,21FL、21RRおよび21RLと、マスタシリンダユニット27と、動力液圧源30と、液圧アクチュエータ40とを含む。
ディスクブレーキユニット21FR,21FL、21RRおよび21RLは、車両の右前輪、左前輪、右後輪、および左後輪のそれぞれに制動力を付与する。本実施形態におけるマニュアル液圧源としてのマスタシリンダユニット27は、ブレーキ操作部材としてのブレーキペダル24の運転者による操作量に応じて加圧されたブレーキフルードをディスクブレーキユニット21FR〜21RLに対して送出する。動力液圧源30は、動力の供給により加圧された作動流体としてのブレーキフルードを、運転者によるブレーキペダル24の操作から独立してディスクブレーキユニット21FR〜21RLに対して送出することが可能である。液圧アクチュエータ40は、動力液圧源30またはマスタシリンダユニット27から供給されたブレーキフルードの液圧を適宜調整してディスクブレーキユニット21FR〜21RLに送出する。これにより、液圧制動による各車輪に対する制動力が調整される。
ディスクブレーキユニット21FR〜21RL、マスタシリンダユニット27、動力液圧源30、および液圧アクチュエータ40のそれぞれについて以下で更に詳しく説明する。各ディスクブレーキユニット21FR〜21RLは、それぞれブレーキディスク22とブレーキキャリパに内蔵されたホイールシリンダ23FR〜23RLを含む。そして、各ホイールシリンダ23FR〜23RLは、それぞれ異なる流体通路を介して液圧アクチュエータ40に接続されている。なお以下では適宜、ホイールシリンダ23FR〜23RLを総称して「ホイールシリンダ23」という。
ディスクブレーキユニット21FR〜21RLにおいては、ホイールシリンダ23に液圧アクチュエータ40からブレーキフルードが供給されると、車輪と共に回転するブレーキディスク22に摩擦部材としてのブレーキパッドが押し付けられる。これにより、各車輪に制動力が付与される。なお、本実施形態においてはディスクブレーキユニット21FR〜21RLを用いているが、例えばドラムブレーキ等のホイールシリンダ23を含む他の制動力付与機構を用いてもよい。
マスタシリンダユニット27は、本実施形態では液圧ブースタ付きマスタシリンダであり、液圧ブースタ31、マスタシリンダ32、レギュレータ33、およびリザーバ34を含む。ブレーキペダル24への運転者による入力が機械的に伝達されてマスタシリンダ32のブレーキフルードが加圧される。液圧ブースタ31は、ブレーキペダル24に連結されており、ブレーキペダル24に加えられたペダル踏力を増幅してマスタシリンダ32に伝達する。動力液圧源30からレギュレータ33を介して液圧ブースタ31にブレーキフルードが供給されることにより、ペダル踏力は増幅される。そして、マスタシリンダ32は、ペダル踏力に対して所定の倍力比を有するマスタシリンダ圧を発生する。
マスタシリンダ32とレギュレータ33との上部には、ブレーキフルードを貯留するリザーバ34が配置されている。マスタシリンダ32は、ブレーキペダル24の踏み込みが解除されているときにリザーバ34と連通する。一方、レギュレータ33は、リザーバ34と動力液圧源30のアキュムレータ35との双方と連通しており、リザーバ34を低圧源とすると共に、アキュムレータ35を高圧源とし、マスタシリンダ圧とほぼ等しい液圧を発生する。レギュレータ33における液圧を以下では適宜、「レギュレータ圧」という。なお、マスタシリンダ圧とレギュレータ圧とは厳密に同一圧にされる必要はなく、例えばレギュレータ圧のほうが若干高圧となるようにマスタシリンダユニット27を設計することも可能である。
動力液圧源30は、アキュムレータ35およびポンプ36を含む。アキュムレータ35は、ポンプ36により昇圧されたブレーキフルードの圧力エネルギを窒素等の封入ガスの圧力エネルギ、例えば14〜22MPa程度に変換して蓄えるものである。ポンプ36は、駆動源としてモータ36aを有し、その吸込口がリザーバ34に接続される一方、その吐出口がアキュムレータ35に接続される。また、アキュムレータ35は、マスタシリンダユニット27に設けられたリリーフバルブ35aにも接続されている。アキュムレータ35におけるブレーキフルードの圧力が異常に高まって例えば25MPa程度になると、リリーフバルブ35aが開弁し、高圧のブレーキフルードはリザーバ34へと戻される。
上述のように、ブレーキ制御装置20は、ホイールシリンダ23に対するブレーキフルードの供給源として、マスタシリンダ32、レギュレータ33およびアキュムレータ35を有している。そして、マスタシリンダ32にはマスタ配管37が、レギュレータ33にはレギュレータ配管38が、アキュムレータ35にはアキュムレータ配管39が接続されている。これらのマスタ配管37、レギュレータ配管38およびアキュムレータ配管39は、それぞれ液圧アクチュエータ40に接続される。
液圧アクチュエータ40は、複数の流路が形成されるアクチュエータブロックと、複数の電磁制御弁を含む。アクチュエータブロックに形成された流路には、個別流路41、42,43および44と、主流路45とが含まれる。個別流路41〜44は、それぞれ主流路45から分岐されて、対応するディスクブレーキユニット21FR、21FL,21RR,21RLのホイールシリンダ23FR、23FL,23RR,23RLに接続されている。これにより、各ホイールシリンダ23は主流路45と連通可能となる。
また、個別流路41,42,43および44の中途には、ABS保持弁51,52,53および54が設けられている。各ABS保持弁51〜54は、ON/OFF制御されるソレノイドおよびスプリングをそれぞれ有しており、何れもソレノイドが非通電状態にある場合に開とされる常開型電磁制御弁である。開状態とされた各ABS保持弁51〜54は、ブレーキフルードを双方向に流通させることができる。つまり、主流路45からホイールシリンダ23へとブレーキフルードを流すことができるとともに、逆にホイールシリンダ23から主流路45へもブレーキフルードを流すことができる。ソレノイドに通電されて各ABS保持弁51〜54が閉弁されると、個別流路41〜44におけるブレーキフルードの流通は遮断される。
更に、ホイールシリンダ23は、個別流路41〜44にそれぞれ接続された減圧用流路46,47,48および49を介してリザーバ流路55に接続されている。減圧用流路46,47,48および49の中途には、ABS減圧弁56,57,58および59が設けられている。各ABS減圧弁56〜59は、ON/OFF制御されるソレノイドおよびスプリングをそれぞれ有しており、何れもソレノイドが非通電状態にある場合に閉とされる常閉型電磁制御弁である。各ABS減圧弁56〜59が閉状態であるときには、減圧用流路46〜49におけるブレーキフルードの流通は遮断される。ソレノイドに通電されて各ABS減圧弁56〜59が開弁されると、減圧用流路46〜49におけるブレーキフルードの流通が許容され、ブレーキフルードがホイールシリンダ23から減圧用流路46〜49およびリザーバ流路55を介してリザーバ34へと還流する。なお、リザーバ流路55は、リザーバ配管77を介してマスタシリンダユニット27のリザーバ34に接続されている。
主流路45は、中途に分離弁60を有する。この分離弁60により、主流路45は、個別流路41および42と接続される第1流路45aと、個別流路43および44と接続される第2流路45bとに区分けされている。第1流路45aは、個別流路41および42を介して前輪用のホイールシリンダ23FRおよび23FLに接続され、第2流路45bは、個別流路43および44を介して後輪用のホイールシリンダ23RRおよび23RLに接続される。
分離弁60は、ON/OFF制御されるソレノイドおよびスプリングを有しており、ソレノイドが非通電状態にある場合に閉とされる常閉型電磁制御弁である。分離弁60が閉状態であるときには、主流路45におけるブレーキフルードの流通は遮断される。ソレノイドに通電されて分離弁60が開弁されると、第1流路45aと第2流路45bとの間でブレーキフルードを双方向に流通させることができる。
また、液圧アクチュエータ40においては、主流路45に連通するマスタ流路61およびレギュレータ流路62が形成されている。より詳細には、マスタ流路61は、主流路45の第1流路45aに接続されており、レギュレータ流路62は、主流路45の第2流路45bに接続されている。また、マスタ流路61は、マスタシリンダ32と連通するマスタ配管37に接続される。レギュレータ流路62は、レギュレータ33と連通するレギュレータ配管38に接続される。
マスタ流路61は、中途にマスタカット弁64を有する。マスタカット弁64は、マスタシリンダ32から各ホイールシリンダ23へのブレーキフルードの供給経路上に設けられている。マスタカット弁64は、ON/OFF制御されるソレノイドおよびスプリングを有しており、規定の制御電流の供給を受けてソレノイドが発生させる電磁力により閉弁状態が保証され、ソレノイドが非通電状態にある場合に開とされる常開型電磁制御弁である。開状態とされたマスタカット弁64は、マスタシリンダ32と主流路45の第1流路45aとの間でブレーキフルードを双方向に流通させることができる。ソレノイドに規定の制御電流が通電されてマスタカット弁64が閉弁されると、マスタ流路61におけるブレーキフルードの流通は遮断される。
また、マスタ流路61には、マスタカット弁64よりも上流側において、シミュレータカット弁68を介してストロークシミュレータ69が接続されている。すなわち、シミュレータカット弁68は、マスタシリンダ32とストロークシミュレータ69とを接続する流路に設けられている。シミュレータカット弁68は、ON/OFF制御されるソレノイドおよびスプリングを有しており、規定の制御電流の供給を受けてソレノイドが発生させる電磁力により開弁状態が保証され、ソレノイドが非通電状態にある場合に閉とされる常閉型電磁制御弁である。シミュレータカット弁68が閉状態であるときには、マスタ流路61とストロークシミュレータ69との間のブレーキフルードの流通は遮断される。ソレノイドに通電されてシミュレータカット弁68が開弁されると、マスタシリンダ32とストロークシミュレータ69との間でブレーキフルードを双方向に流通させることができる。
ストロークシミュレータ69は、複数のピストンやスプリングを含むものであり、シミュレータカット弁68の開放時に運転者によるブレーキペダル24の踏力に応じた反力を創出する。ストロークシミュレータ69としては、運転者によるブレーキ操作のフィーリングを向上させるために、多段のバネ特性を有するものが採用されると好ましい。
レギュレータ流路62は、中途にレギュレータカット弁65を有する。レギュレータカット弁65は、レギュレータ33から各ホイールシリンダ23へのブレーキフルードの供給経路上に設けられている。レギュレータカット弁65も、ON/OFF制御されるソレノイドおよびスプリングを有しており、規定の制御電流の供給を受けてソレノイドが発生させる電磁力により閉弁状態が保証され、ソレノイドが非通電状態にある場合に開とされる常開型電磁制御弁である。開状態とされたレギュレータカット弁65は、レギュレータ33と主流路45の第2流路45bとの間でブレーキフルードを双方向に流通させることができる。ソレノイドに通電されてレギュレータカット弁65が閉弁されると、レギュレータ流路62におけるブレーキフルードの流通は遮断される。
液圧アクチュエータ40には、マスタ流路61およびレギュレータ流路62に加えて、アキュムレータ流路63も形成されている。アキュムレータ流路63の一端は、主流路45の第2流路45bに接続され、他端は、アキュムレータ35と連通するアキュムレータ配管39に接続される。
アキュムレータ流路63は、中途に増圧リニア制御弁66を有する。また、アキュムレータ流路63および主流路45の第2流路45bは、減圧リニア制御弁67を介してリザーバ流路55に接続されている。増圧リニア制御弁66と減圧リニア制御弁67とは、それぞれリニアソレノイドおよびスプリングを有しており、何れもソレノイドが非通電状態にある場合に閉とされる常閉型電磁制御弁である。増圧リニア制御弁66および減圧リニア制御弁67は、それぞれのソレノイドに供給される電流に比例して弁の開度が調整される。
増圧リニア制御弁66は、各車輪に対応して複数設けられた各ホイールシリンダ23に対して共通の増圧用制御弁として設けられている。また、減圧リニア制御弁67も同様に、各ホイールシリンダ23に対して共通の減圧用制御弁として設けられている。つまり、本実施形態においては、増圧リニア制御弁66および減圧リニア制御弁67は、動力液圧源30から送出される作動流体を各ホイールシリンダ23へ給排制御する1対の共通の制御弁として設けられている。このように増圧リニア制御弁66等を各ホイールシリンダ23に対して共通化すれば、ホイールシリンダ23ごとにリニア制御弁を設けるのと比べて、コストの観点からは好ましい。
なお、ここで、増圧リニア制御弁66の出入口間の差圧は、アキュムレータ35におけるブレーキフルードの圧力と主流路45におけるブレーキフルードの圧力との差圧に対応し、減圧リニア制御弁67の出入口間の差圧は、主流路45におけるブレーキフルードの圧力とリザーバ34におけるブレーキフルードの圧力との差圧に対応する。また、増圧リニア制御弁66および減圧リニア制御弁67のリニアソレノイドへの供給電力に応じた電磁駆動力をF1とし、スプリングの付勢力をF2とし、増圧リニア制御弁66および減圧リニア制御弁67の出入口間の差圧に応じた差圧作用力をF3とすると、F1+F3=F2という関係が成立する。従って、増圧リニア制御弁66および減圧リニア制御弁67のリニアソレノイドへの供給電力を連続的に制御することにより、増圧リニア制御弁66および減圧リニア制御弁67の出入口間の差圧を制御することができる。
ブレーキ制御装置20において、動力液圧源30および液圧アクチュエータ40は、本実施形態における制御部としてのブレーキECU70により制御される。ブレーキECU70は、CPUを含むマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に各種プログラムを記憶するROM、データを一時的に記憶するRAM、入出力ポートおよび通信ポート等を備える。そして、ブレーキECU70は、上位のハイブリッドECU(図示せず)などと通信可能であり、ハイブリッドECUからの制御信号や、各種センサからの信号に基づいて動力液圧源30のポンプ36や、液圧アクチュエータ40を構成する電磁制御弁51〜54,56〜59,60,64〜68を制御する。
また、ブレーキECU70には、レギュレータ圧センサ71、アキュムレータ圧センサ72、および制御圧センサ73が接続される。レギュレータ圧センサ71は、レギュレータカット弁65の上流側でレギュレータ流路62内のブレーキフルードの圧力、すなわちレギュレータ圧を検知し、検知した値を示す信号をブレーキECU70に与える。アキュムレータ圧センサ72は、増圧リニア制御弁66の上流側でアキュムレータ流路63内のブレーキフルードの圧力、すなわちアキュムレータ圧を検知し、検知した値を示す信号をブレーキECU70に与える。制御圧センサ73は、主流路45の第1流路45a内のブレーキフルードの圧力を検知し、検知した値を示す信号をブレーキECU70に与える。各圧力センサ71〜73の検出値は、所定時間おきにブレーキECU70に順次与えられ、ブレーキECU70の所定の記憶領域に所定量ずつ格納保持される。
分離弁60が開状態とされて主流路45の第1流路45aと第2流路45bとが互いに連通している場合、制御圧センサ73の出力値は、増圧リニア制御弁66の低圧側の液圧を示すと共に減圧リニア制御弁67の高圧側の液圧を示すので、この出力値を増圧リニア制御弁66および減圧リニア制御弁67の制御に利用することができる。また、増圧リニア制御弁66および減圧リニア制御弁67が閉鎖されていると共に、マスタカット弁64が開状態とされている場合、制御圧センサ73の出力値は、マスタシリンダ圧を示す。更に、分離弁60が開放されて主流路45の第1流路45aと第2流路45bとが互いに連通しており、各ABS保持弁51〜54が開放される一方、各ABS減圧弁56〜59が閉鎖されている場合、制御圧センサの73の出力値は、各ホイールシリンダ23に作用する作動流体圧、すなわちホイールシリンダ圧を示す。
さらに、ブレーキECU70に接続されるセンサには、ブレーキペダル24に設けられたストロークセンサ25も含まれる。ストロークセンサ25は、ブレーキペダル24の操作量としてのペダルストロークを検知し、検知した値を示す信号をブレーキECU70に与える。ストロークセンサ25の出力値も、所定時間おきにブレーキECU70に順次与えられ、ブレーキECU70の所定の記憶領域に所定量ずつ格納保持される。なお、ストロークセンサ25以外のブレーキ操作状態検出手段をストロークセンサ25に加えて、あるいは、ストロークセンサ25に代えて設け、ブレーキECU70に接続してもよい。ブレーキ操作状態検出手段としては、例えば、ブレーキペダル24の操作力を検出するペダル踏力センサや、ブレーキペダル24が踏み込まれたことを検出するブレーキスイッチなどがある。
上述のように構成されたブレーキ制御装置20は、ブレーキ回生協調制御を実行することができる。ブレーキ制御装置20は制動要求を受けて制動を開始する。制動要求は、例えば運転者がブレーキペダル24を操作した場合など、車両に制動力を付与すべきときに生起される。制動要求を受けてブレーキECU70は要求制動力を演算し、要求制動力から回生による制動力を減じることによりブレーキ制御装置20により発生させるべき制動力である要求液圧制動力を算出する。ここで、回生による制動力は、ハイブリッドECUからブレーキ制御装置20に供給される。そして、ブレーキECU70は、算出した要求液圧制動力に基づいて各ホイールシリンダ23FR〜23RLの目標液圧を算出する。ブレーキECU70は、ホイールシリンダ圧が目標液圧となるように、フィードバック制御則により増圧リニア制御弁66や減圧リニア制御弁67に供給する制御電流の値を決定する。
その結果、ブレーキ制御装置20においては、ブレーキフルードが動力液圧源30から増圧リニア制御弁66を介して各ホイールシリンダ23に供給され、車輪に制動力が付与される。また、各ホイールシリンダ23からブレーキフルードが減圧リニア制御弁67を介して必要に応じて排出され、車輪に付与される制動力が調整される。本実施形態においては、動力液圧源30、増圧リニア制御弁66及び減圧リニア制御弁67等を含んでホイールシリンダ圧制御系統が構成されている。ホイールシリンダ圧制御系統によりいわゆるブレーキバイワイヤ方式の制動力制御が行われる。ホイールシリンダ圧制御系統は、マスタシリンダユニット27からホイールシリンダ23へのブレーキフルードの供給経路に並列に設けられている。
このとき、ブレーキECU70は、レギュレータカット弁65及びマスタカット弁64を閉状態とし、レギュレータ33及びマスタシリンダ32から送出されるブレーキフルードがホイールシリンダ23へ供給されないようにする。ブレーキ回生協調制御中は、レギュレータカット弁65及びマスタカット弁64の上下流間には、回生制動力の大きさに対応する差圧が作用する。
なお、本実施形態に係るブレーキ制御装置20は、回生制動力を利用せずに液圧制動力だけで要求制動力をまかなう場合にも、当然ホイールシリンダ圧制御系統により制動力を制御することができる。ブレーキ回生協調制御を実行しているか否かにかかわらず、ホイールシリンダ圧制御系統により制動力を制御する制御モードを以下では適宜「リニア制御モード」と称する。あるいは、ブレーキバイワイヤによる制御と呼ぶ場合もある。
リニア制御モードにおいて要求制動力を液圧制動力のみにより発生させる場合には、ブレーキECU70はレギュレータ圧あるいはマスタシリンダ圧をホイールシリンダ圧の目標圧として制御することになる。よって、この場合は必ずしもホイールシリンダ圧制御系統によってホイールシリンダ23にブレーキフルードを供給しなくてもよい。運転者によるブレーキペダルの操作に応じて加圧されたマスタシリンダ圧あるいはレギュレータ圧をホイールシリンダにそのまま導入すれば自然に要求制動力を発生させることができるからである。
このため、ブレーキ制御装置20は、例えば停車中のように回生制動力を使用しないときに、レギュレータ33から各ホイールシリンダ23にブレーキフルードを供給するようにしてもよい。レギュレータ33から各ホイールシリンダ23にブレーキフルードを供給する制御モードを以下ではレギュレータモードと称する。つまりブレーキECU70は、停車中においてリニア制御モードからレギュレータモードに切り替えて制動力を発生させるようにしてもよい。車両の停止とともに制御モードを切り替えるようにすれば比較的簡易な制御で制御モードの切り替えを実行することができるという点で好ましい。あるいは、より実際的には、ブレーキECU70は制動により車速が充分に低下したために回生制動を中止するときにリニア制御モードからレギュレータモードに制御モードを切り替えてもよい。
レギュレータモードにおいては、ブレーキECU70は、レギュレータカット弁65及び分離弁60を開弁し、マスタカット弁64を閉弁する。増圧リニア制御弁66及び減圧リニア制御弁67は、制御が停止され閉弁される。その結果、レギュレータ33から各ホイールシリンダ23にブレーキフルードが供給されることとなり、レギュレータ圧によって各車輪に制動力が付与される。レギュレータ33には動力液圧源30が高圧側として接続されているので、動力液圧源30における蓄圧を活用して制動力を発生させることができるという点で好ましい。
このようにレギュレータモードにおいては、ブレーキECU70は、増圧リニア制御弁66及び減圧リニア制御弁67への制御電流の供給を停止して閉弁し、両リニア制御弁を休止させている。このため、増圧リニア制御弁66及び減圧リニア制御弁67の動作頻度を低減させることが可能となり、増圧リニア制御弁66及び減圧リニア制御弁67を長期間にわたって使用することができるようになる。すなわち、増圧リニア制御弁66及び減圧リニア制御弁67の耐用期間を向上させることができる。
リニア制御モードでの制御中に、例えばいずれかの箇所からの作動液の漏れ等の異常の発生によりホイールシリンダ圧が目標液圧から乖離してしまう場合がある。ブレーキECU70は、例えば制御圧センサ73の測定値に基づいてホイールシリンダ圧の応答異常の有無を周期的に判定している。ブレーキECU70は、例えばホイールシリンダ圧測定値の目標液圧からの乖離量が基準を超える場合にホイールシリンダ圧の制御応答に異常があると判定する。ホイールシリンダ圧の制御応答に異常があると判定された場合には、ブレーキECU70は、リニア制御モードを中止してマニュアルブレーキモードに制御モードを切り替える。また同様にブレーキECU70はレギュレータモードにおいても異常が検出された場合にマニュアルブレーキモードに制御モードを切り替える。マニュアルブレーキモードにおいては、運転者のブレーキペダル24への入力が液圧に変換され機械的にホイールシリンダ23に伝達されて車輪に制動力が付与される。マニュアルブレーキモードは、フェイルセーフの観点からバックアップ用の制御モードとしての役割を有する。
バックアップ用の制御モードの一例は、ハイドロブースタモードである。ハイドロブースタモードは、ブレーキ操作部材への操作入力に応じて機械的に制動力が生じるようにマスタシリンダ32からホイールシリンダ23への作動液流通経路が確保される制御モードである。ハイドロブースタモードにおいては、ブレーキECU70は、すべての電磁制御弁への制御電流の供給を停止する。よって、常開型のマスタカット弁64及びレギュレータカット弁65は開弁され、常閉型の分離弁60及びシミュレータカット弁68は閉弁される。増圧リニア制御弁66及び減圧リニア制御弁67は、制御が停止され閉弁される。
その結果、ブレーキフルードの供給経路はマスタシリンダ側とレギュレータ側との2系統に分離される。マスタシリンダ圧が前輪用のホイールシリンダ23FR及び23FLへと伝達され、レギュレータ圧が後輪用のホイールシリンダ23RR及び23RLへと伝達される。マスタシリンダ32からの作動流体の送出先は、ストロークシミュレータ69から前輪用のホイールシリンダ23FR及び23FLに切り替えられる。また、液圧ブースタ31は機械的にペダル踏力を増幅する機構であるため、ハイドロブースタモードに移行して各電磁制御弁への制御電流が停止されても継続して機能する。ハイドロブースタモードによれば、制御系の異常により各電磁制御弁への通電がない場合であっても液圧ブースタを利用して制動力を発生させることができるという点でフェイルセーフ性に優れている。
なお便宜上、以下では適宜、ハイドロブースタモードでのマスタシリンダ側の系統をマスタ系統と称し、レギュレータ側の系統をレギュレータ系統と称する。本実施形態ではハイドロブースタモードにおいてマスタ系統により前輪側に、またレギュレータ系統により後輪側に作動液が供給されるので、マスタ系統及びレギュレータ系統をそれぞれフロント系統及びリヤ系統と以下では称する場合もある。
また、本実施形態においては、運転者のブレーキ操作がなされていない非制動時に第1の非制動モード及び第2の非制動モードの2つの制御モードが設定されている。本実施形態では第1の非制動モードはハイドロブースタモードであり、上述の制動中におけるハイドロブースタモードと同様に各制御弁への制御電流がオフとされる制御モードである。ブレーキECU70は、ブレーキシステムに異常が検出された場合の非制動時に第1の非制動モードすなわちハイドロブースタモードを選択する。
ブレーキECU70は、異常が検出されないことが確認されている場合に第2の非制動モードを選択する。第2の非制動モードを以下では制御外モードと呼ぶ。ブレーキECU70は例えば、車両始動の際に実行される初期検査で異常が検出されなかった場合に非制動時に制御外モードを選択する。この初期検査では例えば各制御弁の導通確認や各センサの動作チェックなどが行われる。ブレーキECU70は、初期検査が完了していない場合の非制動時には第1の非制動モードを選択する。
このように、非制動状態において複数の制御モードが設定されることにより、制御の自由度を向上させることができる。特に開発者の設計自由度を向上させることができる。また、第1の非制動モードすなわちハイドロブースタモードでは運転者の操作入力に応じた制動力の発生が確保され、フェイルセーフが実現される。このため、制御外モードにおける各制御弁の開閉状態の設定をハイドロブースタモードとは適宜異なる設定とすることにより、フェイルセーフと設計自由度の向上との両立を図ることができる。なお、制御外モードの開閉状態をハイドロブースタモードと同じに設定することも可能である。非制動状態における制御モードを3つ以上設定してもよい。
一方、上述のように制動中の制御モードとしては、リニア制御モード、レギュレータモード、及びハイドロブースタモードの3つが設定されている。リニア制御モードは、動力液圧源30からホイールシリンダ23にブレーキフルードを供給する制御モードであり、第1の制動モードに相当する。レギュレータモードも第1の制動モードに相当する。レギュレータモードは、動力液圧源30を高圧源とするレギュレータ33からホイールシリンダ23にブレーキフルードを供給する制御モードであるからである。ハイドロブースタモードは第2の制動モードに相当する。
ハイドロブースタモードは、異常が検出された場合だけでなく、異常の検出が完了していない場合にも選択される。異常検出が未完の場合とは例えば、車両始動の際にブレーキECU70により実行される初期検査が完了するまでの間である。ところが状況によっては、初期検査が未完了であり異常の有無が確定されていない場合であってもリニア制御モードまたはレギュレータモードに制御モードを変更することが望ましい場合がある。例えばABS制御が実行される場合である。ABS制御の実行が想定されるのは、例えば、車両のIG−ON直後に初期検査が未完了の状態で、運転者がブレーキペダルを踏み込んだまま坂道等で発進した場合がある。
ABS制御が実行される場合、各車輪の制動力を最適に制御して停止距離を最小化するためにホイールシリンダ23への供給可能作動液量に充分に余裕があることが望ましい。ハイドロブースタモードでは、フロント系統に関してはマスタシリンダ32からの供給可能液量がマスタシリンダ32の収容液量に制限される。これに対してリニアモード及びレギュレータモードにおいては動力液圧源30からブレーキフルードが供給されるため、ハイドロブースタモードに比べて多量のブレーキフルードを円滑に供給することができる。本実施形態ではABS制御の実行中はレギュレータモードが選択される。
ハイドロブースタモードでは、マスタシリンダ32の収容液量を制動に有効に活用するために、シミュレータカット弁68を閉弁してストロークシミュレータ69をマスタシリンダ32から分離する。一方リニア制御モード及びレギュレータモードでは、適切なブレーキフィーリングを実現するためにストロークシミュレータ69をマスタシリンダ32に接続することが望ましい。よって、各制御モードにおけるシミュレータカット弁68の開閉状態を、通常想定される使用環境に合わせて制御モードごとに一意的に設定した場合には、ハイドロブースタモードでは閉弁し、リニア制御モード及びレギュレータモードでは開弁するよう設定することになる。
この設定の下でブレーキ操作中にハイドロブースタモードからリニア制御モードまたはレギュレータモードに制御モードが変更される場合を考える。制御モードごとに一意的にシミュレータカット弁68の開閉状態が設定されている場合には、変更後の制御モードにおいてシミュレータカット弁68が開弁されるよう設定されていれば、変更前の開閉状態とは無関係に開弁されることになる。よってシミュレータカット弁68は、設定に従って制御モード変更とともに開弁される。その結果、リニア制御モードまたはレギュレータモードへの変更を契機としてマスタシリンダ32からストロークシミュレータ69へとブレーキフルードが流出を開始する。ストロークシミュレータ69の収容可能液量に応じて相当量のブレーキフルードがマスタシリンダ32から流出する。その結果、ブレーキペダル24が大きく変位し、ブレーキペダル24の入り込みが引き起こされるおそれがある。
そこで、本実施形態においては、ブレーキECU70は、ブレーキ操作入力がなされている間に制御モードを変更する場合に、変更前の制御モードでマスタシリンダから作動液が供給されていない送出先には変更後の制御モードでも継続して作動液が供給されないように制御する。そのために、単に制御モードごとに一意的に制御弁の開閉状態を設定するのではなく、変更前の制御モードに応じて変更後の制御モードにおける制御弁の開閉状態を異ならせる。
具体的には、ハイドロブースタモードはシミュレータカット弁68が閉弁されるよう設定される。リニア制御モード及びレギュレータモードは、ブレーキ操作中における制御モードの変更において変更前の制御モードが少なくともハイドロブースタモードである場合に、シミュレータカット弁68の閉弁状態が継続されるよう設定される。これにより、ブレーキ操作中における制御モード変更を契機とするストロークシミュレータ69への作動液流出を防ぐことができる。よってブレーキペダル24の入り込みも防ぐことができる。
図2は、本実施形態に係る各制御弁の開閉状態の設定の一例を示す図である。図2には、レギュレータカット弁65、マスタカット弁64、分離弁60、及びシミュレータカット弁68の各制御モードでの開閉状態が示されている。理解を容易にするために開閉状態とともに各制御弁への通電状態がONまたはOFFと付記されている。また、増圧リニア制御弁66及び減圧リニア制御弁67の各制御モードでの制御状態が示されている。シミュレータカット弁68以外の制御弁の開閉状態については既に述べているので、以下の説明ではシミュレータカット弁68の開閉状態を中心に説明する。
図2に示されるように、シミュレータカット弁68は、リニア制御モードではリニア制御モードへの変更前の制御モードでの開閉状態を継続するよう設定されている。同様にレギュレータモードでも、シミュレータカット弁68はレギュレータモードへの変更前の制御モードの開閉状態を継続するよう設定されている。なお例えばシステムの始動当初などのように変更前の開閉状態が存在しない場合には、シミュレータカット弁68が開弁されるよう設定されていてもよい。
このように開閉状態が設定されることにより、例えばハイドロブースタモードからリニア制御モードまたはレギュレータモードに制御モードが変更された場合には、ハイドロブースタモードではシミュレータカット弁68は閉弁されているからリニア制御モードまたはレギュレータモードにおいても継続してシミュレータカット弁68は閉弁される。よって、制御モード変更時のマスタシリンダからストロークシミュレータへの作動液の流出が防止される。このためブレーキペダルの入り込みを防ぐことができる。特にハイドロブースタモードにおいてABS制御の実行が開始されてレギュレータモードに移行する場合に生じ得るブレーキペダルの入り込みを防ぐことができる。
また、回生協調制御中の通常の停車時のようにリニア制御モードからレギュレータモードに制御モードが切り換えられる場合にも、変更前の制御モードでのシミュレータカット弁68の開閉状態が継続される。よって、制御モードが切り換えられてもマスタシリンダ32とストロークシミュレータ69との接続状態が継続され、ブレーキフィーリングが維持される。このようにして、制動中のハイドロブースタモードからの制御モード変更時のペダル入り込み防止と、正常時のブレーキフィーリングの確保とを両立することができる。
更に図2に示されるように、正常時の非制動状態における制御モードである制御外モードではシミュレータカット弁68が開弁されるよう設定されている。正常時においてブレーキECU70は、制動時にリニア制御モードまたはレギュレータモードを選択し、非制動時に制御外モードを選択する。このため、シミュレータカット弁68は開弁状態を継続することになる。よって、本実施形態によればシミュレータカット弁68の開閉動作頻度を低減することができる。シミュレータカット弁68の動作頻度低減により、作動音の発生頻度を低下させるとともに弁の耐用期間を長くすることもできる。
次に本実施形態の第1の変形例を説明する。図3は、本実施形態の第1の変形例に係る各制御弁の開閉状態の設定の一例を示す図である。図3では、リニア制御モード、レギュレータモード、及び制御外モードにおけるシミュレータカット弁68の開閉状態の設定が図2とは異なる。共通の箇所については説明を適宜省略する。なお、図3においては便宜上、ハイドロブースタモードを「HB」と、リニア制御モードを「LNR」と、レギュレータモードを「REG」と表記している箇所がある。以降の図においても同様の表記を適宜用いる。
図3に示されるように第1の変形例においては、リニア制御モード及びレギュレータモードにおけるシミュレータカット弁68の開閉状態が、変更前の制御モードに応じて異なるよう設定されている。変更前の制御モードがハイドロブースタモードである場合には閉弁状態とされ、制御外モードでは開弁状態とされるように設定されている。また、変更前の制御モードがリニア制御モードまたはレギュレータモードである場合には、変更前の制御モードでの開閉状態を継続するよう設定されている。このようにリニア制御モード及びレギュレータモードの開閉状態は同一に設定されている。また、制御外モードにおいてはシミュレータカット弁68は閉弁状態に設定される。第1の変形例では制御外モードとハイドロブースタモードとは同一の開閉状態に設定されている。
このようにすれば、ブレーキシステムが正常である場合には、シミュレータカット弁68は制動時に開弁される一方、非制動時に閉弁されることになる。シミュレータカット弁68は規定の制御電流の通電により開弁される常閉型の電磁制御弁であるから、非制動時に閉弁することにより当該弁での消費電力を低減することができる。
更に本実施形態の第2の変形例を説明する。図4は、本実施形態の第2の変形例に係る各制御弁の開閉状態の設定の一例を示す図である。第2の変形例では、制御外モードでのシミュレータカット弁68の開閉状態が第1の変形例とは異なる。図4に示されるように制御外モードでのシミュレータカット弁68の開閉状態は、変更前の制御モードでの開閉状態を継続するよう設定されている。他の点は第1の変形例と共通である。このようにすれば、制御外モードで変更前の制御モードでの開閉状態が継続されるので、シミュレータカット弁68の作動頻度の低減が可能となる。
続いて上述の本実施形態及び各変形例におけるシミュレータカット弁68の動作例を図5及び図6を参照して説明する。図5及び図6において最上段は制御モードを示す。上から2段目は制動がオンかオフか、つまり制動状態か非制動状態かを示す。3段目のAは、本実施形態に係るシミュレータカット弁68の開閉状態を示す。4段目のBは、第1の変形例に係るシミュレータカット弁68の開閉状態を示す。5段目のCは、第1の変形例に係るシミュレータカット弁68の開閉状態を示す。
図5には、回生協調制御中に異常が検出されてハイドロブースタモードに移行する場合の動作例が示されている。ブレーキECU70の起動後の2回目の制動時に異常が検出されたものとする。まずブレーキECU70が起動されるとハイドロブースタモードにて初期検査が行われる。異常が検出されることなく初期検査が完了すると制御外モードに移行する。1回目の制動時にはリニア制御モードまたはレギュレータモードが選択される。具体的には回生協調制御中にリニア制御モードが選択され、停車中にレギュレータモードが選択される。制動要求が解除されると制御外モードに移行する。2回目の制動が開始されるとリニア制御モードまたはレギュレータモードが選択される。この例では2回目の制動中に異常が検出されてハイドロブースタモードに移行する。
このような状況例において、図中Aで示される本実施形態では図2に示される開閉状態設定に従ってシミュレータカット弁68が開閉される。シミュレータカット弁68は、ブレーキECU70起動当初に選択されるハイドロブースタモードでは閉弁されており、制御外モードに移行するときに開弁される。一旦シミュレータカット弁68が開弁されると、異常検出によりハイドロブースタモードに再度移行するまでシミュレータカット弁68は開弁状態が継続される。これは、シミュレータカット弁68の開閉状態が、制御外モードでは開弁状態とされ、かつリニア制御モード及びレギュレータモードでは変更前の状態が継続されるよう設定されているからである。
図中Bで示される第1の変形例では図3に示される開閉状態設定に従ってシミュレータカット弁68が開閉される。シミュレータカット弁68は、リニア制御モードまたはレギュレータモードで開弁される一方、それ以外の制御モードでは閉弁される。これは、シミュレータカット弁68の開閉状態が、制御外モードでは閉弁状態とされ、リニア制御モード及びレギュレータモードでは変更前の制御モードが制御外モードの場合に開弁状態とされるよう設定されているからである。
図中Cで示される第2の変形例では図4に示される開閉状態設定に従ってシミュレータカット弁68が開閉される。制御外モードでは変更前の状態が継続されるよう設定されているから、ブレーキECU70の起動後の1回目の制動開始時までシミュレータカット弁68は閉弁されている。1回目の制動開始以降は、図中Aで示される本実施形態の開閉状態と同様となる。
図5において、A乃至Cそれぞれのシミュレータカット弁68の開閉状態の切替回数は、Aが2回、Bが4回、Cが2回である。このように、本実施形態及び第2の変形例においてはシミュレータカット弁68の開閉頻度が低減されていることがわかる。従来、制動/非制動の切替ごとにシミュレータカット弁68を開閉していたことと比べても、本実施形態及び第2の変形例においてはシミュレータカット弁68の開閉頻度が低減されている。
また、シミュレータカット弁68の開弁時間すなわち通電時間は、A、C、Bの順つまり本実施形態、第2の変形例、第1の変形例の順に短くなっていることがわかる。第1の変形例は消費電力の低減という観点から有利であることがわかる。また第2の変形例は本実施形態に比べると通電時間が短くなっており、開閉頻度の低減と消費電力の低減とがある程度両立されているといえる。
図6には、ブレーキECU70の起動時の初期検査中にABS制御が実行された場合の動作例が示されている。まずブレーキECU70が起動されるとハイドロブースタモードにて初期検査が行われる。初期検査の完了前にABS制御が開始されたものとする。ABS制御の実行開始とともにレギュレータモードまたはリニア制御モードに制御モードが切り換えられる。制動終了によりABS制御が終了すると制御外モードに移行する。なおここではABS制御が終了するまでに初期検査が完了したものとする。よって、その後の制動時にはリニア制御モードまたはレギュレータモードが選択され、非制動時には制御外モードが選択される。
このような状況例において、図中Aで示される本実施形態では図2に示される開閉状態設定に従ってシミュレータカット弁68が開閉される。ブレーキECU70起動当初のハイドロブースタモードではシミュレータカット弁68は閉弁されている。ABS制御の実行開始によりレギュレータモードまたはリニア制御モードに制御モードが切り換えられても、シミュレータカット弁68は継続して閉弁されている。ABS制御が終了して制御外モードに移行するとシミュレータカット弁68は開弁され、以降は開弁状態が継続されている。このように開閉されるのは、シミュレータカット弁68の開閉状態が、リニア制御モード及びレギュレータモードでは変更前の状態が継続されるよう設定され、制御外モードでは開弁状態とされているからである。
図中Bで示される第1の変形例では図3に示される開閉状態設定に従ってシミュレータカット弁68が開閉される。シミュレータカット弁68は、ABS制御中のリニア制御モードまたはレギュレータモードでは閉弁される一方、通常のリニア制御モードまたはレギュレータモードでは開弁されている。これは、シミュレータカット弁68の開閉状態が、リニア制御モード及びレギュレータモードでは変更前の制御モードがハイドロブースタモードの場合に閉弁され、制御外モードの場合に開弁状態とされるよう設定されているからである。制御外モードでは設定によりシミュレータカット弁68は閉弁される。
図中Cで示される第2の変形例では図4に示される開閉状態設定に従ってシミュレータカット弁68が開閉される。制御外モードでは変更前の状態が継続されるよう設定されているから、ABS制御終了後の最初の制動開始時までシミュレータカット弁68は閉弁されている。その後は、図中Aで示される本実施形態の開閉状態と同様となる。
図6において、A乃至Cそれぞれのシミュレータカット弁68の開閉状態の切替回数は、Aが1回、Bが2回、Cが1回である。図5に示される動作例と同様に、本実施形態及び第2の変形例においてはシミュレータカット弁68の開閉頻度が低減されていることがわかる。また、シミュレータカット弁68の開弁時間すなわち通電時間は、A、C、Bの順つまり本実施形態、第2の変形例、第1の変形例の順に短くなっていることがわかる。
本実施形態によれば、例えばABS制御の実行開始によりハイドロブースタモードからレギュレータモードまたはリニア制御モードに制御モードが切り換えられたときに、シミュレータカット弁68は継続して閉弁される。このように閉弁状態が継続されることにより、ブレーキペダル24の入り込みを防止することができる。
20 ブレーキ制御装置、 23 ホイールシリンダ、 24 ブレーキペダル、 27 マスタシリンダユニット、 30 動力液圧源、 31 液圧ブースタ、 32 マスタシリンダ、 33 レギュレータ、 34 リザーバ、 60 分離弁、 64 マスタカット弁、 65 レギュレータカット弁、 66 増圧リニア制御弁、 67 減圧リニア制御弁、 68 シミュレータカット弁、 69 ストロークシミュレータ、 70 ブレーキECU、 71 レギュレータ圧センサ、 72 アキュムレータ圧センサ、 73 制御圧センサ。