以下、図面を参照しつつ、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図1は、本発明の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。
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。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、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、それらをつなぐ液圧回路とを含む。
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。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液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。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として、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。以下の説明においては適宜、増圧リニア制御弁66および減圧リニア制御弁67を総称して単に「リニア制御弁」ということがある。
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。本実施形態において、増圧リニア制御弁66および減圧リニア制御弁67が「調圧用制御弁」に該当する。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の目標液圧である目標ホイールシリンダ圧を算出する。ブレーキECU70は、ホイールシリンダ圧が目標ホイールシリンダ圧となるように、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。
具体的には、ブレーキECU70は、ABS保持弁51〜54の上流圧(「保持弁上流圧」ともいう)の目標値である目標液圧と、その実際の液圧である実圧との偏差に応じ、増圧モード、減圧モード、及び保持モードのいずれかを選択し、その保持弁上流圧を制御する。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を制御することにより保持弁上流圧を制御する。ブレーキECU70は、偏差が増圧必要閾値を超える場合に増圧モードを選択し、偏差が減圧必要閾値を超える場合に減圧モードを選択し、偏差が増圧必要閾値にも減圧必要閾値にも満たない場合すなわち設定範囲内にある場合には保持モードを選択する。なおここで偏差は例えば目標液圧から実圧を差し引いて求められる。実圧として例えば制御圧センサ73の測定値が用いられる。目標液圧としては保持弁上流圧、すなわち主流路45における液圧の目標値が用いられる。
本実施形態において増圧モードが選択されている場合、ブレーキECU70は偏差に応じたフィードバック電流を増圧リニア制御弁66に供給する。減圧モードが選択されている場合、ブレーキECU70は偏差に応じたフィードバック電流を減圧リニア制御弁67に供給する。保持モードが選択されている場合には、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に電流を供給しない。すなわち、増圧モードにおいては増圧リニア制御弁66を介してホイールシリンダ圧が増圧され、減圧モードにおいては減圧リニア制御弁67を介してホイールシリンダ圧が減圧される。保持モードにおいてはホイールシリンダ圧が保持される。
ブレーキバイワイヤ方式の制動力制御を行う場合には、ブレーキECU70は、レギュレータカット弁65を閉状態とし、レギュレータ33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。更にブレーキECU70は、マスタカット弁64を閉状態とするとともにシミュレータカット弁68を開状態とする。これは、運転者によるブレーキペダル24の操作に伴ってマスタシリンダ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ではなくストロークシミュレータ69へと供給されるようにするためである。
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、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。また、このように液圧制動力だけで要求制動力をまかなう場合には、マスタシリンダ圧またはレギュレータ圧をホイールシリンダにそのまま導入してもよい。例えば、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,増圧リニア制御弁66及び減圧リニア制御弁67を閉弁してレギュレータ圧によって各車輪に制動力を付与するようにしてもよい。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における蓄圧を有効に活用して制動力を発生させることができる。また、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て、その耐用期間を向上させることができる。なお、以下の説明においては、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、主としてホイールシリンダ圧制御系統による制動制御を「リニア制御」という。
また、ホイールシリンダ圧制御系統による制御中に、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、マニュアル液圧源を用いて機械的に制動力を付与するフェイルセーフ処理が行われる。ブレーキECU70は、このとき全ての電磁制御弁への制御電流の供給を停止する。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。
ブレーキ制御装置20は、運転者からの要求制動力を発生させる以外に例えば、各車輪の路面に対する滑りを抑制して車両の挙動を安定化させるためのABS制御、TRC(Traction Control)制御、VSC(Vehicle Stability Control)制御などを実行することができる。ABS制御は、急ブレーキ時や滑りやすい路面でブレーキをかけたときに起こるタイヤのロックを抑制するための制御である。VSC制御は、車両の旋回時における車輪の横滑りを抑制するための制御である。TRC制御は、車両の発進時や加速時に駆動輪の空転を抑制するための制御である。また、本実施形態では、いわゆるパニック状態でブレーキペダルが急激に踏み込まれるなど、急制動時における制動制御の応答性を高めるために、レギュレータアシスト(以下、「REGアシスト」と表記する)が実行される場合がある。REGアシストは、リニア制御の実行時に一時的にレギュレータカット弁65を開弁し、レギュレータ圧を追加供給するものである。すなわち、動力液圧源30の蓄圧をレギュレータ流路62からも供給することにより保持弁上流圧の上昇を促進し、液圧制御の応答性を高めるものである。分離弁60が開弁されているので、レギュレータ圧は後輪側のみならず、前輪側にも追加供給される。
ブレーキECU70は、ABS制御等を実行するために必要な演算等を行う。ブレーキECU70は、車両減速度やスリップ率等に基づいて公知の手法により算出された所定のデューティ比でABS保持弁51〜54、ABS減圧弁56〜59を個別的に反復的に開閉する。ABS保持弁51〜54が開状態であるときはABS保持弁51〜54の上流に設けられた共通の制御弁である増圧リニア制御弁66及び減圧リニア制御弁67により調圧されたブレーキフルードが各ホイールシリンダ23に供給される。また、ABS減圧弁56〜59が開状態であるときは各ホイールシリンダ23のブレーキフルードがリザーバ34へと排出される。これにより各ホイールシリンダ23に対して個別的にブレーキフルードが給排され、車輪の滑りが抑制されるよう各車輪に付与される制動力が制御される。
次に、本実施形態におけるブレーキ制御方法について詳細に説明する。ここでは、急制動時にABS制御へ移行するケースを例に説明する。
上述のように、ブレーキ制御装置20は、ブレーキペダル24の操作量に基づいて算出される要求制動力から回生制動力を減算して得られる要求液圧制動力に基づき、各ホイールシリンダ23FR〜23RLの目標液圧を算出する。ABS保持弁51〜54やABS減圧弁56〜59(「保持弁等」ともいう)が4輪について同様の動作を行うように制御される場合には、ABS保持弁51〜54の上流圧(保持弁上流圧)が各輪のホイールシリンダ圧に対応する。このため、各目標ホイールシリンダ圧は、実質的に保持弁上流圧の目標液圧になる。ブレーキ制御装置20は、保持弁上流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。
本実施形態においては急制動時にREGアシストが実行されるため、その急制動の度合いによってはホイールシリンダ圧がロック圧に対してオーバシュートしてしまう可能性がある。このような急制動時にABS制御へ移行する場合、ホイールシリンダ圧が必要以上に高まっていると最初の減圧が難しくなり、その後の増減圧制御が不安定になる可能性がある。そこで、ブレーキECU70は、REGアシストが実行されたときに所定条件下でピッチング抑制制御を実行し、ホイールシリンダ圧が過度に高くならないようにする。その際、路面状況によらず急制動状態であることを判定できるよう、車輪速以外の情報も判定パラメータとして取得する。
図2は、ブレーキ制御の制御過程の例を表すタイミングチャートである。同図の横軸は時間の経過を表し、縦軸は液圧の変化を表している。図中の一点鎖線は制御上の目標ホイールシリンダ圧を表し、実線はホイールシリンダ圧の実際の値(「実圧」という)を表している。なお、同図の例では、目標ホイールシリンダ圧は実質的に保持弁上流圧の目標液圧に一致し、実圧は実質的に保持弁上流圧の実圧に一致する。
図示の例では、時刻t1にて運転者がいわゆるパニックブレーキによりブレーキペダル24を急激に踏み込んだため、リニア制御が開始されている。急制動であるため目標液圧の増圧勾配が大きくなっている。ブレーキECU70は、実圧の増圧勾配が急制動の判定基準として予め設定したアシスト実行基準値以上となるREGアシスト条件が成立したため、時刻t2にてREGアシストを実行している。すなわち、増圧リニア制御弁66を開弁状態に保持しつつ、レギュレータカット弁65を開弁して2つの経路からブレーキフルードを供給することで、保持弁上流圧の速やかな上昇を促進している。その結果、図示のように、時刻t2以降において実圧の増圧勾配が大きくなっている。本実施の形態では「アシスト実行基準値」を100MPa/sとし、制動開始から100msの間に10MPa以上の増圧があればその基準値以上になったと判定されるが、その基準値そのものは車両の仕様により適宜設定変更することができる。
これにより実圧が上昇し、予め定めるピッチング抑制制御の開始条件が成立したため、時刻t3にてピッチング抑制制御を開始している。ここでいうピッチング抑制制御は、目標液圧の増圧勾配を制限する特別リニア制御であり、REGアシストにより液圧上昇の応答性がある程度確保された状態で実行される。図示のように、ピッチング抑制制御開始条件が成立すると、目標液圧が一旦実圧に落とされ、そこから増圧勾配を緩めることによりピッチング抑制制御が行われる。図示の例では、REGアシスト中の目標液圧の増圧勾配が80MPa/sであったところ、ピッチング抑制制御開始条件が満たされたため、目標液圧の増圧勾配が30MPa/sに変更されているが、この増圧勾配は制動状態に応じて逐次変更される。その詳細については後述する。
本実施形態においては、「ピッチング抑制制御開始条件」として、1)制動開始から時間ta以内であること(t≦ta)、2)REGアシストの実行中であること、3)車体減速度Gbが判定基準値Thgよりも大きいこと(Gb>Thg)、4)車輪のスリップ量ΔVが予め定める設定範囲にあること(Th1<ΔV<Th2)、5)車輪減速度Gwが判定基準値Thvよりも大きいこと(Gw>Thv)の各条件が設定されている。
条件1)は、急制動判定が行われるまでの時間を規制するものである。本実施形態では、急制動時に実圧が過大になる状況として運転者がパニック状態でブレーキペダル24を踏み込んだときを想定し、ピッチング抑制制御を実行する。このため、ブレーキペダル24の踏み込みが途中から大きくなるような場合、つまり制動開始からある程度時間が経過してから増圧勾配が大きくなる場合を除外するため、このピッチング抑制制御の実行開始を許容する時間的制限を設けている。本実施形態では、ストロークセンサ25によりブレーキペダル24が踏み込みが検知されてからの時間taとして150msを設定しているが、適宜設定変更可能である。
条件2)は、急制動時にREGアシストが伴うことを前提に、REGアシスト中であることを条件の一つとしたものである。本実施形態ではREGアシストの実行条件、つまり実圧の増圧勾配が上記アシスト実行基準値以上となったことでこの条件2)が満たされたと判定される。変形例においては、ブレーキECU70がREGアシストを実行している、つまり増圧リニア制御弁66およびレギュレータカット弁65に開弁指令信号を出力していることをもって条件2)が満たされたと判定してもよい。
条件3)は、急制動状態の判定に際して、制動制御が実際に機能していることを車両に搭載されたGセンサの検出値により確認するものである。この条件3)は、実圧の増圧勾配を早く追いすぎないようにするものであり、同条件の具備を前提に条件2)の成立が判定される。
条件4)は、ABS制御が実行される直前の状態であること、つまり車輪のスリップが大きくなりつつあることを判定するものである。したがって、その設定範囲の上限値Th2は、ABS制御への移行条件となるスリップ量(スリップ率)よりも所定量小さくなっている。下限値Th1には、スリップの発生そのものを判定できる値が適宜設定される。スリップ量は、4つの車輪速から推定される車体速度(「推定車速」という)と、各車輪速との差を求めることにより算出される。推定車速は4輪の車輪速から推定されるものであり、例えば転動輪の車輪速の高いほうを選択するなど、公知の手法により算出される。
条件5)は、車輪減速度Gwがその判定基準値Thvを超えることで、スリップが成長していることを判定するものである。判定基準値Thvには、乾いた路面における通常の制動時に発生が想定される減速度よりも大きな値が設定される。車輪減速度Gwは、車輪速の微分演算により算出される。
図示のように、時刻t3にて目標液圧の増圧勾配が切り替えられると、それと同時にレギュレータカット弁65が閉弁され、増圧リニア制御弁66を介した経路によるリニア制御に切り替えられる。ただし、増圧勾配が制限されているので、適宜「特別リニア制御」という。このとき、実圧は徐々にロック圧に向かって上昇するが、車輪のロックを防止するためにABS制御が開始される。
一方、以上のピッチング抑制制御には、これを終了させるためのピッチング抑制制御終了条件も設定されている。本実施形態では、ピッチング抑制制御が開始されてから所定時間tbが経過したこと、またはABS制御が開始されたことをその条件としている。すなわち、ここではABS制御への移行を条件とするピッチング抑制制御を行っているため、ABS制御が開始されると、そのピッチング抑制制御を終了させる。実圧がABS制御開始の基準液圧に達すると減圧がなされ、その後、増減圧が繰り返される。ABS制御そのものについては公知の技術を用いるため、ここではその説明を省略する。一方、ピッチング抑制制御が実行されたものの、ABS制御に入る可能性が低い場合には、一旦その処理を終了させる。本実施形態では、ピッチング抑制制御が開始されてからの時間tbとして150msを設定しているが、適宜設定変更可能である。
図3は、特別リニア制御において用いられる制御マップの概念図である。なお、実際には同図より複雑に細分化された制御マップが用いられるが、同図においては説明の便宜上、制御マップを簡略表記している。
上述した特別リニア制御においては、ピッチング抑制制御の状態に応じて目標液圧の増圧勾配が逐次切り替えられる。すなわち、本実施形態では図示の制御マップに示されるように、目標液圧の増圧勾配が、車輪のスリップ量とピッチング抑制制御開始からの経過時間とをパラメータとして切り替えられる。図示の例では、スリップ量ΔVについて上側基準値VHと下側基準値VLとが設定されている。両基準値VL,VHは、ピッチング抑制制御開始条件としてのスリップ量の範囲、つまり下限値Th1および上限値Th2により規定される設定範囲に含まれる。スリップ量ΔVが小さいほど、相対的に増圧勾配が大きくなっている。つまり、スリップ量ΔVが小さい場合に勾配を抑えすぎると制動距離が長くなるため、その増圧勾配の制限を緩和する。図示の例では、Level0からLevel2にかけて増圧勾配が大きくなり、また、Level3からLevel5にかけて増圧勾配が大きくなる。なお、基準値VL,VHは、車両における制動時の車輪速の落ち込みの特性や、スリップの出やすさなどに応じて適宜設定する。ABS制御への移行条件となるスリップ量を基準に設定し、そのABS制御での基準値に近づくほど勾配を寝かせるようにしている。
一方、ピッチング抑制制御開始からの経過時間が時間t0以上になると、相対的に増圧勾配が大きくなっている。ここでは、ABS制御の開始直前の減圧が抑制されればよいため、液圧が上がらない状態を必要以上に長くして制動距離を長くしないようにする。図示の例では、Level0よりもLevel3のほうが増圧勾配が大きくなり、Level1よりもLevel4のほうが増圧勾配が大きくなり、Level2よりもLevel5のほうが増圧勾配が大きくなっている。
図4は、ブレーキ制御処理を示すフローチャートである。
ブレーキECU70は、同図に示される処理をリニア制御の実行中に例えば数msecの周期で繰り返し実行する。ブレーキECU70は、ピッチング抑制制御が開始されていない状態で(S10のN)、運転者によるブレーキペダル24の踏み込みによる制動要求があれば(S20のY)、レギュレータカット弁65を閉弁させる(S30)。このとき、急制動により上述したREGアシスト条件が成立すると(S40のY)、レギュレータカット弁65を開弁させてREGアシスト制御を実行する(S50)。すなわち、増圧リニア制御弁66によるリニア制御に対してREGアシストを行い、保持弁上流圧の昇圧を促進する。S20において運転者による制動要求がなければ(S20のN)、S30以降の処理をスキップして本処理を一旦終了する。
S50にてREGアシスト制御へ移行した結果、上述したピッチング抑制制御開始条件が成立すると(S60のY)、ピッチング抑制制御を実行する。すなわち、レギュレータカット弁65を閉弁させるとともに(S70)、目標液圧を実圧にシフトし(S80)、上述した特別リニア制御を実行する(S90)。これにより、目標液圧の液圧勾配(増圧勾配)を制限する。一方、S60においてピッチング抑制制御開始条件が成立していなければ(S60のN)、S70以降の処理をスキップして本処理を一旦終了し、REGアシスト制御を継続する。
ピッチング抑制制御の実行中は(S10のY)、ピッチング抑制制御終了条件が成立しない限り(S100のN)、S90へ移行して特別リニア制御を継続する。そして、ピッチング抑制制御終了条件が成立すると(S100のY)、液圧勾配の制限を行わない通常のリニア制御に復帰する(S110)。S40においてREGアシスト条件が成立していなければ(S40のN)、S110へ移行して通常のリニア制御を継続する。S100においてピッチング抑制制御終了条件が成立していなければ(S100のN)、S110をスキップして本処理を一旦終了する。
以上に説明したように、本実施形態においては、制動開始からの時間、REGアシストの実行の有無、車体減速度の大きさ、車輪のスリップ量の大きさ、および車輪減速度の各パラメータに基づきピッチング抑制制御開始条件の成立の有無を判定し、その条件成立により特別リニア制御に移行させるようにした。このように、ピッチング抑制制御開始条件としてパラメータを複数設定することで、急制動およびその抑制制御の必要性を精度良く判定でき、続くABS制御等につなげることができる。
本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。
20 ブレーキ制御装置、 23 ホイールシリンダ、 27 マスタシリンダユニット、 30 動力液圧源、 32 マスタシリンダ、 33 レギュレータ、 34 リザーバ、 35 アキュムレータ、 37 マスタ配管、 38 レギュレータ配管、 39 アキュムレータ配管、 40 液圧アクチュエータ、 41 個別流路、 43 個別流路、 45 主流路、 46 減圧用流路、 51 ABS保持弁、 55 リザーバ流路、 56 ABS減圧弁、 60 分離弁、 61 マスタ流路、 62 レギュレータ流路、 63 アキュムレータ流路、 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、 70 ブレーキECU、 72 アキュムレータ圧センサ、 73 制御圧センサ、 77 リザーバ配管。