JP6325493B2 - 車両用制動装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両用制動装置に関する。
車両用制動装置には、マスタシリンダとホイールシリンダとの間に、マスタ室内の液圧であるマスタ圧を調圧してホイールシリンダに出力するアクチュエータが配置されている。例えば、4つのホイールシリンダは、アクチュエータにより、別個に調圧される。これにより、例えばABS(アンチロックブレーキシステム)のように、状況に応じて適切に各ホイール圧(ホイールシリンダの圧力)が制御される。また、車両用制動装置には、マスタピストンを駆動させてマスタ圧の制御を行う駆動部が設けられている。駆動部及びアクチュエータ(ABS)を備える車両用制動装置としては、例えば特開2014−19172号公報に記載されている。
特開2014−19172号公報
このようにアクチュエータを備える車両用制動装置では、アクチュエータの駆動により、マスタシリンダ側の油量が変化し、マスタ圧が脈動(振動)する傾向がある。そして、駆動部は、当該マスタ圧の脈動に対しても、目標のマスタ圧になるように反応する。つまり、マスタ圧の脈動に対して、駆動部が作動し、このマスタ圧の脈動の周期が短くなるほど、駆動部の作動数が多くなり、駆動部が作動過多状態になるおそれがある。このような車両用制動装置では、駆動部の各部品の耐久性の面で改良の余地がある。
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、駆動部の作動過多を適切に抑制することができる車両用制動装置を提供することを目的とする。
本発明の車両用制動装置は、マスタピストンを駆動する駆動部を有する液圧発生部と、前記液圧発生部とホイールシリンダとの間に設けられ、マスタ室内の液圧であるマスタ圧を調圧して前記ホイールシリンダに出力するアクチュエータと、制御対象室内の液圧である制御対象圧が、前記制御対象圧の目標値に基づいて設定される不感帯内である場合に、前記駆動部の駆動力を維持する制御部と、を備え、前記制御対象圧が前記マスタ圧の変動に応じて変動し、前記アクチュエータの作動に伴って前記マスタ圧に脈動が生じる車両用制動装置であって、前記制御対象室の単位容積変化に必要な圧力変化である剛性に関連する剛性情報を取得する剛性情報取得部と、前記剛性情報取得部により取得されている前記剛性情報に基づいて、前記制御対象室の剛性が高いほど、又は前記制御対象室の剛性が高くなる蓋然性が高いほど、前記不感帯を広く設定する不感帯設定部と、を備え、前記制御対象室の剛性は、前記制御対象圧が高いほど高くなり、前記アクチュエータは、アンチロックブレーキシステムを構成し、前記剛性情報取得部は、前記剛性情報として、前記制御対象室の剛性が高くなる蓋然性の判断材料である、走行路面の摩擦係数に関連する路面情報を取得し、前記不感帯設定部は、前記路面情報に基づいて、前記摩擦係数が低いほど前記不感帯を広く設定する
マスタ圧は、制御対象室の剛性が高いほど、アクチュエータの調圧の影響を受けやすく、脈動しやすい。本発明によれば、剛性情報に基づき、制御対象室の剛性の高さに応じて不感帯が広くなる。これにより、マスタ圧が脈動しやすい状態において、駆動部の駆動力を維持する制御が実行されやすくなり、駆動部の作動数を抑え、駆動部の作動過多を抑制することが可能となる。
本実施形態の車両用制動装置の構成を示す構成図である。 電磁弁の一例を説明するための概念図である。 本実施形態のレギュレータの構成を示す断面図である。 本実施形態の第1パイロット室4DのPV特性を説明するための説明図である。 本実施形態の不感帯拡大制御を説明するためのフローチャートである。 本実施形態の不感帯拡大制御を説明するための説明図である。 本実施形態の不感帯拡大制御を説明するための説明図である。 制御対象室のPV特性の他の例を説明するための説明図である。
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、説明に用いる各図は概念図であり、各部の形状は必ずしも厳密なものではない場合がある。図1に示すように、第一実施形態の車両用制動装置は、車輪5FR,5FL,5RR,5RLに液圧制動力を発生させる液圧制動力発生装置BFと、液圧制動力発生装置BFを制御するブレーキECU6と、を備えている。
(液圧制動力発生装置BF)
液圧制動力発生装置BFは、図1に示すように、マスタシリンダ1と、反力発生装置2と、第1制御弁22と、第2制御弁23と、サーボ圧発生装置(「駆動部」に相当する)4と、アクチュエータ5と、ホイールシリンダ541〜544と、各種センサ71〜76と、を備えている。マスタシリンダ1とサーボ圧発生装置4は、「液圧発生部」に相当する。
(マスタシリンダ1)
マスタシリンダ1は、ブレーキペダル10の操作量に応じて作動液をアクチュエータ5に供給する部位であり、メインシリンダ11、カバーシリンダ12、入力ピストン13、第1マスタピストン14、および第2マスタピストン15等により構成されている。ブレーキペダル10は、運転手がブレーキ操作可能なブレーキ操作手段であれば良い。
メインシリンダ11は、前方が閉塞されて後方に開口する有底略円筒状のハウジングである。メインシリンダ11の内周側の後方寄りに、内向きフランジ状に突出する内壁部111が設けられている。内壁部111の中央は、前後方向に貫通する貫通孔111aとされている。また、メインシリンダ11の内部の内壁部111よりも前方に、内径がわずかに小さくなっている小径部位112(後方)、113(前方)が設けられている。つまり、小径部位112、113は、メインシリンダ11の内周面から内向き環状に突出している。メインシリンダ11の内部には、小径部位112に摺接して軸方向に移動可能に第1マスタピストン14が配設されている。同様に、小径部位113に摺接して軸方向に移動可能に第2マスタピストン15が配設されている。
カバーシリンダ12は、略円筒状のシリンダ部121、蛇腹筒状のブーツ122、およびカップ状の圧縮スプリング123で構成されている。シリンダ部121は、メインシリンダ11の後端側に配置され、メインシリンダ11の後側の開口に同軸的に嵌合されている。シリンダ部121の前方部位121aの内径は、内壁部111の貫通孔111aの内径よりも大きい。また、シリンダ部121の後方部位121bの内径は、前方部位121aの内径よりも小さい。
防塵用のブーツ122は蛇腹筒状で前後方向に伸縮可能であり、その前側でシリンダ部121の後端側開口に接するように組み付けられている。ブーツ122の後方の中央には貫通孔122aが形成されている。圧縮スプリング123は、ブーツ122の周りに配置されるコイル状の付勢部材であり、その前側がメインシリンダ11の後端に当接し、後側はブーツ122の貫通孔122aに近接するように縮径されている。ブーツ122の後端および圧縮スプリング123の後端は、操作ロッド10aに結合されている。圧縮スプリング123は、操作ロッド10aを後方に付勢している。
入力ピストン13は、ブレーキペダル10の操作に応じてカバーシリンダ12内を摺動するピストンである。入力ピストン13は、前方に底面を有し後方に開口を有する有底略円筒状のピストンである。入力ピストン13の底面を構成する底壁131は、入力ピストン13の他の部位よりも径が大きくなっている。入力ピストン13は、シリンダ部121の後方部位121bに軸方向に摺動可能かつ液密的に配置され、底壁131がシリンダ部121の前方部位121aの内周側に入り込んでいる。
入力ピストン13の内部には、ブレーキペダル10に連動する操作ロッド10aが配設されている。操作ロッド10aの先端のピボット10bは、入力ピストン13を前側に押動できるようになっている。操作ロッド10aの後端は、入力ピストン13の後側の開口およびブーツ122の貫通孔122aを通って外部に突出し、ブレーキペダル10に接続されている。ブレーキペダル10が踏み込み操作されたときに、操作ロッド10aは、ブーツ122および圧縮スプリング123を軸方向に押動しながら前進する。操作ロッド10aの前進に伴い、入力ピストン13も連動して前進する。
第1マスタピストン14は、メインシリンダ11の内壁部111に軸方向に摺動可能に配設されている。第1マスタピストン14は、前方側から順番に加圧筒部141、フランジ部142、および突出部143が一体となって形成されている。加圧筒部141は、前方に開口を有する有底略円筒状に形成され、メインシリンダ11の内周面との間に間隙を有し、小径部位112に摺接している。加圧筒部141の内部空間には、第2マスタピストン15との間にコイルばね状の付勢部材144が配設されている。付勢部材144により、第1マスタピストン14は後方に付勢されている。換言すると、第1マスタピストン14は、設定された初期位置に向けて付勢部材144により付勢されている。
フランジ部142は、加圧筒部141よりも大径で、メインシリンダ11の内周面に摺接している。突出部143は、フランジ部142よりも小径で、内壁部111の貫通孔111aに液密に摺動するように配置されている。突出部143の後端は、貫通孔111aを通り抜けてシリンダ部121の内部空間に突出し、シリンダ部121の内周面から離間している。突出部143の後端面は、入力ピストン13の底壁131から離間し、その離間距離は変化し得るように構成されている。
ここで、メインシリンダ11の内周面、第1マスタピストン14の加圧筒部141の前側、および第2マスタピストン15の後側により、「第1マスタ室1D」が区画されている。また、メインシリンダ11の内周面(内周部)と小径部位112と内壁部111の前面、および第1マスタピストン14の外周面により、第1マスタ室1Dよりも後方の後方室が区画されている。第1マスタピストン14のフランジ部142の前端部および後端部は後方室を前後に区分しており、前側に「第2液圧室1C」が区画され、後側に「サーボ室1A」が区画されている。第2液圧室1Cは、第1マスタピストン14の前進により容積が減少し第1マスタピストン14の後退により容積が増加する。また、メインシリンダ11の内周部、内壁部111の後面、シリンダ部121の前方部位121aの内周面(内周部)、第1マスタピストン14の突出部143(後端部)、および入力ピストン12の前端部により「第1液圧室1B」が区画されている。
第2マスタピストン15は、メインシリンダ11内の第1マスタピストン14の前方側に、小径部位113に摺接して軸方向に移動可能に配置されている。第2マスタピストン15は、前方に開口を有する筒状の加圧筒部151、および加圧筒部151の後側を閉塞する底壁152が一体となって形成されている。底壁152は、第1マスタピストン14との間に付勢部材144を支承している。加圧筒部151の内部空間には、メインシリンダ11の閉塞された内底面111dとの間に、コイルばね状の付勢部材153が配設されている。付勢部材153により、第2マスタピストン15は後方に付勢されている。換言すると、第2マスタピストン15は、設定された初期位置に向けて付勢部材153により付勢されている。メインシリンダ11の内周面、内底面111d、および第2マスタピストン15により、「第2マスタ室1E」が区画されている。
マスタシリンダ1には、内部と外部を連通させるポート11a〜11iが形成されている。ポート11aは、メインシリンダ11のうち内壁部111よりも後方に形成されている。ポート11bは、ポート11aと軸方向の同様の位置に、ポート11aに対向して形成されている。ポート11aとポート11bは、メインシリンダ11の内周面とシリンダ部121の外周面との間の環状空間を介して連通している。ポート11aおよびポート11bは、配管161に接続され、かつリザーバ171(低圧力源)に接続されている。
また、ポート11bは、シリンダ部121および入力ピストン13に形成された通路18により第1液圧室1Bに連通している。通路18は入力ピストン13が前進すると遮断され、これによって第1液圧室1Bとリザーバ171とが遮断される。
ポート11cは、内壁部111より後方かつポート11aよりも前方に形成され、第1液圧室1Bと配管162とを連通させている。ポート11dは、ポート11cよりも前方に形成され、サーボ室1Aと配管163とを連通させている。ポート11eは、ポート11dよりも前方に形成され、第2液圧室1Cと配管164とを連通させている。
ポート11fは、小径部位112の両シール部材91、92の間に形成され、リザーバ172とメインシリンダ11の内部とを連通している。ポート11fは、第1マスタピストン14に形成された通路145を介して第1マスタ室1Dに連通している。通路145は、第1マスタピストン14が前進するとポート11fと第1マスタ室1Dが遮断される位置に形成されている。ポート11gは、ポート11fよりも前方に形成され、第1マスタ室1Dと配管51とを連通させている。
ポート11hは、小径部位113の両シール部材93、94の間に形成され、リザーバ173とメインシリンダ11の内部とを連通させている。ポート11hは、第2マスタピストン15の加圧筒部151に形成された通路154を介して第2マスタ室1Eに連通している。通路154は、第2マスタピストン15が前進するとポート11hと第2マスタ室1Eが遮断される位置に形成されている。ポート11iは、ポート11hよりも前方に形成され、第2マスタ室1Eと配管52とを連通させている。
また、マスタシリンダ1内には、適宜、Oリング等のシール部材が配置されている。シール部材91、92は、小径部位112に配置され、第1マスタピストン14の外周面に液密的に当接している。同様に、シール部材93、94は、小径部位113に配置され、第2マスタピストン15の外周面に液密的に当接している。また、入力ピストン13とシリンダ部121との間にもシール部材95、96が配置されている。
ストロークセンサ71は、運転者によりブレーキペダル10が操作された操作量(ストローク)を検出するセンサであり、検出信号をブレーキECU6に送信する。ブレーキストップスイッチ72は、運転者によるブレーキペダル10の操作の有無を2値信号で検出するスイッチであり、検出信号をブレーキECU6に送信する。
(反力発生装置2)
反力発生装置2は、ブレーキペダル10が操作されたとき操作力に対抗する反力を発生する装置であり、ストロークシミュレータ21を主にして構成されている。ストロークシミュレータ21は、ブレーキペダル10の操作に応じて第1液圧室1Bおよび第2液圧室1Cに反力液圧を発生させる。ストロークシミュレータ21は、シリンダ211にピストン212が摺動可能に嵌合されて構成されている。ピストン212は圧縮スプリング213によって後方に付勢されており、ピストン212の後面側に反力液圧室214が形成される。反力液圧室214は、配管164およびポート11eを介して第2液圧室1Cに接続され、さらに、反力液圧室214は、配管164を介して第1制御弁22および第2制御弁23に接続されている。
(第1制御弁22)
第1制御弁22は、非通電状態で閉じる構造の電磁弁であり、ブレーキECU6により開閉が制御される。第1制御弁22は、配管164と配管162との間に接続されている。ここで、配管164はポート11eを介して第2液圧室1Cに連通し、配管162はポート11cを介して第1液圧室1Bに連通している。また、第1制御弁22が開くと第1液圧室1Bが開放状態になり、第1制御弁22が閉じると第1液圧室1Bが密閉状態になる。したがって、配管164および配管162は、第1液圧室1Bと第2液圧室1Cとを連通するように設けられている。
第1制御弁22は通電されていない非通電状態で閉じており、このとき第1液圧室1Bと第2液圧室1Cとが遮断される。これにより、第1液圧室1Bが密閉状態になって作動液の行き場がなくなり、入力ピストン13と第1マスタピストン14とが一定の離間距離を保って連動する。また、第1制御弁22は通電された通電状態では開いており、このとき第1液圧室1Bと第2液圧室1Cとが連通される。これにより、第1マスタピストン14の進退に伴う第1液圧室1Bおよび第2液圧室1Cの容積変化が、作動液の移動により吸収される。
圧力センサ73は、第2液圧室1Cおよび第1液圧室1Bの反力液圧を検出するセンサであり、配管164に接続されている。圧力センサ73は、第1制御弁22が閉状態の場合には第2液圧室1Cの圧力を検出し、第1制御弁22が開状態の場合には連通された第1液圧室1Bの圧力も検出することになる。圧力センサ73は、検出信号をブレーキECU6に送信する。
(第2制御弁23)
第2制御弁23は、非通電状態で開く構造の電磁弁であり、ブレーキECU6により開閉が制御される。第2制御弁23は、配管164と配管161との間に接続されている。ここで、配管164はポート11eを介して第2液圧室1Cに連通し、配管161はポート11aを介してリザーバ171に連通している。したがって、第2制御弁23は、第2液圧室1Cとリザーバ171との間を非通電状態で連通して反力液圧を発生させず、通電状態で遮断して反力液圧を発生させる。
(サーボ圧発生装置4)
サーボ圧発生装置4は、減圧弁41、増圧弁42、圧力供給部43、およびレギュレータ44等で構成されている。減圧弁41は、非通電状態で開く常開型の電磁弁(常開弁)であり、ブレーキECU6により流量(又は圧力)が制御される。減圧弁41の一方は配管411を介して配管161に接続され、減圧弁41の他方は配管413に接続されている。つまり、減圧弁41の一方は、配管411、161、およびポート11a、11bを介してリザーバ171に連通している。減圧弁41は、閉弁することで、後述する第1パイロット室4Dから作動液が流出することを阻止する。なお、リザーバ171とリザーバ434とは、図示していないが連通している。リザーバ171とリザーバ434が同一のリザーバであっても良い。
増圧弁42は、非通電状態で閉じる常閉型の電磁弁(常閉弁)であり、ブレーキECU6により流量(又は圧力)が制御されている。増圧弁42の一方は配管421に接続され、増圧弁42の他方は配管422に接続されている。
ここで、減圧弁41に用いられる常開型の電磁弁の一例を、模式的に説明する。電磁弁(減圧弁41)は、図2に示すように、弁部材aと、弁座bと、弁部材aを開弁側(弁座bから離れる方向)に付勢するスプリングcと、電流が導通することで弁部材aを閉弁側に押す電磁駆動力を発生するコイル(ソレノイド)dと、を備えている。コイルdに流れる電流が閉弁電流未満の場合には、スプリングcの付勢力により弁部材aと弁座bとが離間しており、電磁弁は開弁状態となっている。コイルdに閉弁電流以上の電流が流れると、コイルdに発生する弁部材aを閉弁側に押す電磁駆動力が、スプリングcの付勢力と、電磁弁の出入口間の差圧に応じた差圧作用力との和よりも大きくなり、弁部材aが弁座bに当接し、電磁弁が閉弁する。閉弁電流(閉弁させるための最小の制御電流)は、電磁弁の出入口間の差圧で決まる。
このように、減圧弁41及び増圧弁42は、コイルdに電流を流すことにより発生する電磁駆動力と、スプリングcの付勢力と、電磁弁の出入口間の差圧に応じた差圧作用力とのつりあい関係により開閉が決まり、コイルdに供給される電流(制御電流)により制御される。なお、付勢力と電磁駆動力の向きは、電磁弁の構造(常開弁や常閉弁等)により様々である。
圧力供給部43は、レギュレータ44に主に高圧の作動液を供給する部位である。圧力供給部43は、アキュムレータ(高圧力源)431、液圧ポンプ432、モータ433、およびリザーバ434等で構成されている。
アキュムレータ431は、高圧の作動液を蓄積するタンクである。アキュムレータ431は、配管431aによりレギュレータ44および液圧ポンプ432に接続されている。液圧ポンプ432は、モータ433によって駆動され、リザーバ434に貯留された作動液を、アキュムレータ431に圧送する。配管431aに設けられた圧力センサ75は、アキュムレータ431のアキュムレータ液圧を検出し、検出信号をブレーキECU6に送信する。アキュムレータ液圧は、アキュムレータ431に蓄積された作動液の蓄積量に相関する。
アキュムレータ液圧が所定値以下に低下したことが圧力センサ75によって検出されると、ブレーキECU6からの指令に基づいてモータ433が駆動される。これにより、液圧ポンプ432は、アキュムレータ431に作動液を圧送して、アキュムレータ液圧を所定値以上に回復する。
レギュレータ44は、図3に示すように、シリンダ441、ボール弁442、付勢部443、弁座部444、制御ピストン445、およびサブピストン446等で構成されている。シリンダ441は、一方(図面右側)に底面をもつ略有底円筒状のシリンダケース441aと、シリンダケース441aの開口(図面左側)を塞ぐ蓋部材441bと、で構成されている。シリンダケース441aには、内部と外部を連通させる複数のポート4a〜4hが形成されている。蓋部材441bも、略有底円筒状に形成されており、筒状部の複数のポート4a〜4hに対向する各部位に各ポートが形成されている。
ポート4aは、配管431aに接続されている。ポート4bは、配管422に接続されている。ポート4cは、配管163に接続されている。配管163は、サーボ室1Aとポート4cとを接続している。ポート4dは、配管414を介してリザーバ434に接続されている。ポート4eは、配管424に接続され、さらにリリーフバルブ423を経由して配管422に接続されている。ポート4fは、配管413に接続されている。ポート4gは、配管421に接続されている。ポート4hは、配管51から分岐した配管511に接続されている。なお、配管414は、配管161に接続されていても良い。
ボール弁442は、ボール型の弁であり、シリンダ441内部のシリンダケース441aの底面側(以下、シリンダ底面側とも称する)に配置されている。付勢部443は、ボール弁442をシリンダケース441aの開口側(以下、シリンダ開口側とも称する)に付勢するバネ部材であって、シリンダケース441aの底面に設置されている。弁座部444は、シリンダケース441aの内周面に設けられた壁部材であり、シリンダ開口側とシリンダ底面側を区画している。弁座部444の中央には、区画したシリンダ開口側とシリンダ底面側を連通させる貫通路444aが形成されている。弁座部444は、付勢されたボール弁442が貫通路444aを塞ぐ形で、ボール弁442をシリンダ開口側から保持している。貫通路444aのシリンダ底面側の開口部には、ボール弁442が離脱可能に着座(当接)する弁座面444bが形成されている。
ボール弁442、付勢部443、弁座部444、およびシリンダ底面側のシリンダケース441aの内周面で区画された空間を「第1室4A」とする。第1室4Aは、作動液で満たされており、ポート4aを介して配管431aに接続され、ポート4bを介して配管422に接続されている。
制御ピストン445は、略円柱状の本体部445aと、本体部445aよりも径が小さい略円柱状の突出部445bとからなっている。本体部445aは、シリンダ441内において、弁座部444のシリンダ開口側に、同軸的且つ液密的に、軸方向に摺動可能に配置されている。本体部445aは、図示しない付勢部材によりシリンダ開口側に付勢されている。本体部445aのシリンダ軸方向略中央には、両端が本体部445a周面に開口した径方向(図面上下方向)に延びる通路445cが形成されている。通路445cの開口位置に対応したシリンダ441の一部の内周面は、ポート4dが形成されているとともに、凹状に窪んでいる。この窪んだ空間を「第3室4C」とする。
突出部445bは、本体部445aのシリンダ底面側端面の中央からシリンダ底面側に突出している。突出部445bの径は、弁座部444の貫通路444aよりも小さい。突出部445bは、貫通路444aと同軸上に配置されている。突出部445bの先端は、ボール弁442からシリンダ開口側に所定間隔離れている。突出部445bには、突出部445bのシリンダ底面側端面中央に開口したシリンダ軸方向に延びる通路445dが形成されている。通路445dは、本体部445a内にまで延伸し、通路445cに接続している。
本体部445aのシリンダ底面側端面、突出部445bの外周面、シリンダ441の内周面、弁座部444、およびボール弁442によって区画された空間を「第2室4B」とする。第2室4Bは、突出部445bとボール弁442とが当接していない状態で、通路445d,445c、および第3室4Cを介してポート4d、4eに連通している。
サブピストン446は、サブ本体部446aと、第1突出部446bと、第2突出部446cとからなっている。サブ本体部446aは、略円柱状に形成されている。サブ本体部446aは、シリンダ441内において、本体部445aのシリンダ開口側に、同軸的且つ液密的、軸方向に摺動可能に配置されている。また、サブピストン446のシリンダ底面側の端部には、ダンパ機構Zが設けられている。
第1突出部446bは、サブ本体部446aより小径の略円柱状であり、サブ本体部446aのシリンダ底面側の端面中央から突出している。第1突出部446bは、本体部445aのシリンダ開口側端面に当接している。第2突出部446cは、第1突出部446bと同形状であり、サブ本体部446aのシリンダ開口側の端面中央から突出している。第2突出部446cは、蓋部材441bと当接している。
サブ本体部446aのシリンダ底面側の端面、第1突出部446bの外周面、制御ピストン445のシリンダ開口側の端面、およびシリンダ441の内周面で区画された空間を「第1パイロット室4D」とする。第1パイロット室4Dは、ポート4fおよび配管413を介して減圧弁41に連通し、ポート4gおよび配管421を介して増圧弁42に連通している。また、ダンパ機構Zは、ストロークシミュレータ21のような構成であり、サブピストン446の第1パイロット室4Dに面する壁部に設けられている。ダンパ機構Zは、付勢部材Z1で第1パイロット室4Dに向けて付勢されたピストン部Z2を備えている。ダンパ機構Zにより、第1パイロット室4Dの剛性は、PV特性により、第1パイロット室4Dの圧力(「パイロット圧」とも称する)に応じて変化する。
一方、サブ本体部446aのシリンダ開口側の端面、第2突出部446cの外周面、蓋部材441b、およびシリンダ441の内周面で区画された空間を「第2パイロット室4E」とする。第2パイロット室4Eは、ポート4hおよび配管511、51を介してポート11gに連通している。各室4A〜4Eは、作動液で満たされている。圧力センサ74は、サーボ室1Aに供給されるサーボ圧を検出するセンサであり、配管163に接続されている。圧力センサ74は、検出信号をブレーキECU6に送信する。
このように、レギュレータ44は、パイロット圧に対応する力とサーボ圧に対応する力との差によって駆動される制御ピストン445を有し、制御ピストン445の移動に伴って第1パイロット室4Dの容積が変化し、第1パイロット室4Dに流入出する液体の流量が増大すると、パイロット圧に対応する力とサーボ圧に対応する力とが釣り合っている平衡状態における制御ピストン445の位置を基準とする同制御ピストン445の移動量が増大して、サーボ室1Aに流入出する液体の流量が増大するように構成されている。すなわち、レギュレータ44は、パイロット圧とサーボ圧との差圧に応じた流量の液体がサーボ室1Aに流入出するように構成されている。
(アクチュエータ5)
アクチュエータ5は、マスタ圧が発生する第1マスタ室1D及び第2マスタ室1Eと、ホイールシリンダ541〜544の間に配置されている。アクチュエータ5と第1マスタ室1Dとは配管51により連通され、アクチュエータ5と第2マスタ室1Eは配管52により連通されている。アクチュエータ5は、ブレーキECU6の指令に基づいて、ホイールシリンダ541〜544に供給される作動液圧を調整する。本実施形態のアクチュエータ5は、制動時に車輪がロックするのを防止するABS(アンチロックブレーキシステム)を構成している。概念的に、アクチュエータ5は、少なくとも、ホイールシリンダ541〜544内の作動液が排出されるリザーバ533と、マスタ室1D、1Eとホイールシリンダ541〜544との間に設けられている入口弁(後述の保持弁531に相当する)と、ホイールシリンダ541〜544とリザーバ533との間に設けられている出口弁(後述の減圧弁532に相当する)と、を有するアンチロックブレーキシステムである。アクチュエータ5は、ホイールシリンダ541〜544に対応した4チャンネルで構成されている。4チャンネルの各構成は互いに同様である。したがって、アクチュエータ5については、1つのチャンネルについて説明し、他のチャンネルについては説明を省略する。
ホイールシリンダ544に対するアクチュエータ5(1ch)は、保持弁531と、減圧弁532と、リザーバ533と、ポンプ534と、モータ535と、を備えている。保持弁531は、第1マスタ室1Dとホイールシリンダ544との間に配置されている。保持弁531は、第一開口が配管51に接続され、第二開口がホイールシリンダ544と減圧弁532の第一開口に接続された電磁弁である。保持弁531は、両開口間で差圧を発生させる電磁弁であり、非通電状態で開弁状態となる常開弁である。保持弁531の状態は、ブレーキECU6によって、両開口間を連通させる連通状態(非差圧状態)と、両開口間で差圧を発生させる差圧状態とに切り替えられる。差圧状態は、ブレーキECU6の指令に基づく制御電流の大きさにより制御できる。減圧弁532は、ホイールシリンダ544とリザーバ533の間に配置されている。減圧弁532は、ブレーキECU6の指令により、ホイールシリンダ544とリザーバ533とを連通又は遮断する。減圧弁532は、非通電状態で閉弁状態となる常閉弁である。
リザーバ533は、内部に作動液を溜めるための液圧室を有している。リザーバ533の開口は、配管を介して減圧弁532の他方開口及びポンプ534に接続されている。ポンプ534は、モータ535により駆動し、リザーバ533内の作動液をマスタシリンダ1側に戻す装置である。モータ535は、ブレーキECU6の指令により駆動する。
ここでアクチュエータ5の機能について簡単に説明する。保持弁531と減圧弁532が共に非通電状態(常用ブレーキ状態)にある場合、保持弁531が開弁状態且つ減圧弁532が閉弁状態となり、マスタ室1D、1Eとホイールシリンダ541〜544とが連通される。この場合、ホイールシリンダ541〜544内の液圧であるホイール圧は、ブレーキ操作に応じて制御(増圧制御)される。また、減圧弁532が閉弁状態で維持されたまま保持弁531の差圧状態が制御されると、保持弁531の制御に応じてホイール圧が増圧制御される。また、保持弁531が通電状態にあり減圧弁532が非通電状態(閉弁)にある場合、ホイール圧は保持される。つまり、この場合、ホイール圧は保持制御される。また、保持弁531と減圧弁532とが共に通電状態にある場合、ホイールシリンダ541〜544とリザーバ533とが連通され、ホイール圧は減圧制御される。これら保持・減圧制御によって、ホイール圧が制御され、車輪のロック状態が抑制される。アクチュエータ5によるホイール圧の調圧は、状況に応じて、ホイールシリンダ541〜544それぞれに対して別個に行われる。
(ブレーキECU6)
ブレーキECU6は、電子制御ユニットであり、マイクロコンピュータを有している。マイクロコンピュータは、バスを介してそれぞれ接続された入出力インターフェース、CPU、RAM、ROM、不揮発性メモリー等の記憶部を備えている。ブレーキECU6は、各種センサ71〜76と接続され、各電磁弁22、23、41、42、モータ433、及びアクチュエータ5等を制御する。ブレーキECU6には、ストロークセンサ71から運転者によりブレーキペダル10の操作量(ストローク量)が入力され、ブレーキストップスイッチ72から運転者によるブレーキペダル10の操作の有無が入力され、圧力センサ73から第2液圧室1Cの液圧又は第1液圧室1Bの液圧が入力され、圧力センサ74からサーボ室1Aに供給されるサーボ圧が入力され、圧力センサ75からアキュムレータ431のアキュムレータ液圧が入力され、車輪速度センサ76から各車輪5FR,5FL,5RR,5RLの速度が入力される。
(ブレーキ制御)
ここで、ブレーキECU6のブレーキ制御について説明する。ブレーキ制御は、通常の液圧制動力の制御である。すなわち、ブレーキECU6は、第1制御弁22に通電して開弁し、第2制御弁23に通電して閉弁した状態とする。第2制御弁23が閉状態となることで第2液圧室1Cとリザーバ171とが遮断され、第1制御弁22が開状態となることで第1液圧室1Bと第2液圧室1Cとが連通する。このように、ブレーキ制御は、第1制御弁22を開弁させ、第2制御弁23を閉弁させた状態で、減圧弁41及び増圧弁42を制御してサーボ室1Aのサーボ圧を制御するモードである。減圧弁41及び増圧弁42は、第1パイロット室4Dに流入出させる作動液の流量を調整する弁装置ともいえる。このブレーキ制御において、ブレーキECU6は、ストロークセンサ71で検出されたブレーキペダル10の操作量(入力ピストン13の移動量)またはブレーキペダル10の操作力(例えば、圧力センサ73で検出される液圧)から、運転者の要求制動力を算出する。そして、要求制動力に基づいて目標サーボ圧が設定され、圧力センサ74で測定されたサーボ圧である実サーボ圧を目標サーボ圧に近づけるように減圧弁41及び増圧弁42が制御される。
詳細に説明すると、ブレーキペダル10が踏まれていない状態では、上記のような状態、すなわちボール弁442が弁座部444の貫通路444aを塞いでいる状態となる。また、減圧弁41は開状態、増圧弁42は閉状態となっている。つまり、第1室4Aと第2室4Bは隔離されている。第2室4Bは、配管163を介してサーボ室1Aに連通し、互いに同圧力に保たれている。第2室4Bは、制御ピストン445の通路445c、445dを介して第3室4Cに連通している。したがって、第2室4B及び第3室4Cは、配管414、161を介してリザーバ171に連通している。第1パイロット室4Dは、一方が増圧弁42で塞がれ、他方が減圧弁41を介してリザーバ171に連通している。第1パイロット室4Dと第2室4Bとは同圧力に保たれる。第2パイロット室4Eは、配管511、51を介して第1マスタ室1Dに連通し、互いに同圧力に保たれる。
この状態から、ブレーキペダル10が踏まれると、ブレーキECU6は、目標サーボ圧に基づいて、減圧弁41及び増圧弁42を制御する。すなわち、ブレーキECU6は、減圧弁41を閉じる方向に制御し、増圧弁42を開ける方向に制御する。増圧弁42が開くことでアキュムレータ431と第1パイロット室4Dとが連通する。減圧弁41が閉じることで、第1パイロット室4Dとリザーバ171とが遮断される。アキュムレータ431から供給される高圧の作動液により、第1パイロット室4Dの圧力を上昇させることができる。第1パイロット室4Dの圧力が上昇することで、制御ピストン445がシリンダ底面側に摺動する。これにより、制御ピストン445の突出部445b先端がボール弁442に当接し、通路445dがボール弁442により塞がれる。そして、第2室4Bとリザーバ171とは遮断される。
さらに、制御ピストン445がシリンダ底面側に摺動することで、突出部445bによりボール弁442がシリンダ底面側に押されて移動し、ボール弁442が弁座面444bから離間する。これにより、第1室4Aと第2室4Bは弁座部444の貫通路444aにより連通する。第1室4Aには、アキュムレータ431から高圧の作動液が供給されており、連通により第2室4Bの圧力が上昇する。
ブレーキECU6は、ストロークセンサ71で検知された入力ピストン13の移動量(ブレーキペダル10の操作量)が大きくなる程、第1パイロット室4Dのパイロット圧が高くなるように、増圧弁42を制御するとともに、減圧弁41を閉じる。つまり、入力ピストン13の移動量(ブレーキペダル10の操作量)が大きくなる程、パイロット圧が高くなり、サーボ圧も高くなる。サーボ圧は、圧力センサ74により取得でき、パイロット圧に換算することができる。
第2室4Bの圧力上昇に伴って、それに連通するサーボ室1Aの圧力も上昇する。サーボ室1Aの圧力上昇により、第1マスタピストン14が前進し、第1マスタ室1Dの圧力が上昇する。そして、第2マスタピストン15も前進し、第2マスタ室1Eの圧力が上昇する。第1マスタ室1Dの圧力上昇により、高圧の作動液がアクチュエータ5及び第2パイロット室4Eに供給される。第2パイロット室4Eの圧力は上昇するが、第1パイロット室4Dの圧力も同様に上昇しているため、サブピストン446は移動しない。このように、アクチュエータ5に高圧(マスタ圧)の作動液が供給され、摩擦ブレーキが作動して車両が制動される。「ブレーキ制御」において第1マスタピストン14を前進させる力は、サーボ圧に対応する力に相当する。ブレーキ操作を解除する場合、反対に、減圧弁41を開状態とし、増圧弁42を閉状態として、リザーバ171と第1パイロット室4Dとを連通させる。これにより、制御ピストン445が後退し、ブレーキペダル10を踏む前の状態に戻る。
(不感帯)
目標サーボ圧には、不感帯が設定されている。不感帯は、目標サーボ圧を中央にプラス側とマイナス側で同じ幅を有している。ブレーキECU6は、ブレーキ制御において、実サーボ圧(圧力センサ74で計測された液圧)が不感帯の範囲内に入ると、実質的に目標サーボ圧に達したとして液圧制御を行う。つまり、ブレーキECU6は、実サーボ圧が不感帯の範囲内に位置する限りは、目標サーボ圧が変化しても、実サーボ圧を目標サーボ圧に追従させる制御を行わない。換言すると、ブレーキECU6は、サーボ室(「制御対象室」に相当する)1Aの液圧である実サーボ圧が、目標サーボ圧(サーボ圧の目標値)に基づいて設定される不感帯内にある場合に、サーボ圧発生装置4の駆動力を維持する。実サーボ圧が不感帯内にある場合、サーボ圧を保持しようとする保持制御が為され、実サーボ圧が不感帯の上限より高い場合、サーボ圧を減圧しようとする減圧制御が為され、実サーボ圧が不感帯の下限より低い場合、サーボ圧を増圧しようとする増圧制御が為される。サーボ圧発生装置4の駆動力は、サーボ圧(又はパイロット圧)といえる。目標サーボ圧は、運転者のブレーキ操作に応じて決定されるサーボ圧の目標値である。
(不感帯拡大制御)
ここで、ブレーキECU6による不感帯拡大制御について説明する。本実施形態の車両用制動装置は、サーボ圧がマスタ圧の変動に応じて変動し、アクチュエータ5の作動に伴ってマスタ圧に脈動が生じる構成である。ブレーキECU6は、機能として、上述のブレーキ制御を行う制御部61と、剛性情報取得部62と、不感帯設定部63と、摩擦係数推定部64と、を備えている。制御部61は、上述のように、実サーボ圧と、目標サーボ圧及び不感帯とに基づいて、減圧弁41及び増圧弁42を制御する。
剛性情報取得部62は、サーボ室1Aの剛性に関する剛性情報を取得する。具体的に、剛性情報取得部62は、剛性情報として、サーボ圧に関するサーボ圧情報(「対象圧情報」に相当する)を取得する。剛性情報取得部62は、サーボ圧情報を圧力センサ74から取得する。つまり、本実施形態において、サーボ圧情報は、圧力センサ74の値である実サーボ圧である。本実施形態では、剛性情報取得部62はフィルタ621を備えている。したがって、剛性情報取得部62が取得するサーボ圧情報は、フィルタ621を介して振幅(振動)が小さくなった情報となる。これにより、サーボ圧情報に加わる脈動を抑制し、ブレの少ない平均化された情報を利用することができる。
また、剛性情報取得部62は、剛性情報として、走行路面の摩擦係数に関連する路面情報を取得する。本実施形態において、路面情報は、摩擦係数推定部64で推定された路面の摩擦係数(μ)の情報である。つまり、剛性情報取得部62は、摩擦係数推定部64から路面情報を取得する。剛性情報取得部62は、剛性情報を不感帯設定部63に提供(送信)する。
不感帯設定部63は、剛性情報取得部62により取得されている剛性情報に基づいて、サーボ室1Aの剛性が高いほど、又はサーボ室1Aの剛性が高くなる蓋然性が高いほど、不感帯を広く設定する。サーボ室1Aの剛性は、サーボ室1Aに配管163を介して接続されたレギュレータ44の剛性の影響を受ける。つまり、サーボ室1Aの剛性は、サーボ室1A、配管163、及びレギュレータ44を含む系全体の剛性といえる。サーボ室1Aと第2室4Bは連通しており、構造上、第1パイロット室4Dと第2室4Bとは同圧力に保たれる。つまり、サーボ室1Aの剛性は、第1パイロット室4Dの剛性の影響を受ける。本実施形態において、サーボ室1A及び配管163の剛性は高く、当該系の剛性としては、ダンパ機構Zを有する第1パイロット室4Dの影響が最も大きい。つまり、サーボ室1Aの剛性は、第1パイロット室4Dの剛性として考えることができる。本実施形態のブレーキECU6は、第1パイロット室4Dの剛性をサーボ室1Aの剛性として扱うように構成されている。
第1パイロット室4Dの剛性は、ダンパ機構ZのPV特性を含む第1パイロット室4DのPV特性に基づき、パイロット圧に応じて変化する。PV特性は、例えば、圧力が高いほど剛性が高くなる特性である。パイロット圧は、実サーボ圧に対応している。したがって、サーボ圧情報(実サーボ圧)とダンパ機構ZのPV特性から、第1パイロット室4Dの剛性を算出(推定)することができる。不感帯設定部63には、系の剛性の特性(ここでは第1パイロット室4DのPV特性)が予め記憶されている。図4に示すように、第1パイロット室4DのPV特性では、圧力が高いほど剛性が高く(傾きdV/dPが小さく)なり、ピストンZ2がボトミングした後には剛性がさらに高くなる。不感帯設定部63は、剛性情報取得部62により取得されたサーボ圧情報に基づいて、当該サーボ圧情報から算出できるサーボ室1Aの剛性、すなわち第1パイロット室4Dの剛性が高いほど、不感帯が広くなるように不感帯を設定する。このようにサーボ圧情報に基づいて不感帯を広くする制御(高踏力時の制御)を、第一不感帯拡大制御と称する。
不感帯設定部63は、第一不感帯拡大制御において利用する、サーボ圧情報(実サーボ圧)と不感帯幅との対応が設定された第一マップを記憶している。不感帯設定部63は、サーボ圧情報及び第一マップに基づいて、不感帯幅を決定する。例えば、不感帯設定部63は、実サーボ圧が所定値以上となった場合、通常の不感帯幅から第一不感帯幅(第一不感帯幅>通常の不感帯幅)に変更するように設定されても良い。実サーボ圧と不感帯幅の関係は、例えば、段階的、関数的(例えば線型的や二次関数的)、又はその組み合わせでも良い。
また、車両走行中において、路面の摩擦係数が低い状況では、車輪のロックを防止するために、ABS(アクチュエータ5)が作動しやすい状況となる。摩擦係数が低い状況では、ABSが作動するため、運転者は摩擦係数が高い状況(例えば通常の道路状況)よりも感覚的にブレーキの効きが悪いと感じやすい。したがって、運転者は、摩擦係数が低い状況では、ブレーキペダル10を通常時よりも踏み込む傾向がある。このように、摩擦係数が低い場合、ブレーキペダル10が大きく踏み込まれる蓋然性が高くなる。換言すると、摩擦係数が低いほど、実サーボ圧が高くなり且つマスタ圧が高くなる蓋然性が高くなる。実サーボ圧が高くなる蓋然性が高いことは、第1パイロット室4DのPV特性から、第1パイロット室4Dの剛性が高くなる蓋然性が高いことに相当する。ここで、不感帯設定部63は、摩擦係数推定部64からの路面情報に基づき、摩擦係数が低いほど、剛性が高くなる蓋然性が高いものとして、上記同様、不感帯を広くする。このように路面情報に基づいて不感帯を広くする制御(低摩擦係数時の制御)を、第二不感帯拡大制御と称する。
不感帯設定部63は、第二不感帯拡大制御において利用する、路面情報(摩擦係数)と不感帯幅との対応が設定された第二マップを記憶している。不感帯設定部63は、路面情報及び第二マップに基づいて、不感帯幅を決定する。例えば、不感帯設定部63は、摩擦係数が所定値以下となった場合、通常の不感帯幅から第二不感帯幅(第二不感帯幅>通常の不感帯幅)に変更するように設定されても良い。摩擦係数と不感帯幅の関係は、例えば、段階的、関数的(例えば線型的や二次関数的)、又はその組み合わせでも良い。
摩擦係数推定部64は、公知の演算手法により、路面の摩擦係数を推定(演算)する。摩擦係数推定部64は、例えば、各車輪速センサ76から取得する車輪速度情報、及び/又は、車両に設けられた加速度センサ(Gセンサ)8から取得する加速度情報に基づいて、路面の摩擦係数を演算する。例えば、摩擦係数推定部64は、各車輪速度情報からスリップ率(例えば駆動輪速度と従動輪速度の速度比)の変化率を演算し、加速度情報から加速度の変化率を演算し、スリップ率の変化率と加速度の変化率に基づいて摩擦係数を推定(演算)する。摩擦係数推定部64は、推定結果を、路面情報として、剛性情報取得部62に提供(送信)する。加速度センサ8は、ブレーキECU6内に配置されても良いし、他のECU等に配置されたものを本実施形態に利用しても良い。
本実施形態の不感帯設定部63は、走行状態が低摩擦係数で且つ高踏力制動状態であるか否かの判定(推定)を、摩擦係数推定部64の推定を用いず、目標ホイール圧、目標マスタ圧(目標サーボ圧)、及び加速度情報(加速度センサ8の値)等に基づいて行っている。目標ホイール圧は、例えば、ブレーキペダル10の操作量(ストローク及び/又は踏力)と、路面に関する情報(摩擦係数等)に基づいてブレーキECU6で決定されるホイール圧の目標値である。目標ホイール圧は、ホイールシリンダ541〜544毎に設定される。
不感帯設定部63は、各ホイールシリンダ541〜544の目標ホイール圧が第一閾値より低く、目標マスタ圧(目標サーボ圧)が第二閾値より高く、車両減速度が第三閾値より低い場合、「低摩擦係数で且つ高踏力制動状態である」と判定する。この場合、不感帯設定部63は、第一又は第二不感帯拡大制御での不感帯の拡大量よりも大きい拡大量で不感帯を広くする。換言すると、この場合、不感帯設定部63は、不感帯幅を、第一不感帯幅及び第二不感帯幅よりも大きい第三不感帯幅に設定する。各閾値は、予め設定されている。このように目標ホイール圧、目標サーボ圧、及び加速度に基づいて不感帯を広くする制御(低摩擦係数且つ高踏力時の制御)を、第三不感帯拡大制御と称する。第三不感帯拡大制御において、目標ホイール圧、目標サーボ圧、及び加速度の情報が、剛性情報(路面情報を含む)といえる。本実施形態の不感帯設定部63は、マスタ圧とホイール圧との偏差が大きいほど不感帯を広く設定するといえる。
一方で、不感帯設定部63は、第三不感帯拡大制御中に、車両がベルジャン路や悪路などに乗り移った場合、第三不感帯拡大制御を中止する。つまり、このような場合、不感帯設定部63は、第三不感帯拡大制御から第一不感帯拡大制御(又は第二不感帯拡大制御)に変更し、不感帯の拡大量を小さくする。車両がベルジャン路や悪路などの特定路面状態にあるか否かの判定は、目標ホイール圧と目標マスタ圧(目標サーボ圧)の偏差により推定することができる。路面状態が低摩擦係数状態から特定路面状態に移行した場合、ABSにおけるロック圧が一時的に上昇し、必要なホイール圧が上昇する可能性がある。ロック圧が上昇し目標ホイール圧が上昇した場合、目標ホイール圧と目標サーボ圧の偏差は小さくなる。不感帯設定部63は、第三不感帯拡大制御において、目標ホイール圧と目標サーボ圧の偏差が所定閾値以下となった場合、特定路面状態に移行した判定して、第三不感帯拡大制御を中止する。本実施形態の不感帯設定部63は、マスタ圧とホイール圧との偏差が小さいほど不感帯を狭く設定するといえる。
ここで、本実施形態の不感帯拡大制御の流れの一例について図5を参照して説明する。まず、剛性情報取得部62は、剛性情報(実サーボ圧、摩擦係数、目標ホイール圧、目標サーボ圧、及び加速度)を取得する(S101)。ここで、不感帯設定部63は、当該剛性情報に基づいて、車両の状態が、第一不感帯拡大制御の対象状態及び第三不感帯拡大制御の対象状態の少なくとも一方に該当するか否かを判定する(S102)。具体的に、不感帯設定部63は、「実サーボ圧が所定値以上であるか否か」及び「各車輪の目標ホイール圧が第一閾値より低く、目標サーボ圧が第二閾値より高く、且つ車両減速度が第三閾値より低いか否か」を判定する。実サーボ圧が所定値以上である場合は、車両の状態が第一不感帯拡大制御の対象状態に該当する。また、各車輪の目標ホイール圧が第一閾値より低く、目標サーボ圧が第二閾値より高く、且つ車両減速度が第三閾値より低い場合は、車両の状態が第三不感帯拡大制御の対象状態に該当する。
車両の状態が第一不感帯拡大制御の対象状態及び第三不感帯拡大制御の対象状態の少なくとも一方に該当すると判定された場合(S102:Yes)、不感帯設定部63は、当該車両の状態が第三不感帯拡大制御の対象状態に該当するか否かを判定する(S103)。不感帯設定部63は、車両の状態が、第三不感帯拡大制御の対象状態にのみ該当する場合、及び第三不感帯拡大制御と第一不感帯拡大制御の両方の対象状態に該当する場合(S103:Yes)に、第三不感帯拡大制御を実行する(S104)。一方、不感帯設定部63は、車両の状態が第一不感帯拡大制御の対象状態にのみ該当する場合(S103:No)、第一不感帯拡大制御を実行する(S105)。
車両の状態が第一不感帯拡大制御の対象状態及び第三不感帯拡大制御の対象状態に該当しないと判定された場合(S102:No)、不感帯設定部63は、当該車両の状態が第二不感帯拡大制御の対象状態に該当するか否かを判定する(S106)。具体的に、不感帯設定部63は、路面情報における摩擦係数が所定値以下であるか否かを判定する。摩擦係数が所定値以下である場合、車両の状態は第二不感帯拡大制御の対象状態に該当する。車両の状態が第二不感帯拡大制御の対象状態に該当すると判定された場合(S106:Yes)、不感帯設定部63は、第二不感帯拡大制御を実行する(S107)。一方、車両の状態が第二不感帯拡大制御の対象状態に該当しないと判定された場合(S106:No)、不感帯設定部63は、不感帯を、予め設定された通常の不感帯幅(例えば通常不感帯マップに基づく不感帯幅)に設定する(S108)。ブレーキECU6は、このような不感帯拡大制御を所定時間毎に実行する。
(作用効果)
本実施形態のように、サーボ圧がマスタ圧の変動に応じて変動し、アクチュエータ5の作動に伴ってマスタ圧に脈動が生じる車両用制動装置の場合、マスタ圧の脈動に対応して実サーボ圧が脈動し、当該脈動する実サーボ圧が不感帯外となる度に、実サーボ圧を目標サーボ圧に近づけるためにサーボ圧発生装置4が作動される。つまり、マスタ圧の脈動の周期に反応して、減圧制御及び増圧制御が短時間の間に繰り返され、減圧弁41及び増圧弁42が作動過多になる可能性がある。マスタ圧の脈動は、アクチュエータ5の調圧動作(ここではABS制御)に応じて発生する。例えば、アクチュエータ5は、各ホイールシリンダ541〜544に対して独立してホイール圧を調整可能であるため、例えば、あるホイール圧は減圧制御し、その他のホイール圧は増圧制御するなども可能である。これにより、マスタ圧の脈動の周期はより短くなり、従来の構成ではそれに応じて減圧弁41及び増圧弁42の作動周期も短くなる。
例えばホイールシリンダ541のホイール圧を増圧制御する際には、ホイールシリンダ541に対応する保持弁531が開状態となり、第2マスタ室1Eからホイールシリンダ541に作動液が流れる。一方、ホイール圧を減圧制御する場合、保持弁531を閉状態とし減圧弁532を開状態として、ホイールシリンダ541〜544からリザーバ533に作動液が流れる。リザーバ533の作動液は、ポンプ534により第1マスタ室1D及び第2マスタ室1Eに戻される(ポンプバック)。このように、ABS制御(各ホイールシリンダ541〜544に対するアクチュエータ5の作動)により、第1マスタ室1D及び第2マスタ室1Eとホイールシリンダ541〜544の間で、作動液の流入出が行われ、当該作動液の流入出及び油量剛性に応じてマスタ圧が脈動する。マスタ圧に対応するサーボ圧を発生させるサーボ室1Aの剛性、すなわち第1パイロット室4Dの剛性(油量剛性)が高いほど、同じ流入出量に対する圧力変化が大きくなり、マスタ圧の脈動は大きくなる。つまり、サーボ室1Aの剛性が高いほど、減圧弁41及び増圧弁42の作動過多が発生しやすい。また、減圧弁41及び増圧弁42の作動周期が、マスタ圧の脈動の周期に追従できない場合、当該脈動(振動)が発散してしまうおそれもある。
ここで、本実施形態によれば、サーボ室1Aの剛性が高いほど又はサーボ室1Aの剛性が高くなる蓋然性が高いほど、不感帯が広くなる。例えば図6に示すように、不感帯設定部63は、剛性が高い場合又はその蓋然性が高い場合、不感帯を所定の不感帯幅(例えば第一不感帯幅、第二不感帯幅、又は第三不感帯幅)まで広くする。これにより、マスタ圧の脈動に対応する実サーボ圧の脈動が不感帯内に収まり、ブレーキECU6は、サーボ圧の保持制御を維持し、減圧弁41及び増圧弁42の作動過多は抑制される。つまり、本実施形態によれば、制御対象の部品(ここでは減圧弁41及び増圧弁42)の耐久性を向上させることができる。不感帯の拡大量は、レギュレータ44のヒステリシスなどを考慮して構造的に設定することができ、不感帯幅が想定される脈動の振幅より大きくなるように設定されている。
また、第一不感帯拡大制御のように、剛性情報として、制御対象である実サーボ圧の情報(サーボ圧情報)を利用することで、容易且つ適切にサーボ室1Aの剛性を推定することができる。また、第二不感帯拡大制御のように、ABSを備える車両用制動装置において、剛性情報として、摩擦係数に関する路面情報を利用することで、剛性が高くなる蓋然性が高いケースを容易且つ適切に検知することができる。
また、第三不感帯拡大制御のように、マスタ圧とホイール圧との偏差が大きいほど不感帯を広く設定することにより、作動液の急激な流入出が発生しうる状態において、適切に減圧弁41及び増圧弁42の作動過多を抑制することができる。例えば、マスタ圧とホイール圧の偏差が大きいほど、増圧制御時における第1マスタ室1D及び/又は第2マスタ室1Eからの作動液の流出が急となる。さらに、これにより、ホイール圧が目標ホイール圧より大きくなる可能性もあり、この場合、その後減圧制御が実行され、作動液がポンプバックされる。このように、マスタ圧とホイール圧の偏差が大きい場合、第1マスタ室1D及び第2マスタ室1Eに対する作動液の流入出が急となり、マスタ圧の脈動の振幅が大きくなりやすい。実際にマスタ圧とホイール圧の偏差が大きくなる一例は、路面の摩擦係数が低く且つブレーキペダル10への踏力が高い場合である。本実施形態によれば、目標ホイール圧、目標サーボ圧、及び加速度に基づいて当該状況を検知し、不感帯をより広くして、減圧弁41及び増圧弁42の作動過多を抑制することができる。本実施形態によれば、状況に応じて不感帯を広くすることができるといえる。
また、不感帯設定部63は、第三不感帯拡大制御中において、目標ホイール圧と目標サーボ圧の偏差に基づいて、路面状態が特定路面状態に移行したか否かを判定し、路面状態が特定路面状態に移行したと判定した場合に、第三不感帯拡大制御を中止し、不感帯を狭くする。つまり、本実施形態によれば、マスタ圧(≒サーボ圧)とホイール圧の偏差が小さいほど、不感帯を狭くする。車両が悪路などの特定路面を走行している場合、ABSのロック圧が上昇し、ホイール圧が上昇することが考えられる。その場合、不感帯を拡大したままでは、図7に示すように、マスタ圧が目標ホイール圧を達成する圧力に満たない現象が発生し得る。しかし、本実施形態によれば、第三不感帯拡大制御中に路面状態が特定路面状態に移行した場合、不感帯を狭くし、ホイール圧の増圧不足の発生を抑制することができる。この構成により、減圧弁41及び増圧弁42の作動過多を抑制しつつ、適切にABS性能が優先される。なお、図6及び図7は、上下方向が圧力を表し、左右方向が時間を表す。
(その他)
本発明の車両用制動装置は、上記実施形態に限られない。例えば、ブレーキECU6が記憶している制御部61の制御対象室(ここではサーボ室1A、第1パイロット室4D、又はそれらを含む系)の剛性の特性(PV特性)は、図8に示すように、全体的に曲線で表されるものであっても良い。また、第1パイロット室4Dにダンパ機構Zが設けられていなくても良い。また、車両用制動装置は、レギュレータ44を備えていなくても良い。この場合、例えば、サーボ室1Aに対して、直接的に、減圧弁41及び増圧弁42に相当する弁装置が設けられる。この場合、ブレーキECU6には、例えばサーボ室1Aの剛性の特性が記憶される。また、レギュレータ44の構成は、ボール弁442を用いた構成に限られず、例えばスプール弁を用いた構成であっても良い。
また、第1マスタピストン14及び第2マスタピストン15を駆動するもの(駆動部)としては、サーボ圧発生装置4に限らず、電動ブースタであっても良い。この場合、例えばボールねじ等の進退をモータ等により制御することになるが、本実施形態同様に、マスタ圧の脈動により、当該部品の作動過多が生じ得る。しかし、本発明によれば、状況に応じて不感帯が拡大され、モータ等の部品の作動過多が抑制され、例えばブラシの摩耗が抑制され、部品の耐久性を向上させることができる。
また、第三不感帯拡大制御中において、特定路面状態か否かを判定する工程を処理フローに追加しても良い。また、第一不感帯拡大制御における対象圧情報(サーボ圧情報)は、実サーボ圧でなく、目標サーボ圧、又はマスタ圧でも良い。対象圧情報としてマスタ圧を採用する場合、例えばアクチュエータ5、配管51、又は配管52に、マスタ圧を検出する圧力センサを設けても良い。また、第三不感帯拡大制御の実行判断において、目標サーボ圧、目標ホイール圧、及び加速度は、路面情報であるともいえる。剛性情報は、剛性そのものの情報に限られず、剛性に関連する情報であれば良い。路面情報は、摩擦係数そのものの情報に限られず、摩擦係数に関連する情報であれば良い。
(まとめ)
本実施形態の車両用制動装置は、以下のように記載することができる。すなわち、本実施形態の車両用制動装置は、マスタピストン14、15を駆動する駆動部4を有する液圧発生部1、4と、液圧発生部1、4とホイールシリンダ541〜544との間に設けられ、マスタ室1D、1E内の液圧であるマスタ圧を調圧してホイールシリンダ541〜544に出力するアクチュエータ5と、制御対象室1A内の液圧である制御対象圧が、制御対象圧の目標値に基づいて設定される不感帯内である場合に、駆動部4の駆動力を維持する制御部61と、を備え、制御対象圧がマスタ圧の変動に応じて変動し、アクチュエータ5の作動に伴ってマスタ圧に脈動が生じる車両用制動装置であって、制御対象室1Aの剛性に関連する剛性情報を取得する剛性情報取得部62と、剛性情報取得部62により取得されている剛性情報に基づいて、制御対象室1Aの剛性が高いほど、又は制御対象室1Aの剛性が高くなる蓋然性が高いほど、不感帯を広く設定する不感帯設定部63と、を備える。
また、剛性情報取得部62は、剛性情報として、制御対象圧に関連する対象圧情報を取得し、不感帯設定部63は、対象圧情報に基づいて、制御対象圧が高いほど不感帯を広く設定する。
また、アクチュエータ5は、アンチロックブレーキシステム(ABS)を構成し、剛性情報取得部62は、剛性情報として、走行路面の摩擦係数に関連する路面情報を取得し、不感帯設定部63は、路面情報に基づいて、摩擦係数が低いほど不感帯を広く設定する。
また、不感帯設定部63は、マスタ圧とホイールシリンダ内の液圧であるホイール圧との偏差が大きいほど、不感帯を広く設定する。また、不感帯設定部63は、マスタ圧とホイールシリンダ内の液圧であるホイール圧との偏差が小さいほど、不感帯を狭く設定する。
1:マスタシリンダ(液圧発生部)、 11:メインシリンダ、
12:カバーシリンダ、 13:入力ピストン、
14:第1マスタピストン、 15:第2マスタピストン、
1A:サーボ室(制御対象室)、 1B:第1液圧室、 1C:第2液圧室、
1D:第1マスタ室、 1E:第2マスタ室、 10:ブレーキペダル、
171:リザーバ、 2:反力発生装置、 22:第1制御弁、
23:第2制御弁、 4:サーボ圧発生装置(駆動部、液圧発生部)、 41:減圧弁、
42:増圧弁、 431:アキュムレータ、 44:レギュレータ、
445:制御ピストン、 4D:第1パイロット室、 5:アクチュエータ、
531:保持弁、 532:減圧弁、 533:リザーバ、
541、542、543、544:ホイールシリンダ、
5FR、5FL、5RR、5RL:車輪、 BF:液圧制動力発生装置、
6:ブレーキECU、 61:制御部、 62:剛性情報取得部、
63:不感帯設定部、 64:摩擦係数推定部、
71:ストロークセンサ、 72:ブレーキストップスイッチ、
73、74、75:圧力センサ、 76:車輪速度センサ、 8:加速度センサ、
Z:ダンパ機構

Claims (4)

  1. マスタピストンを駆動する駆動部を有する液圧発生部と、
    前記液圧発生部とホイールシリンダとの間に設けられ、マスタ室内の液圧であるマスタ圧を調圧して前記ホイールシリンダに出力するアクチュエータと、
    制御対象室内の液圧である制御対象圧が、前記制御対象圧の目標値に基づいて設定される不感帯内である場合に、前記駆動部の駆動力を維持する制御部と、
    を備え、
    前記制御対象圧が前記マスタ圧の変動に応じて変動し、前記アクチュエータの作動に伴って前記マスタ圧に脈動が生じる車両用制動装置であって、
    前記制御対象室の単位容積変化に必要な圧力変化である剛性に関連する剛性情報を取得する剛性情報取得部と、
    前記剛性情報取得部により取得されている前記剛性情報に基づいて、前記制御対象室の剛性が高いほど、又は前記制御対象室の剛性が高くなる蓋然性が高いほど、前記不感帯を広く設定する不感帯設定部と、
    を備え
    前記制御対象室の剛性は、前記制御対象圧が高いほど高くなり、
    前記アクチュエータは、アンチロックブレーキシステムを構成し、
    前記剛性情報取得部は、前記剛性情報として、前記制御対象室の剛性が高くなる蓋然性の判断材料である、走行路面の摩擦係数に関連する路面情報を取得し、
    前記不感帯設定部は、前記路面情報に基づいて、前記摩擦係数が低いほど前記不感帯を広く設定する車両用制動装置。
  2. 前記剛性情報取得部は、前記剛性情報として、前記制御対象圧に関連する対象圧情報を取得し、
    前記不感帯設定部は、前記対象圧情報に基づいて、前記制御対象圧が高いほど前記不感帯を広く設定する請求項1に記載の車両用制動装置。
  3. 前記不感帯設定部は、前記マスタ圧と前記ホイールシリンダ内の液圧であるホイール圧との偏差が大きいほど、前記不感帯を広く設定する請求項1又は2に記載の車両用制動装置。
  4. 前記不感帯設定部は、前記マスタ圧と前記ホイールシリンダ内の液圧であるホイール圧との偏差が小さいほど、前記不感帯を狭く設定する請求項1又は2に記載の車両用制動装置。
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