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JP2023131937A - 車両の制動制御装置 - Google Patents

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JP2023131937A
JP2023131937A JP2022036962A JP2022036962A JP2023131937A JP 2023131937 A JP2023131937 A JP 2023131937A JP 2022036962 A JP2022036962 A JP 2022036962A JP 2022036962 A JP2022036962 A JP 2022036962A JP 2023131937 A JP2023131937 A JP 2023131937A
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卓 海老根
Taku Ebine
拓也 中野
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Abstract

【課題】2つの制動ユニットにて構成される制動制御装置において、横滑り防止制御を実行する下部制動ユニットを共通化すること。【解決手段】制動制御装置は、制動要求量(Bs)に応じて供給圧(Pm)を電気的に出力する上部制動ユニットと、前記上部制動ユニットと複数のホイールシリンダとの間に配置され、前記供給圧(Pm)を前記複数のホイールシリンダの夫々に対して調整してホイール圧を出力する下部制動ユニットと、を備える。そして、前記上部制動ユニットは、前記下部制動ユニットが横滑り防止制御を実行する場合には、前記横滑り防止制御の実行に必要な要求圧(Pe)にまで前記供給圧(Pm)を増加する。【選択図】図4

Description

本開示は、車両の制動制御装置に関する。
特許文献1には、車両のヨーモーメントを制御することで車両挙動の安定を図る制御(「横滑り防止制御」という)においてブレーキ液圧発生の初期応答性を高めるために、「運転者によるブレーキペダルの操作量に応じて駆動される第1電動モータによりブレーキ液圧を発生するスレーブシリンダとホイールシリンダとの間の液路に、第2電動モータによりホイールシリンダを個別に作動させるブレーキ液圧を発生するヨーモーメント制御装置を配置し、ヨーモーメント制御装置の作動開始時にスレーブシリンダを一時的に作動させる」ことが記載されている。特許文献1の装置は、第1電動モータ(「上部電気モータ」ともいう)を動力源とするユニット(「上部制動ユニット」という)と、第2電動モータ(「下部電気モータ」ともいう)を動力源とするユニット(「下部制動ユニット」)と、の2つの制動ユニットにて構成される。特許文献1の装置では、ホイール圧の昇圧応答性が向上されるよう、横滑り防止制御の開始時点で、上部制動ユニットと下部制動ユニットとの両方によって、ホイールシリンダの液圧(「ホイール圧」という)が増加される。
ところで、横滑り防止制御において、車両挙動の安定化に必要とされる制動力、ヨーモーメント等は、車両の諸元に依存する。このため、横滑り防止制御を実行する下部制動ユニットの出力は、車両毎に設定される必要がある。制動制御装置では、下部制動ユニットが、各種車両で共通化されることが望まれている。
特開2009-227023号公報
本発明の目的は、2つの制動ユニットにて構成される車両の制動制御装置において、横滑り防止制御を実行する下部制動ユニットが共通化され得るものを提供することである。
本発明に係る車両の制動制御装置(SC)は、制動要求量(Bs)に応じて供給圧(Pm)を電気的に出力する上部制動ユニット(SA)と、前記上部制動ユニット(SA)と複数のホイールシリンダ(CW)との間に配置され、前記供給圧(Pm)を前記複数のホイールシリンダ(CW)の夫々に対して個別調整してホイール圧(Pw)を出力する下部制動ユニット(SB)と、を備える。そして、前記上部制動ユニット(SA)は、前記下部制動ユニット(SB)が横滑り防止制御を実行する場合には、前記横滑り防止制御の実行に必要な要求圧(Pe)にまで前記供給圧(Pm)を増加する。ここで、前記要求圧(Pe)は、前記複数のホイールシリンダ(CW)の夫々に要求される必要圧(Po)のうちの最大値(Max[Po])に基づいて決定される。
上記構成によれば、横滑り防止制御に要求される液圧Pe(要求圧)は、上部制動ユニットSAによって供給される。このため、下部制動ユニットSBでは、上部制動ユニットSAから供給される液圧Pm(供給圧)を、各ホイールシリンダCWで、個別に調整するだけでよい。下部制動ユニットSBには、高圧且つ高応答の出力は要求されないので、下部制動ユニットSBは、諸元の異なる車両に対応可能であり、その共通化が図られる。
本発明に係る車両の制動制御装置(SC)では、前記上部制動ユニット(SA)が、前記供給圧(Pm)を前記要求圧(Pe)にまで増加できない場合には、前記下部制動ユニット(SB)は、前記ホイール圧(Pw)を、前記供給圧(Pm)と前記要求圧(Pe)との偏差(hP)の分だけ増加する。上記構成によれば、上部制動ユニットSAに出力低下が生じても、要求圧Peは達成されるので、横滑り防止制御の性能は確保される。
本発明に係る制動制御装置SCを搭載する車両JVの全体構成を説明するための概略図である。 上部制動ユニットSAの構成例を説明するための概略図である。 下部制動ユニットSBの構成例を説明するための概略図である。 上部制動ユニットSAでの調圧制御を説明するためのブロック図である。 下部制動ユニットSBでの補完制御を説明するためのフロー図である。
<構成部材等の記号、及び、記号末尾の添字>
以下の説明において、「CW」等の如く、同一記号を付された構成部材、演算処理、信号、特性、及び、値は、同一機能のものである。各車輪に係る記号末尾に付された添字「f」、「r」は、それが前後輪の何れの系統に関するものであるかを示す包括記号である。例えば、各車輪に設けられたホイールシリンダCWにおいて、「前輪ホイールシリンダCWf」、「後輪ホイールシリンダCWr」と表記される。更に、記号末尾の添字「f」、「r」は省略され得る。添字「f」、「r」が省略された場合には、各記号は総称を表す。例えば、「CW」は、車両の前後車輪に設けられたホイールシリンダの総称である。
マスタシリンダCMからホイールシリンダCWに至るまでの流体路において、マスタシリンダCMに近い側(ホイールシリンダCWから遠い側)が「上部」と称呼され、ホイールシリンダCWに近い側(マスタシリンダCMから遠い側)が「下部」と称呼される。また、制動液BFの循環流KN、KLにおいて、流体ポンプQA、QBの吐出部に近い側(吸入部から離れた側)が「上流側」と称呼され、流体ポンプQA、QBの吸入部に近い側(吐出部から離れた側)が「下流側」と称呼される。
上部制動ユニットSAの上部アクチュエータYA(「上部流体ユニット」ともいう)、下部制動ユニットSBの下部アクチュエータYB(「下部流体ユニット」ともいう)、及び、ホイールシリンダCWは、流体路(連絡路HS)にて接続される。更に、上部、下部アクチュエータYA、YBでは、各種構成要素(UA等)が流体路にて接続される。ここで、「流体路」は、制動液BFを移動するための経路であり、配管、アクチュエータ内の流路、ホース等が該当する。以下の説明において、連絡路HS、還流路HK、戻し路HL、リザーバ路HR、入力路HN、サーボ路HV、減圧路HG等は流体路である。
<制動制御装置SCを搭載した車両JV>
図1の概略図を参照して、本発明に係る制動制御装置SCを搭載した車両JVの全体構成について説明する。車両JVには、運転者に代わって、或いは、運転者を補助して、制動制御装置SCを介して、車両を自動的に減速し停止させる制御(「自動制動制御」という)が実行されるよう、運転支援装置DSが備えられる。運転支援装置DSは、距離センサOB、及び、運転支援装置用の制御ユニットED(「運転支援コントローラ」ともいう)にて構成される。距離センサOBによって、自車両JVの前方に存在する物体(他車両、固定物、人、自転車、停止線、標識、信号、等)と、自車両JVとの間の距離Ob(相対距離)が検出され、運転支援コントローラEDに入力される。運転支援コントローラEDでは、相対距離Obに基づいて、車両JVを自動停止させるための要求減速度Gsが演算される。要求減速度Gsは、自動制動制御を実行するための車両減速度の目標値である。要求減速度Gsは、通信バスBSに出力される。
車両JVには、前輪、後輪制動装置SXf、SXr(=SX)が備えられる。制動装置SXは、ブレーキキャリパCP、摩擦部材MS(例えば、ブレーキパッド)、及び、回転部材KT(例えば、ブレーキディスク)にて構成される。ブレーキキャリパCPには、ホイールシリンダCWが設けられる。ホイールシリンダCW内の液圧Pw(「ホイール圧」という)によって、摩擦部材MSが、各車輪WHに固定された回転部材KTに押し付けられる。これにより、車輪WHには摩擦制動力Fmが発生される。「摩擦制動力Fm」は、ホイール圧Pwによって発生される制動力である。
車両JVには、制動操作部材BP、及び、操舵操作部材SHが備えられる。制動操作部材BP(例えば、ブレーキペダル)は、運転者が車両JVを減速するために操作する部材である。操舵操作部材SH(例えば、ステアリングホイール)は、運転者が車両JVを旋回させるために操作する部材である。
車両JVには、以下に列挙される各種センサ(BA等)が備えられる。これらのセンサの検出信号(Ba等)は、コントローラEA、EBに入力され、各種の制御に用いられる。
- 制動操作部材BPの操作量Ba(「制動操作量」という)を検出する制動操作量センサBAが設けられる。例えば、制動操作量センサBAとして、制動操作部材BPの操作変位Spを検出する操作変位センサSPが設けられる。加えて、ストロークシミュレータSSの液圧Pz(「シミュレータ圧」という)を検出するシミュレータ圧センサPZが採用される。制動制御装置SCにおいては、制動操作量Baは、運転者の制動意志を表す信号の総称であり、制動操作量センサBAは、制動操作量Baを検出するセンサの総称である。制動操作量Baは、上部コントローラEAに入力される。
- 車輪WHの回転速度Vw(車輪速度)を検出する車輪速度センサVWが設けられる。車輪速度Vwは、下部コントローラEBに入力される。そして、下部コントローラEBでは、車輪速度Vwに基づいて、車体速度Vxが演算される。更に、下部コントローラEBでは、車輪速度Vw、及び、車体速度Vxに基づいて、車輪WHのロックを防止するアンチロックブレーキ制御、及び、駆動車輪WHの空転を防止するトラクション制御が実行される。
- 操舵操作部材SHの操作量Sk(操舵操作量であって、例えば、操舵角)を検出する操舵操作量センサSKが設けられる。車両JV(特に、車体)について、ヨーレイトYrを検出するヨーレイトセンサYR、前後加速度Gxを検出する前後加速度センサGX、及び、横加速度Gyを検出する横加速度センサGYが設けられる。これらのセンサ信号は、下部コントローラEBに入力される。そして、下部コントローラEBでは、オーバステア及びアンダステアを抑制し、車両JVのヨーイング挙動を安定化する横滑り防止制御(ESC:Electronic Stability Control)が実行される。
車両JVには、制動制御装置SCが備えられる。制動制御装置SCでは、2系統の制動系統として、前後型(「II型」ともいう)のものが採用される。制動制御装置SCによって、実際のホイール圧Pwが調整される。
制動制御装置SCは、2つの制動ユニットSA、SBにて構成される。上部制動ユニットSAは、上部アクチュエータYA(上部流体ユニット)、及び、上部コントローラEA(上部制御ユニット)にて構成される。上部アクチュエータYAは、上部コントローラEAによって制御される。上部制動ユニットSAとホイールシリンダCWとの間には、下部制動ユニットSBが配置される。下部制動ユニットSBは、下部アクチュエータYB(下部流体ユニット)、及び、下部コントローラEB(下部制御ユニット)にて構成される。下部アクチュエータYBは、下部コントローラEBによって制御される。
上部制動ユニットSA(特に、上部コントローラEA)、下部制動ユニットSB(特に、下部コントローラEB)、及び、運転支援装置DS(特に、運転支援コントローラED)は通信バスBSに接続されている。「通信バスBS」は、通信線に複数のコントローラ(制御ユニット)がぶら下がるネットワーク構造を有している。通信バスBSによって、複数のコントローラ(EA、EB、ED等)の間で信号伝達が行われる。つまり、複数のコントローラは、通信バスBSに信号(検出値、演算値、制御フラグ等)を送信することができるとともに、通信バスBSから信号を受信することができる。
<上部制動ユニットSA>
図2の概略図を参照して、上部制動ユニットSAの構成例について説明する。上部制動ユニットSAは、制動操作部材BP(ブレーキペダル)の操作に応じて、供給圧Pmを発生する。供給圧Pmは、連絡路HS(流体路)、及び、下部制動ユニットSBを介して、最終的には、ホイールシリンダCWに供給される。上部制動ユニットSAは、上部アクチュエータYA、及び、上部コントローラEAにて構成される。
≪上部アクチュエータYA≫
上部アクチュエータYAは、アプライユニットAP、調圧ユニットCA、及び、入力ユニットNRにて構成される。
[アプライユニットAP]
制動操作部材BPの操作に応じて、アプライユニットAPから供給圧Pmが出力される。アプライユニットAPは、タンデム型のマスタシリンダCM、及び、プライマリ、セカンダリマスタピストンNM、NSにて構成される。
タンデム型マスタシリンダCMには、プライマリ、セカンダリマスタピストンNM、NSが挿入される。マスタシリンダCMの内部は、2つのマスタピストンNM、NSによって、4つの液圧室Rmf、Rmr、Ru、Roに区画される。前輪、後輪マスタ室Rmf、Rmr(=Rm)は、マスタシリンダCMの一方側底部、及び、マスタピストンNM、NSによって区画される。更に、マスタシリンダCMの内部は、マスタピストンNMのつば部Tuによって、サーボ室Ruと反力室Roとに仕切られる。マスタ室Rmとサーボ室Ruとは、つば部Tuを挟んで、相対するように配置される。これらの液圧室Rmf、Rmr、Ru、Roは、シール部材SLによって封止されている。なお、マスタ室Rmの受圧面積rmとサーボ室Ruの受圧面積ruとは等しくされている。
非制動時には、マスタピストンNM、NSは、最も後退した位置(即ち、マスタ室Rmの体積が最大になる位置)にある。該状態では、マスタシリンダCMのマスタ室Rmは、マスタリザーバRVに連通している。マスタリザーバRV(「大気圧リザーバ」ともいう)の内部に制動液BFが貯蔵される。制動操作部材BPが操作されると、マスタピストンNM、NSが前進方向Ha(マスタ室Rmの体積が減少する方向)に移動される。該移動により、マスタ室RmとマスタリザーバRVとの連通は遮断される。そして、マスタピストンNM、NSが、更に、前進方向Haに移動されると、前輪、後輪供給圧Pmf、Pmr(=Pm)が「0(大気圧)」から増加される。これにより、マスタシリンダCMのマスタ室Rmから、供給圧Pmに加圧された制動液BFが出力(圧送)される。供給圧Pmは、マスタ室Rmの液圧であるため、「マスタ圧」とも称呼される。
[調圧ユニットCA]
調圧ユニットCAによって、アプライユニットAPのサーボ室Ruに対して、サーボ圧Puが供給される。調圧ユニットCAは、上部電気モータMA、上部流体ポンプQA、及び、調圧弁UAにて構成される。
上部電気モータMA(単に、「電気モータ」ともいう)によって、上部流体ポンプQA(単に、「流体ポンプ」ともいう)が駆動される。流体ポンプQAにおいて、吸入部と吐出部とは、還流路HK(流体路)によって接続される。また、流体ポンプQAの吸入部は、リザーバ路HRを介して、マスタリザーバRVとも接続される。流体ポンプQAの吐出部には、逆止弁が設けられる。
還流路HKには、常開型の調圧弁UAが設けられる。調圧弁UAは、通電状態(例えば、供給電流Ia)に基づいて開弁量が連続的に制御されるリニア型の電磁弁である。調圧弁UAは、その上流側と下流側との液圧差(差圧)を調整するので、「差圧弁」とも称呼される。
電気モータMAが駆動され、流体ポンプQAから制動液BFが吐出されると、還流路HKには、制動液BFの循環流KN(破線矢印で示し、「上部循環流」ともいう)が発生される。調圧弁UAが全開状態にある場合(調圧弁UAは常開型であるため、非通電時)には、還流路HKにおいて、流体ポンプQAの吐出部と調圧弁UAとの間の液圧Pu(「サーボ圧」という)は、「0(大気圧)」である。調圧弁UAへの通電量Ia(供給電流)が増加されると、調圧弁UAによって循環流KN(還流路HK内で循環する制動液BFの流れ)が絞られる。換言すれば、調圧弁UAによって、還流路HKの流路が狭められて、調圧弁UAによるオリフィス効果が発揮される。これにより、調圧弁UAの上流側の液圧Puが「0」から増加される。つまり、循環流KNにおいて、調圧弁UAに対して、上流側の液圧Pu(サーボ圧)と下流側の液圧(大気圧)との液圧差(差圧)が発生される。該差圧は、調圧弁UAへの供給電流Iaによって調節される。
還流路HKは、流体ポンプQAの吐出部(詳細には、逆止弁の下流側部位)と調圧弁UAとの間の部位にて、サーボ路HV(流体路)を介して、サーボ室Ruに接続される。従って、サーボ圧Puは、サーボ室Ruに導入(供給)される。サーボ圧Puの増加によって、マスタピストンNM、NSが前進方向Haに押圧され、前輪、後輪マスタ室Rmf、Rmr内の液圧Pmf、Pmr(前輪、後輪供給圧)が増加される。
前輪、後輪マスタ室Rmf、Rmr(=Rm)には、前輪、後輪連絡路HSf、HSr(=HS)が接続される。前輪、後輪連絡路HSf、HSrは、下部制動ユニットSB(特に、下部アクチュエータYB)を経由して、前輪、後輪ホイールシリンダCWf、CWr(=CW)に接続される。従って、前輪、後輪供給圧Pmf、Pmrは、上部制動ユニットSAから前輪、後輪ホイールシリンダCWf、CWrに対して供給される。ここで、前輪供給圧Pmfと後輪供給圧Pmrとは等しい(即ち、「Pmf=Pmr」)。
[入力ユニットNR]
入力ユニットNRによって、回生協調制御を実現するよう、制動操作部材BPは操作されるが、ホイール圧Pwが発生しない状態が生み出される。「回生協調制御」は、制動時に、車両JVが有する運動エネルギを、モータ/ジェネレータ(非図示)によって、効率良く電気エネルギに回収できるよう、摩擦制動力Fm(ホイール圧Pwによる制動力)と回生制動力Fg(モータ/ジェネレータによる制動力)とを協働させるものである。入力ユニットNRは、入力シリンダCN、入力ピストンNN、導入弁VA、開放弁VB、ストロークシミュレータSS、及び、シミュレータ液圧センサPZにて構成される。
入力シリンダCNは、マスタシリンダCMに固定される。入力シリンダCNには、入力ピストンNNが挿入される。入力ピストンNNは、制動操作部材BP(ブレーキペダル)に連動するよう、クレビス(U字リンク)を介して、制動操作部材BPに機械的に接続される。入力ピストンNNの端面とプライマリマスタピストンNMの端面とは隙間Ks(「離間変位」ともいう)を有している。離間距離Ksがサーボ圧Puによって調節されることで、回生協調制御が実現される。
入力ユニットNRの入力室Rnは、入力路HN(流体路)を介して、アプライユニットAPの反力室Roに接続される。入力路HNには、常閉型の導入弁VAが設けられる。入力路HNは、導入弁VAと反力室Roとの間にて、リザーバ路HRを介して、マスタリザーバRVに接続される。リザーバ路HRには、常開型の開放弁VBが設けられる。導入弁VA、及び、開放弁VBは、オン・オフ型の電磁弁である。導入弁VAと反力室Roとの間で、ストロークシミュレータSS(単に、「シミュレータ」ともいう)が、入力路HNに接続される。
導入弁VA、及び、開放弁VBに電力供給(給電)が行われない場合には、導入弁VAは閉弁され、開放弁VBは開弁される。導入弁VAの閉弁により、入力室Rnは封止され、流体ロックされる。これにより、マスタピストンNM、NSは、制動操作部材BPと一体で変位する。また、開放弁VBの開弁により、シミュレータSSは、マスタリザーバRVに連通される。導入弁VA、及び、開放弁VBに給電(電力供給)が行われる場合には、導入弁VAは開弁され、開放弁VBは閉弁される。これにより、マスタピストンNM、NSは、制動操作部材BPとは別体で変位することが可能である。このとき、入力室RnはストロークシミュレータSSに接続されるので、制動操作部材BPの操作力FpはシミュレータSSによって発生される。シミュレータSS内の液圧Pz(シミュレータ圧)を検出するよう、入力路HNには、導入弁VAと反力室Roとの間で、シミュレータ圧センサPZが設けられる。なお、シミュレータ圧Pzは、入力室Rnの内圧でもあるため、制動操作部材BPの操作力Fpを表す状態量でもある。
マスタピストンNM、NSと制動操作部材BPとが別体で変位する状態(電磁弁VA、VBの通電時)が「第1モード(又は、バイワイヤモード)」と称呼される。第1モードでは、制動制御装置SCはブレーキバイワイヤ型の装置(即ち、運転者の制動操作に対して、摩擦制動力Fmが独立で発生可能な装置)として機能する。このため、第1モードでは、ホイール圧Pwは、制動操作部材BPの操作とは独立で発生される。一方、マスタピストンNM、NSと制動操作部材BPとが一体で変位する状態(電磁弁VA、VBの非通電時)が「第2モード(又は、マニュアルモード)」と称呼される。第2モードでは、ホイール圧Pwは運転者の制動操作に連動する。入力ユニットNRでは、導入弁VA、及び、開放弁VBへの給電の有無によって、第1モード(バイワイヤモード)、及び、第2モード(マニュアルモード)のうちの一方の作動モードが選択される。
≪上部コントローラEA≫
上部コントローラEAによって、上部アクチュエータYAが制御される。上部コントローラEAは、マイクロプロセッサMP、及び、駆動回路DRにて構成される。上部コントローラEAは、他のコントローラ(EB、ED等)との間で信号(検出値、演算値、制御フラグ等)を共有できるよう、通信バスBSに接続されている。
上部コントローラEAには、制動操作量Baが入力される。制動操作量Baは、制動操作部材BPの操作量を表す状態量の総称である。制動操作量Baとして、操作変位センサSPの検出信号Sp(操作変位)、及び、シミュレータ圧センサPZの検出信号Pz(シミュレータ圧)が、制動操作量センサBAから上部コントローラEAに直接入力される。また、上部コントローラEAには、通信バスBSを介して、供給圧Pm、要求減速度Gs等が入力される。「供給圧Pm」は、上部アクチュエータYAの出力圧である。供給圧Pmは、下部アクチュエータYBに設けられる供給圧センサPMによって検出され、下部コントローラEBから送信される。要求減速度Gsは、自動制動制御の要求値であり、運転支援コントローラEDにて演算され、運転支援コントローラEDから送信される。
上部コントローラEA(特に、マイクロプロセッサMP)には、調圧制御のアルゴリズムがプログラムされている。「調圧制御」は、供給圧Pm(最終的にはホイール圧Pw)を調節するための制御である。調圧制御は、制動操作量Ba(操作変位Sp、シミュレータ圧Pz)、要求減速度Gs、供給圧Pm等に基づいて実行される。ここで、制動操作量Ba、及び、要求減速度Gsが、「制動要求量Bs」と総称される。制動要求量Bsは、供給圧Pmの発生(結果、制動制御装置SCで発生されるべきホイール圧Pw)を指示(要求)するための入力信号である。
調圧制御のアルゴリズムに基づいて、駆動回路DRによって、上部アクチュエータYAを構成する電気モータMA、及び、各種電磁弁(UA等)が駆動される。駆動回路DRには、電気モータMAを駆動するよう、スイッチング素子(例えば、MOS-FET)にてHブリッジ回路が構成される。また、駆動回路DRには、各種電磁弁(UA等)を駆動するよう、スイッチング素子が備えられる。加えて、駆動回路DRには、電気モータMAへの供給電流Im(「モータ電流」という)を検出するモータ電流センサ(非図示)、及び、調圧弁UAへの供給電流Ia(「調圧弁電流」という)を検出する調圧弁電流センサ(非図示)が含まれる。なお、電気モータMAには、その回転子(ロータ)の回転角Ka(「モータ回転角」という)を検出する回転角センサ(非図示)が設けられる。そして、モータ回転角Kaに基づいて、モータ回転数Naが演算される。
上部コントローラEAでは、車両の制動要求量Bs(Ba、Gs等)に基づいて、調圧弁電流Ia(実際値)に対応する目標電流It(目標値)が演算される。そして、調圧弁UAの制御では、調圧弁電流Iaが、目標電流Itに近付き、一致するように制御される。また、上部コントローラEAでは、制動要求量Bsに基づいて、モータ回転数Na(実際値)に対応する目標回転数Nt(目標値)が演算される。そして、電気モータMAの制御では、実際の回転数Naが、目標回転数Ntに近付き、一致するように、モータ電流Imが制御される。具体的には、「Nt>Na」であれば、モータ回転数Naが増加するようにモータ電流Imが増加され、「Nt<Na」であれば、モータ回転数Naが減少するようにモータ電流Imが減少される。これらの制御アルゴリズムに基づいて、電気モータMAを制御するための駆動信号Ma、及び、各種電磁弁UA、VA、VBを制御するための駆動信号Ua、Va、Vbが演算される。そして、駆動信号(Ma等)に応じて、駆動回路DRのスイッチング素子が駆動され、電気モータMA、及び、電磁弁UA、VA、VBが制御される。
<下部制動ユニットSB>
図3の概略図を参照して、制動制御装置SCの下部制動ユニットSBの構成例について説明する。下部制動ユニットSBは、アンチロックブレーキ制御、トラクション制御、横滑り防止制御等を実行するための汎用のユニット(装置)である。トラクション制御、及び、横滑り防止制御では、各ホイールシリンダCWのホイール圧Pwが、制動操作部材BPの操作とは独立して、自動的に増加される。
下部制動ユニットSBには、上部制動ユニットSAから、前輪、後輪供給圧Pmf、Pmr(=Pm)が供給される。そして、下部制動ユニットSBにて、前輪、後輪供給圧Pmf、Pmrが調整(増減)され、最終的には、前輪、後輪ホイールシリンダCWf、CWrの液圧Pwf、Pwr(前輪、後輪ホイール圧)として出力される。下部制動ユニットSBは、下部アクチュエータYB、及び、下部コントローラEBにて構成される。
≪下部アクチュエータYB≫
下部アクチュエータYBは、連絡路HSにおいて、上部アクチュエータYAとホイールシリンダCWとの間に設けられる。下部アクチュエータYBは、供給圧センサPM、制御弁UB、下部流体ポンプQB、下部電気モータMB、調圧リザーバRB、インレット弁VI、及び、アウトレット弁VOにて構成される。
前輪、後輪制御弁UBf、UBr(=UB)が、前輪、後輪連絡路HSf、HSr(=HS)に設けられる。制御弁UBは、調圧弁UAと同様に、常開型のリニア電磁弁(差圧弁)である。制御弁UBによって、ホイール圧Pwは、供給圧Pmから、前後車輪系統で個別に増加されることが可能である。
前輪、後輪供給圧センサPMf、PMr(=PM)が、上部アクチュエータYA(特に、前輪、後輪マスタ室Rmf、Rmr)から供給される実際の液圧Pmf、Pmr(前輪、後輪供給圧)を検出するために設けられる。供給圧センサPMは、「マスタ圧センサ」とも称呼され、下部アクチュエータYBに内蔵される。前輪、後輪供給圧Pmf、Pmr(=Pm)の信号は、下部コントローラEBに直接入力され、通信バスBSに出力される。なお、前輪供給圧Pmfと後輪供給圧Pmrとは実質的には同じであるため、前輪、後輪供給圧センサPMf、PMrのうちの何れか一方は省略されてもよい。例えば、後輪供給圧センサPMrが省略される構成では、前輪供給圧センサPMfによって前輪供給圧Pmfのみが検出される。
前輪、後輪戻し路HLf、HLr(=HL)によって、前輪、後輪制御弁UBf、UBrの上部(上部アクチュエータYAに近い側の連絡路HSの部位)と、前輪、後輪制御弁UBf、UBrの下部(ホイールシリンダCWに近い側の連絡路HSの部位)とが接続される。前輪、後輪戻し路HLf、HLrには、前輪、後輪下部流体ポンプQBf、QBr(=QB)、及び、前輪、後輪調圧リザーバRBf、RBr(=RB)が設けられる。下部流体ポンプQBは、下部電気モータMBによって駆動される。
下部電気モータMB(単に、「電気モータ」ともいう)が駆動されると、下部流体ポンプQB(単に、「流体ポンプ」ともいう)によって、制動液BFが、制御弁UBの上部から吸い込まれ、制御弁UBの下部に吐出される。これにより、連絡路HS、及び、戻し路HLには、流体ポンプQB、制御弁UB、及び、調圧リザーバRBを含んだ、制動液BFの循環流KL(即ち、前輪、後輪循環流KLf、KLrであり、破線矢印で示す)が発生する。制御弁UBによって、連絡路HSの流路が狭められ、制動液BFの循環流KL(「下部循環流」ともいう)が絞られると、その際のオリフィス効果によって、制御弁UBの下部の液圧Pq(「調整圧」という)が、制御弁UBの上部の液圧Pm(供給圧)から増加される。換言すれば、循環流KLにおいて、制御弁UBに対して、下流側の液圧Pm(供給圧)と上流側の液圧Pq(調整圧)との液圧差(差圧)が、制御弁UBによって調整される。なお、供給圧Pmと調整圧Pqとの大小関係では、調整圧Pqは供給圧Pm以上である(即ち、「Pq≧Pm」)。以上で説明したように、下部アクチュエータYBでの調整圧Pqの発生メカニズムは、上部アクチュエータYAでのサーボ圧Puの発生メカニズムと同じである。
下部アクチュエータYBの内部にて、前輪、後輪連絡路HSf、HSrは、夫々、2つに分岐されて、前輪、後輪ホイールシリンダCWf、CWrに接続される。各ホイール圧Pwを個別に調節できるよう、ホイールシリンダCW毎に、常開型のインレット弁VI、及び、常閉型のアウトレット弁VOが設けられる。具体的には、インレット弁VIは、分岐された連絡路HS(即ち、連絡路HSの分岐部に対してホイールシリンダCWに近い側)に設けられる。連絡路HSは、インレット弁VIの下部(ホイールシリンダCWに近い側の連絡路HSの部位)にて、減圧路HG(流体路)を介して、調圧リザーバRBに接続される。そして、減圧路HGには、アウトレット弁VOが配置される。インレット弁VI、及び、アウトレット弁VOとして、オン・オフ型の電磁弁が採用される。インレット弁VI、及び、アウトレット弁VOによって、ホイール圧Pwは、各車輪で調整圧Pq(又は、供給圧Pm)から個別に減少されることが可能である。これにより、アンチロックブレーキ制御、トラクション制御、横滑り防止制御等が実行される。
インレット弁VI、及び、アウトレット弁VOに給電が行われず、それらの作動が停止している場合には、インレット弁VIは開弁され、アウトレット弁VOは閉弁される。この状態では、ホイール圧Pwは、調整圧Pqに等しい。インレット弁VI、及び、アウトレット弁VOの駆動によって、ホイール圧Pwが、ホイールシリンダCW毎に独立して調整される。ホイール圧Pwを減少するためには、インレット弁VIが閉弁され、アウトレット弁VOが開弁される。ホイールシリンダCWへの制動液BFの流入が阻止されるとともに、ホイールシリンダCW内の制動液BFが調圧リザーバRBに流出するので、ホイール圧Pwは減少される。ホイール圧Pwを増加するためには、インレット弁VIが開弁され、アウトレット弁VOが閉弁される。制動液BFの調圧リザーバRBへの流出が阻止され、調圧弁UBからの調整圧PqがホイールシリンダCWに供給されるので、ホイール圧Pwが増加される。ここで、ホイール圧Pwの増加の上限は調整圧Pqである。ホイール圧Pwを保持するためには、インレット弁VI、及び、アウトレット弁VOが共に閉弁される。ホイールシリンダCWは流体的に封止されるので、ホイール圧Pwが一定に維持される。
≪下部コントローラEB≫
下部コントローラEBによって、下部アクチュエータYBが制御される。下部コントローラEBは、上部コントローラEAと同様に、マイクロプロセッサMP、及び、駆動回路DRにて構成される。下部コントローラEBは、通信バスBSに接続されるので、上部コントローラEAと下部コントローラEBとは、通信バスBSを介して信号を共有することができる。
下部コントローラEB(特に、マイクロプロセッサMP)には、車輪速度Vw、操舵操作量Sk、ヨーレイトYr、前後加速度Gx、及び、横加速度Gyが入力される。下部コントローラEBにて、車輪速度Vwに基づいて、車体速度Vxが演算される。下部コントローラEBでは、車両JVのステア特性を適切に維持して(即ち、アンダステア及びオーバステアを抑制して)、車両JVの方向安定性を向上する横滑り防止制御(ESC)が実行される。
下部コントローラEBによって、下部アクチュエータYBを構成する下部電気モータMB、及び、各種電磁弁(UB等)が駆動される。下部コントローラEBの駆動回路DRには、下部電気モータMBを駆動するよう、スイッチング素子(例えば、MOS-FET)にてHブリッジ回路が構成される。また、駆動回路DRには、各種電磁弁(UB等)を駆動するよう、スイッチング素子が備えられる。マイクロプロセッサMPにプログラムされた制御アルゴリズムに基づいて、制御弁UBの駆動信号Ub、インレット弁VIの駆動信号Vi、アウトレット弁VOの駆動信号Vo、下部電気モータMBの駆動信号Mbが演算される。そして、駆動信号(Ub等)に基づいて、駆動回路DRによって、下部電気モータMB、及び、電磁弁UB、VI、VOが制御される。
<上部制動ユニットSAでの調圧制御>
図4のブロック図を参照して、上部制動ユニットSAでの調圧制御について説明する。調圧制御では、上部制動ユニットSAの出力圧である供給圧Pm(=Pw)が調節される。詳細には、目標圧Ptが決定され、この目標圧Ptに基づいて、調圧弁UAによって、サーボ圧Puが調節されることで、最終的に、供給圧Pmが調整される。
調圧制御は、必要圧演算ブロックPO、要求圧演算ブロックPE、指示圧演算ブロックPS、目標圧演算ブロックPT、指示電流演算ブロックIS、液圧偏差演算ブロックPH、補償電流演算ブロックIH、及び、電流フィードバック制御ブロックIFにて構成される。例えば、必要圧演算ブロックPO、及び、要求圧演算ブロックPEの処理は、下部コントローラEBにて実行され、その他の処理(PS、PT等)は、上部コントローラEAにて実行される。
必要圧演算ブロックPOにて、車輪速度Vw、操舵操作量Sk、ヨーレイトYr、横加速度Gy等に基づいて、各ホイールシリンダCWのホイール圧Pwに対応する必要圧Poが演算される。「必要圧Po」は、横滑り防止制御の実行に必要とされる、ホイールシリンダCW毎の目標値である。「横滑り防止制御」は、「車両挙動安定化制御」とも称呼される。横滑り防止制御では、車両JVの不安定挙動(即ち、オーバステア、アンダステア)が、各車輪WHへの制動力付与(最終的には、ヨーモーメントの付与)によって、安定化される。
必要圧演算ブロックPOでは、車体速度Vx、操舵操作量Sk、ヨーレイトYr、及び、横加速度Gyに基づいて、車両JVの安定性の程度(度合い)が演算される。具体的には、必要圧演算ブロックPOでは、以下の演算が行われる。先ず、車輪速度Vwに基づいて、車体速度Vxが演算される。そして、車体速度Vxと操舵操作量Skとに基づいて、目標挙動(例えば、目標ヨーレイト、目標スリップ角)が演算される。また、ヨーレイトYr、横加速度Gy等に基づいて、目標挙動に対応する実挙動(例えば、実ヨーレイト、実スリップ角)が演算される。目標挙動と実挙動との比較結果(例えば、目標挙動と実挙動との差)に基づいて、車両JVのステア特性(アンダステア/オーバステアの度合い)が識別される。このステア特性が適正化(即ち、車両挙動の安定化)されるように、各ホイール圧Pwに対応する必要圧Poが決定される。横滑り防止制御では、例えば、4つの必要圧Poが演算される。そして、各ホイール圧Pwが、各必要圧Poに近付き、一致するように制御される。これにより、車両JVにヨーモーメントが付与され、アンダステア及びオーバステアが抑制され、車両JVのヨーイング挙動が安定化される。
要求圧演算ブロックPEにて、必要圧Poに基づいて、要求圧Peが演算される。「要求圧Pe」は、横滑り防止制御の実行に要求される目標値である。具体的には、複数の必要圧Poのうちで、最大のものが、要求圧Peとして決定される(即ち、「Pe=MAX(Po)」)。或いは、複数の必要圧Poのうちの最大値に所定圧peが加算されて、要求圧Peが決定されてもよい(即ち、「Pe=MAX(Po)+pe」)。ここで、「所定圧pe」は、予め設定された所定値(定数)である。何れにしても、要求圧Peは、必要圧Poの最大値に基づいて決定される。要求圧Peは、下部コントローラEBから通信バスBSに送信され、上部コントローラEAにて受信される。
指示圧演算ブロックPSにて、制動要求量Bsに基づいて、指示圧Psが演算される。「制動要求量Bs」は、制動操作量Ba、及び、要求減速度Gsの総称であり、供給圧Pmの発生(即ち、制動制御装置SCで発生されるべきホイール圧Pw)を指示するための入力である。制動要求量Bsは、制動操作量Ba、及び、要求減速度Gsに基づいて演算される。例えば、制動操作量Ba、及び、要求減速度Gsが、車両減速度の次元で比較され、それらのうちで大きい方が制動要求量Bsとして決定される。「指示圧Ps」は、供給圧Pmに対応する目標値であり、最終的な目標値である目標圧Ptを演算するための中間的な目標値である。指示圧Psは、予め設定された演算マップZpsに応じて、制動要求量Bsの増加に従い、増加するように演算される。
目標圧演算ブロックPTにて、指示圧Ps、及び、要求圧Peに基づいて、目標圧Ptが演算される。「目標圧Pt」は、供給圧Pm(結果、ホイール圧Pw)に対応する最終的な目標値である。具体的は、指示圧Ps、及び、要求圧Peのうちで大きい方が、目標圧Ptとして決定される(即ち、「Pt=MAX(Ps,Pe)」)。従って、「Ps>Pe」であり、目標圧Ptとして、指示圧Psが採用される場合には、目標圧Ptは、制動要求量Bsに応じて達成されるべきホイール圧Pwに対応する目標値である。また、「Ps<Pe」であり、目標圧Ptとして、要求圧Peが採用される場合には、目標圧Ptは、横滑り防止制御に要求されるホイール圧Pwに対応する目標値である。
指示電流演算ブロックISでは、目標圧Pt、及び、予め設定された演算マップZisに基づいて、指示電流Isが演算される。「指示電流Is」は、目標圧Ptが達成されるために必要な、調圧弁UAの供給電流Iaに対応する目標値である。指示電流Isは、演算マップZisに応じて、目標圧Ptの増加に従って、増加するように決定される。指示電流演算ブロックISは、目標圧Ptに基づくフィードフォワード制御に相当する。
液圧偏差演算ブロックPHでは、目標圧Ptと供給圧Pmとの偏差hP(「液圧偏差」という)が演算される。具体的には、目標圧Ptから供給圧Pmが減算されて、液圧偏差hPが決定される(即ち、「hP=Pt-Pm」)。
補償電流演算ブロックIHでは、液圧偏差hP、及び、予め設定された演算マップZihに基づいて、補償電流Ihが演算される。指示電流Isは、目標圧Ptに対応して演算されるが、目標圧Ptと供給圧Pmとの間に誤差が生じる場合がある。「補償電流Ih」は、この誤差を補償(減少)するためのものである。補償電流Ihは、演算マップZihに応じて、液圧偏差hPの増加に従って、増加するように決定される。詳細には、目標圧Ptが供給圧Pmよりも大きく、液圧偏差hPが正符号の場合には、指示電流Isが増加されるよう、正符号の補償電流Ihが決定される。一方、目標圧Ptが供給圧Pmよりも小さく、液圧偏差hPが負符号の場合には、指示電流Isが減少されるよう、負符号の補償電流Ihが決定される。ここで、演算マップZihには、不感帯が設けられる。また、補償電流演算ブロックIHは、供給圧Pmに基づくフィードバック制御に相当する。
指示電流Isに対して、補償電流Ihが加えられて、目標電流Itが演算される(即ち、「It=Is+Ih」)。「目標電流It」は、調圧弁UAに供給される電流の最終的な目標値である。つまり、目標電流Itは、フィードフォワード項である指示電流Isとフィードバック項である補償電流Ihとの和として決定される。従って、調圧弁UAの駆動制御は、液圧において、フィードフォワード制御(指示電流演算ブロックISの処理)、及び、フィードバック制御(補償電流演算ブロックIHの処理)によって構成される。
電流フィードバック制御ブロックIFでは、目標電流It(目標値)、及び、供給電流Ia(実際値)に基づいて、供給電流Iaが、目標電流Itに近付き、一致するように、駆動信号Uaが演算される。ここで、供給電流Iaは、駆動回路DRに設けられた調圧弁電流センサIAによって検出される。電流フィードバック制御ブロックIFでは、「It>Ia」であれば、供給電流Iaが増加するように駆動信号Uaが決定される。一方、「It<Ia」であれば、供給電流Iaが減少するように駆動信号Uaが決定される。つまり、電流フィードバック制御ブロックIFでは、電流に係るフィードバック制御が実行される。従って、調圧弁UAの駆動制御では、液圧に係るフィードバック制御に加え、電流に係るフィードバック制御が備えられる。
制動制御装置SCには、2つの制動ユニットSA、SBが備えられる。1つは、上部制動ユニットSAである。上部制動ユニットSAは、制動要求量Bs(例えば、制動操作量Ba、要求減速度Gs)に応じて供給圧Pmを電気的に出力する。具体的には、上部制動ユニットSAは、電気モータMAを動力源にして、運転者による制動操作部材BPの操作とは独立して、供給圧Pmを出力することができる。もう1つは、下部制動ユニットSBである。下部制動ユニットSBは、上部制動ユニットSAと複数のホイールシリンダCWとの間に設けられる。下部制動ユニットSBは、供給圧Pmを、複数のホイールシリンダCWの夫々に対して個別に調整(増加、減少)してホイール圧Pwを出力することができる。具体的には、下部制動ユニットSBには、電気モータMB、流体ポンプQB、及び、複数の電磁弁(VI、VO等)が備えられる。そして、下部制動ユニットSBでは、電気モータMB、及び、複数の電磁弁が制御されることによって、ホイール圧Pwは、ホイールシリンダCW毎に調整可能である。
制動制御装置SCでは、下部制動ユニットSBが横滑り防止制御を実行する場合には、上部制動ユニットSAは、横滑り防止制御の実行に必要な要求圧Peにまで供給圧Pmを増加する。つまり、横滑り防止制御の実行に必要な要求圧Peは、下部制動ユニットSBに対して、上部制動ユニットSAから供給圧Pmとして供給される。詳細には、横滑り防止制御の実行に要求される要求圧Peが、制動操作量Baから算出される指示圧Psよりも大きい場合に、要求圧Pe(=Pt)に基づいて、供給圧Pmと要求圧Peとの偏差hPが演算され、該偏差hPが「0」になるように、供給圧Pmが電気的に制御される。典型例として、制動操作部材BPが操作されず、且つ、自動制動制御が実行されていない場合(即ち、制動要求量Bsが「0」である場合)には、供給圧Pmが、要求圧Peに近付き、一致するように制御される。なお、指示圧Psは、制動操作量Baが大きいほど、大きくなるように決定されている。
要求圧Peは、各ホイール圧Pwに対応する必要圧Poに基づいて決定される。具体的には、横滑り防止制御では、車両JVの不安定挙動(即ち、オーバステア/アンダステア)を抑制するよう、ヨーレイトYr等に基づいて、各ホイールシリンダCWの夫々に要求される必要圧Po(目標値)が演算される。これら複数の必要圧Poのうちの最大値(Max[Po])に基づいて、要求圧Peが演算される。例えば、必要圧Poの最大値そのものが、要求圧Peとして決定される。或いは、必要圧Poの最大値に、予め設定された所定圧peが加えられて、要求圧Peとして決定されてもよい。何れにしても、要求圧Peは、必要圧Poの最大値に基づいて演算される。
下部制動ユニットSBには、下部電気モータMBで駆動される下部流体ポンプQBが吐出する下部循環流KLを絞ることで供給圧Pmを増加する制御弁UBが備えられる。しかしながら、要求圧Peが、上部制動ユニットSAからの供給圧Pmによって実現される場合には、下部制動ユニットSBにおいて、供給圧Pmを増加することは不要である。このような場合には、制御弁UBには給電が行われず、制御弁UBでは全開状態が維持される。なお、電気モータMBは、調圧リザーバRB内の制動液BFを排出するよう、横滑り防止制御の実行時には駆動される。
横滑り防止制御は、各ホイール圧Pwの個別制御によって、各車輪WHの制動力が個別に発生される。これにより、車両へのヨーモーメントの付与、更には、車両減速で、方向安定性が向上される。車両の安定化に必要とされるヨーモーメント、及び、制動力の大きさは、車両の車両諸元(車両重量、ヨー慣性モーメント、重心高さ、等)に依存する。詳細には、ヨー慣性モーメント(ヨーイング方向の回転運動に対する慣性の度合いを表す量)が大きい車両ほど、より大きなヨーモーメント(例えば、制動力の左右差)が必要になる。また、重量、及び/又は、重心高さが大きい車両ほど、より大きな制動力が必要になる。従って、車重、ヨー慣性モーメント、重心高さ等が大きい車両ほど、要求圧Peは大きく、且つ、その応答性が必要とされる。このため、下部制動ユニットにて横滑り防止制御に必要なホイール圧が発生される装置では、下部制動ユニットの定格出力は、車種毎に、車両諸元(ヨー慣性モーメント、車両重量、重心位置等)に基づいて設定されなければならない。
制動制御装置SCでは、横滑り防止制御に必要な要求圧Peは、上部制動ユニットSAによって発生される。上部制動ユニットSAは、制動操作部材BPの急操作にも対応している。上部制動ユニットSAでは、高いホイール圧Pwが高応答で発生可能であるため、上部制動ユニットSAの定格出力は、横滑り防止制御に対しても十分に満足し得るものである。制動制御装置SCでは、要求圧Peが、上部制動ユニットSAから供給圧Pmとして供給されるので、下部制動ユニットSBでは、供給圧Pmを各必要圧Poに基づいて個別調整するだけでよく、供給圧Pmとホイール圧Pwとの差圧を更に増加する必要はない。つまり、下部制動ユニットSBでのホイール圧Pwの調整は、液圧の保持、供給圧Pmからの減圧、及び、供給圧Pmまでの増圧で足りる。
制動制御装置SCでは、横滑り防止制御において、下部制動ユニットSBには、多大な出力(高応答且つ高圧の出力)は要求されない。このため、下部制動ユニットSBの定格(下部電気モータMBの出力、下部流体ポンプQBの吐出量等)は、車両諸元に依らずに設定可能である。従って、制動制御装置SCでは、共通化された下部制動ユニットSBが、車重、ヨー慣性モーメント等が大きい車両(即ち、大型の車両)にも適用可能である。つまり、各種車両において、横滑り防止制御を実行する下部制動ユニットSBの共通化が図られる。なお、下部制動ユニットSBの加圧機能は、次に説明する補完制御に利用される。
<下部制動ユニットSBでの補完制御>
図5のフロー図を参照して、下部制動ユニットSBでの補完制御について説明する。制動制御装置SCでは、横滑り防止制御において、上部制動ユニットSAのみならず、下部制動ユニットSBによっても、ホイール圧Pwを増加することができる。「補完制御」は、横滑り防止制御の実行に際して、上部制動ユニットSAにて、十分な供給圧Pmが発生できない場合(即ち、上部制動ユニットSAで出力低下が発生し、目標圧Ptが達成され得ない場合)に、下部制動ユニットSBにて、その不足分が補われる制御である。補完制御の処理は、上部、下部制動ユニットSA、SB(特に、上部、下部コントローラEA、EB)にて実行される。なお、以下の説明では、指示圧Psが要求圧Peよりも小さく、要求圧Peが目標圧Ptとして演算される状況(即ち、「Pt=Pe」の場合)が想定されている。
ステップS110にて、上部、下部コントローラEA、EBにて、各種信号が読み込まれる。具体的には、供給圧Pm、要求圧Pe、電源電圧Vm、モータ温度Tm等が取得される。供給圧Pmは、供給圧センサPMによって検出され、下部コントローラEBに取得される。また、供給圧Pmは、通信バスBSを介して、上部コントローラEAに取得される。要求圧Peは、下部コントローラEBにて演算され、通信バスBSを介して、上部コントローラEAに取得される。電源電圧Vmは、上部電気モータMAに対する供給電圧であり、上部コントローラEAの駆動回路DRに設けられた電圧センサ(非図示)によって検出され、上部コントローラEAに取得される。モータ温度Tmは、上部電気モータMAに係る温度である。具体的には、モータ温度Tmは、電気モータMA自体の温度、電気モータMAを駆動する駆動回路DRの温度等が該当する。モータ温度Tmは、電気モータMAに設けられた温度センサ(非図示)、駆動回路DRに設けられた温度センサ(非図示)によって検出され、上部コントローラEAに取得される。電源電圧Vm、及び、モータ温度Tmは、通信バスBSを介して、下部コントローラEBに取得される。
ステップS120にて、上部、下部コントローラEA、EBにて、液圧偏差hP等の各種状態量が演算される。液圧偏差hPは、目標圧Ptに対する供給圧Pmの不足分を表す状態量である。液圧偏差hPは、前述の液圧偏差演算ブロックPHの処理と同様に、目標圧Ptから供給圧Pmが減算されて決定される(即ち、hP=Pt-Pm)。なお、「Pt=Pe」であるため、「hP=Pe-Pm」である。
ステップS130にて、「上部制動ユニットSAにて、目標圧Ptを発生することが可能か、否か」が判定される。該判定が、「可否判定」と称呼される。可否判定は、液圧偏差hP、電源電圧Vm、及び、モータ温度Tmのうちの少なくとも1つに基づいて実行される。具体的は、以下に列挙する方法のうちの少なくとも1つに基づいて判定される。
(1)可否判定は、「液圧偏差hPが所定圧hp未満であるか、否か」にて行われる。所定圧hpは、予め設定された所定値(定数)である。「hP<hp」の場合には「目標圧Ptの発生が可能であること(「可能状態」という)」が判定され、可否判定は肯定される。一方、「hP≧hp」の場合には「目標圧Ptの発生が不可能であること(「不可状態」という)」が判定され、可否判定は否定される。
(2)可否判定は、「電源電圧Vmが所定電圧vm以上であるか、否か」にて行われる。所定電圧vmは、予め設定された所定値(定数)である。「Vm≧vm」の場合には可能状態が判定され、「Vm<vm」の場合には不可状態が判定される。これは、電源電圧Vmが低い場合には、電気モータMAの出力が低下することに基づく。
(3)可否判定は、「モータ温度Tmが所定温度td未満であるか、否か」にて行われる。所定温度tmは、予め設定された所定値(定数)である。「Tm<tm」の場合には可能状態が判定され、「Tm≧tm」の場合には不可状態が判定される。これは、モータ温度Tmが高い場合には、電気モータMAの出力が低下することに基づく。
可否判定が肯定される場合には、ステップS140、S150にて、通常制御が実行される。ここで、「通常制御」は、図4を参照して説明した調圧制御であり、上部制動ユニットSAのみによって、目標圧Pt(=Pe)を実現するものである。従って、下部制動ユニットSBでは、下部電気モータMB、インレット弁VI、及び、アウトレット弁VOには、通電が行われて駆動されるが、制御弁UBには通電が行われず、その駆動は停止されている。
ステップS140にて、上部コントローラEAによって、上部アクチュエータYAが駆動される。具体的には、上部電気モータMAが駆動されて、還流路HKに上部循環流KNが発生される。そして、調圧弁UAが、上述した方法に基づいて駆動されて、供給圧Pmが、目標圧Pt(=Pe)に近付き、一致するように制御される。
ステップS150にて、下部コントローラEBによって、下部アクチュエータYBが駆動される。具体的には、下部電気モータMBが駆動されて、下部流体ポンプQBによって、調圧リザーバRBに流入した制動液BFが、インレット弁VIの上部に戻される。これは、横滑り防止制御でのホイール圧Pwの減少は、制動液BFが、ホイールシリンダCWから調圧リザーバRBに移動されることで実現されるが、調圧リザーバRBの容積は有限であることに基づく。ホイール圧Pwが継続して減少され得るように、流体ポンプQBによって、制動液BFが、調圧リザーバRBから汲み出される。
更に、ステップS150では、横滑り防止制御において、車体に作用するヨーモーメントを制御するために、各ホイール圧Pwが個別に調整される。ホイール圧Pwの個別調整は、供給圧Pmを元圧にして、上述したように、インレット弁VI、及び、アウトレット弁VOの駆動によって行われる。従って、ホイール圧Pwの調整可能な範囲は、供給圧Pm以下である。なお、通常制御では、横滑り防止制御の元圧Pe(要求圧)は、上部制動ユニットSAによって供給されるので、制御弁UBへの給電は停止され、その駆動は行われない。電気モータMBが駆動されるので、流体ポンプQBによって循環流KLは発生される。しかし、制御弁UBは全開状態にされているので、制御弁UBの下部(流体ポンプQBに対しては上流側)の液圧Pq(調整圧)は、制御弁UBの上部(流体ポンプQBに対しては下流側)の圧力Pm(供給圧)のままである(即ち、「Pm=Pq」)。
可否判定が否定される場合には、ステップS160、S170にて、補完制御が実行される。補完制御は、供給圧Pmが、目標圧Pt(即ち、要求圧Pe)に対して不足する場合に、その不足分を下部制動ユニットSBにて補う制御である。ステップS160にて、ステップS140と同様に、上部コントローラEAによって、上部アクチュエータYAが駆動される。ステップS170にて、液圧偏差hPに基づいて、下部コントローラEBによって、下部アクチュエータYBが駆動される。液圧偏差hPは、目標圧Pt(目標値)と供給圧Pm(実際値)との差であるため、要求圧Peに対する供給圧Pmの不足分を表す状態量である。従って、下部制動ユニットSBでは、液圧偏差hPに基づいて、制御弁UBへの供給電流Ibが制御される。横滑り防止制御の実行中は、電気モータMBが駆動されて、流体ポンプQBによって、下部循環流KLが発生されている。従って、供給電流Ibによって、制御弁UBの開弁量が減少されると、連絡路HSの流路が狭められるので、差圧が発生される。これにより、調整圧Pqが供給圧Pmから増加される。
制御弁UBへの供給電流Ib(「制御弁電流」という)は、供給電流演算ブロックXBに示すように、液圧偏差hP(制御弁UBによる差圧の目標値)に基づいて演算される(吹き出し部を参照)。具体的には、供給電流Ibは、予め設定された演算マップZibに基づいて、液圧偏差hPが大きいほど、大きくなるように制御される。従って、制御弁UBへの給電によって、調整圧Pqは、供給圧Pmから、液圧偏差hPの分だけ増加される。つまり、上部制動ユニットSAが、供給圧Peを達成できない場合には、その不足分が、下部制動ユニットSBによって補われる。なお、補完制御においても、各ホイール圧Pwの個別制御は、制御弁UBの下部に設けられたインレット弁VI、及び、アウトレット弁VOによって行われる。
要求圧Peが、上部制動ユニットSAによって実現される場合(即ち、供給圧Pmが要求圧Peに達する場合)には、下部制動ユニットSBでは、制御弁UBに給電が行われず、その全開状態が維持される。一方、供給圧Pmが、要求圧Peに対して不足する場合には、制御弁UBに給電が行われ、循環流KLが絞られることで、要求圧Peに対する供給圧Pmの不足分(即ち、液圧「Pe-Pm」)が、下部制動ユニットSBによって補われる。この補完制御により、上部制動ユニットSA(特に、上部電気モータMA、調圧弁UA)の出力が低下し、上部制動ユニットSAにて要求圧Peが実現できない場合であっても、要求圧Peは達成される。結果、横滑り防止制御の性能は確保され、車両JVの安定性が確実に維持される。
<他の実施形態>
以下、他の実施形態について説明する。他の実施形態においても、上記同様の効果(下部制動ユニットSBの共通化等)を奏する。
上述の実施形態では、要求圧Peが、下部制動ユニットSBにて演算され、上部制動ユニットSAに送信された。これに代えて、要求圧Peは、上部制動ユニットSAにて演算されてもよい。下部制動ユニットSBには、車輪速度Vw、ヨーレイトYr等の信号が入力されるので、横滑り防止制御の開始/終了の判定、及び、各ホイール圧Pwに対応する各必要圧Poの演算は、下部制動ユニットSBにて行われる。しかし、上部、下部制動ユニットSA、SBでは、通信バスBSにて信号が共有されているので、要求圧Peは、上部制動ユニットSAにて演算され得る。従って、要求圧Peは、必要圧Poに基づいて、上部、下部制動ユニットSA、SBのうちの何れかで演算される。
上述の実施形態では、2系統の制動系統として、前後型のものが採用された。これに代えて、2系統の制動系統として、ダイアゴナル型(「X型」ともいう)のものが採用されてもよい。該構成では、2つのマスタ室Rmのうちの一方が、左前輪ホイールシリンダ、及び、右後輪ホイールシリンダに接続され、2つのマスタ室Rmのうちの他方が、右前輪ホイールシリンダ、及び、左後輪ホイールシリンダに接続される。
上述の実施形態では、マスタシリンダCMとして、タンデム型のものが例示された。これに代えて、シングル型のマスタシリンダCMが採用されてもよい。該構成では、セカンダリマスタピストンNSが省略される。そして、1つのマスタ室Rmが、4つのホイールシリンダCWに接続される。該構成では、マスタシリンダCMから、同一の供給圧Pmf、Pmr(=Pm)が出力される。
シングル型のマスタシリンダCMが採用される構成では、マスタ室Rmが前輪ホイールシリンダCWfに接続され、調圧ユニットCAが後輪ホイールシリンダCWrに直接接続されてもよい。該構成では、マスタシリンダCMから、前輪供給圧Pmfが、前輪ホイールシリンダCWfに対して、前輪ホイール圧Pwfとして出力される。一方、調圧ユニットCAから、サーボ圧Puが、後輪ホイールシリンダCWrに対して、後輪供給圧Pmrとして出力される。
上述の実施形態では、アプライユニットAPにおいて、マスタ室Rmの受圧面積rm(マスタ面積)とサーボ室Ruの受圧面積ru(サーボ面積)とが等しく設定された。マスタ面積rmとサーボ面積ruとは等しくなくてもよい。マスタ面積rmとサーボ面積ruとが異なる構成では、サーボ面積ruとマスタ面積rmとの比率に基づいて、供給圧Pmとサーボ圧Puとの変換演算が可能である(即ち、「Pm・rm=Pu・ru」に基づく換算)。
<実施形態のまとめ>
以下、制動制御装置SCの実施形態についてまとめる。制動制御装置SCには、「制動要求量Bsに応じて供給圧Pmを電気的に出力する上部制動ユニットSA」と、「上部制動ユニットSAと複数のホイールシリンダCWとの間に配置され、供給圧Pmを複数のホイールシリンダCWの夫々に対して個別調整してホイール圧Pwを出力する下部制動ユニットSB」と、が備えられる。下部制動ユニットSBでは、ホイールシリンダCW毎に、供給圧Pmが、個別に増加、及び、減少されて、ホイール圧Pwの個別調整が可能である。
下部制動ユニットSBにて、横滑り防止制御が実行される場合には、横滑り防止制御の実行に必要な要求圧Peは、上部制動ユニットSAから供給される。つまり、上部制動ユニットSAから出力される供給圧Pmが、要求圧Peに達するまで増加される。例えば、制動要求量Bsが「0」であり、且つ、横滑り防止制御が実行されていない場合には、上部、下部制動ユニットSA、SBの両方の作動は停止され、ホイール圧Pwは発生されていない。この状態で、下部制動ユニットSBにて横滑り防止制御が実行される場合には、下部制動ユニットSBが作動されるだけではなく、要求圧Peを供給するために上部制動ユニットSAも作動される。ここで、横滑り防止制御は、ホイール圧Pwを自動的且つ個別に調整(即ち、増加、及び、減少)することによって、車両JVに作用するヨーモーメントを制御し、オーバステア及びアンダステアを抑制し、ステア特性を適正化する制御である。
要求圧Peは、複数のホイールシリンダCWの夫々に要求される必要圧Poのうちの最大値Max[Po]に基づいて決定される。例えば、下部制動ユニットSBにて、車輪速度Vw、操舵操作量Sk、ヨーレイトYr、横加速度Gy等に基づいて、複数のホイールシリンダCWの夫々に要求される必要圧Poが演算される。そして、複数の必要圧Poのうちの最大値に基づいて、要求圧Peが決定される。
制動制御装置SCでは、横滑り防止制御の元となる圧力(即ち、要求圧Pe)は、上部制動ユニットSAにて発生される。上部制動ユニットSAの定格出力は、急制動(急速で高いホイール圧を発生する制動)に対応しているため、横滑り防止制御に対しても十分である。上部制動ユニットSAによって、要求圧Peが供給されるので、車両の重量、慣性モーメント等が大きくても、下部制動ユニットSB(特に、下部電気モータMBの出力、下部流体ポンプQBの吐出量)には然程の定格出力は要求されない。つまり、下部制動ユニットSBの定格は、車両の諸元(重量、慣性モーメント、重心高、等)に依存することなく設定できる。このため、横滑り防止制御を実行する下部制動ユニットSBの共通化が図られる。
制動制御装置SCでは、上部制動ユニットSAが、供給圧Pmを要求圧Peにまで増加できない場合には、下部制動ユニットSBにて、補完制御が実行される。補完制御では、ホイール圧Pwが、供給圧Pmと要求圧Peとの偏差hP(液圧偏差)の分だけ増加される。例えば、下部制動ユニットSBには、電気モータMB、流体ポンプQB、及び、流体ポンプQBが吐出する循環流KLを絞ることで供給圧Pmを増加する制御弁UBが備えられる。補完制御では、電気モータMBに給電が行われ、流体ポンプQBから制動液BFの循環流KLが吐出される。そして、液圧偏差hPに基づいて決定された供給電流Ibが、制御弁UBに供給される。これにより、ホイール圧Pwが、液圧偏差hPの分だけ、供給圧Pmから増加される。つまり、上部制動ユニットSAが要求圧Peに対応する供給圧Pmを供給できない場合には、その不足分である液圧偏差hPが、下部制動ユニットSBにて増加される。補完制御によって要求圧Peは確実に達成されるので、上部制動ユニットSAに出力低下が生じても、横滑り防止制御の性能は確保される。なお、上部制動ユニットSAが、供給圧Pmを要求圧Peにまで増加できる場合には、制御弁UBには給電されないが、電気モータMBへの給電は行われる。これは、ホイール圧Pwを確実に減少するために、調圧リザーバRBに流入した制動液BFを、調圧リザーバRBから排出するためである。
SC…制動制御装置、BP…制動操作部材(ブレーキペダル)、CW…ホイールシリンダ、SA、SB…上部、下部制動ユニット、YA、YB…上部、下部アクチュエータ(流体ユニット)、EA、EB…上部、下部コントローラ(制御ユニット)、BS…通信バス、CM…マスタシリンダ、CA…調圧ユニット、UA…調圧弁、MA、MB…上部、下部電気モータ、QA、QB…上部、下部流体ポンプ、PM…供給圧センサ、UB…制御弁、VI…インレット弁、VO…アウトレット弁、Po…必要圧、Pe…要求圧(Poに基づく目標値)、Ps…指示圧(Bsに応じた目標値)、Pt…目標圧、Pu…サーボ圧、Pm…供給圧(PMの検出値)、Pw…ホイール圧、hP…液圧偏差(PtとPmとの差)、Bs…制動要求量、Ba…制動操作量、Gs…要求減速度。


Claims (3)

  1. 制動要求量に応じて供給圧を電気的に出力する上部制動ユニットと、
    前記上部制動ユニットと複数のホイールシリンダとの間に配置され、前記供給圧を前記複数のホイールシリンダの夫々に対して個別調整してホイール圧を出力する下部制動ユニットと、
    を備える車両の制動制御装置において、
    前記上部制動ユニットは、前記下部制動ユニットが横滑り防止制御を実行する場合には、前記横滑り防止制御の実行に必要な要求圧にまで前記供給圧を増加する、車両の制動制御装置。
  2. 請求項1に記載される車両の制動制御装置において、
    前記要求圧は、前記複数のホイールシリンダの夫々に要求される必要圧のうちの最大値に基づいて決定される、車両の制動制御装置。
  3. 請求項1又は請求項2に記載される車両の制動制御装置において、
    前記上部制動ユニットが、前記供給圧を前記要求圧にまで増加できない場合には、
    前記下部制動ユニットは、前記ホイール圧を、前記供給圧と前記要求圧との偏差の分だけ増加する、車両の制動制御装置。
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