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JP5761348B2 - ブレーキ制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、動力液圧源により加圧された作動液の液圧を調圧してホイールシリンダに伝達する制御液圧回路を備えたブレーキ制御装置に関する。
従来から、ブレーキペダルの踏力により加圧された作動液の液圧をホイールシリンダに伝達する踏力液圧回路と、動力液圧源により加圧された作動液の液圧をリニア制御弁により調圧してホイールシリンダに伝達する制御液圧回路とを並列に備え、通常時においては、制御液圧回路を使用する通常制御モードを選択し、何らかの異常が検出されている時においては、踏力液圧回路を使用した踏力液圧モードに切り換えるブレーキ制御装置が知られている。
通常制御モードにおいては、ブレーキ制御装置で発生させる要求制動力に基づいて目標液圧が演算され、目標液圧がホイールシリンダに伝達されるようにリニア制御弁の開度が制御される。こうしたブレーキペダルの踏力を使用しないブレーキ制御方式は、一般に、ブレーキバイワイヤ方式と呼ばれている。
通常制御モードにおいては、マスタシリンダとホイールシリンダとを連通するマスタ流路に設けられたマスタカット弁が遮断される一方、マスタシリンダとストロークシミュレータとを連通するシミュレータ流路に設けられたシミュレータカット弁が開弁される。これにより、ブレーキペダルの操作によりマスタシリンダからストロークシミュレータに向けて作動液が流出できるようになって、ブレーキペダルのストローク操作が可能になるとともに、ブレーキペダルの踏み込み量が大きくなるほど増大する操作反力が得られるようになる。
特許文献1には、ドライバーのブレーキ操作中、制動モードを変更する場合において、変更前の制動モードがシミュレータカット弁を閉弁するモードであった場合には、変更後の制動モードでも継続してシミュレータカット弁を閉弁する技術が記載されている。シミュレータカット弁は、踏力液圧モードにおいては閉弁状態に設定されることから、踏力液圧モードから通常制御モードに切り換える場合には、シミュレータカット弁の閉弁状態が維持される。これにより、モード切換時に、ブレーキペダルがドライバーの予想以上入り込んでしまうことを防止する。
特開2008−265515号公報
ブレーキ制御装置においては、イグニッションスイッチがオンすると制御システム(電子制御装置)が起動し、装置内に異常がなければ、通常制御モードによるブレーキ制御を選択する。ブレーキ制御装置には、イグニッションスイッチがオフの状態であっても、ブレーキペダルの操作が行われたときに、制御システムが起動するラピッド起動方式を採用したものも知られている。ラピッド起動した場合には、すでにドライバーがブレーキペダルを踏み込んでいるため、ブレーキペダルを踏み込んだ状態で踏力液圧モード(起動前の状態)から通常制御モードに変更される。こうしたラピッド起動方式を採用したブレーキ制御装置に、上記の特許文献1に提案された技術を適用した場合には、踏力液圧モードから通常制御モードに変更されても、シミュレータカット弁の閉弁状態が維持される。このため、ドライバーにとってブレーキ操作が硬く感じられ、良好なブレーキ操作フィーリングが得られない。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、ラピッド起動時におけるブレーキ操作フィーリングを向上させることを目的とする。
上記課題を解決する本発明の特徴は、複数の車輪のそれぞれに設けられ作動液の液圧を受けて車輪に制動力を与える複数のホイールシリンダ(42)と、ブレーキペダル(10)に入力された踏力により加圧された作動液の液圧を前記複数のホイールシリンダに伝達する踏力液圧回路(LR,LF)と、前記ブレーキペダルの操作とは無関係に作動液を加圧する動力液圧源(30)と、前記動力液圧源で加圧された作動液の液圧を調圧して前記複数のホイールシリンダに伝達する制御液圧回路(LC)と、前記ブレーキペダル操作に対して、その操作量に応じた反力を発生させつつブレーキペダル操作を許容するストロークシミュレータ(70)と、前記ストロークシミュレータを作動させながら前記制御液圧回路を使ってブレーキペダル操作量に応じた制動力を発生させる通常制御モードと、前記ストロークシミュレータの機能を停止させて前記踏力液圧回路を使って制動力を発生させる踏力液圧モードとを選択的に実行する電子制御装置(100)と、ブレーキペダル操作を契機として前記電子制御装置を起動させるラピッド起動手段(S15)とを備えたブレーキ制御装置において、
前記ラピッド起動手段により前記電子制御装置が起動した場合には、前記踏力液圧回路の作動液の液圧が、前記ブレーキペダルが踏み込まれていないときの液圧よりも高い値に設定された切換判定閾値よりも低下したか否かを判断し、前記作動液の液圧が前記切換判定閾値よりも低下したときに、前記ブレーキペダルの戻し操作途中であると判定して、前記踏力液圧モードから前記通常制御モードに切り換えるラピッド起動時モード切換制御手段(S17,S18,S16)を備えたことにある。
本発明のブレーキ制御装置は、踏力液圧回路と制御液圧回路とを備えており、電子制御装置により、制御液圧回路を使ってブレーキペダル操作量に応じた制動力を発生させる通常制御モードと、踏力液圧回路を使って制動力を発生させる踏力液圧モードとが選択的に実行される。踏力液圧回路は、ブレーキペダルに入力された踏力により加圧された作動液の液圧を複数のホイールシリンダに伝達する。この場合、例えば、踏力液圧回路を、互いに独立した前輪用踏力液圧回路と後輪用踏力液圧回路にて構成し、前輪に設けられるホイールシリンダには前輪用踏力液圧回路から作動液の液圧を伝達し、後輪に設けられるホイールシリンダには後輪用踏力液圧回路から作動液の液圧を伝達するとよい。
一方、制御液圧回路は、ブレーキペダルの操作とは無関係に作動液を加圧する動力液圧源で加圧された作動液の液圧を調圧して複数のホイールシリンダに伝達する。ホイールシリンダに伝達する液圧は、例えば、ブレーキペダル操作量に基づいてリニア制御弁により制御するとよい。
制御液圧回路を使って車輪に制動力を発生させる通常制御モードにおいては、踏力液圧回路を遮断する必要があるため、そのままでは、ブレーキペダル操作ができなくなることから、ストロークシミュレータが設けられる。ストロークシミュレータは、ブレーキペダル操作に対して、その操作量に応じた反力を発生させつつブレーキペダル操作を許容する。従って、通常制御モードにおいては、ストロークシミュレータが作動状態におかれる。一方、踏力液圧モードにおいては、ブレーキペダル操作により加圧された作動液を使って車輪に制動力を発生させるため、ストロークシミュレータを作動させる必要がなく、ストロークシミュレータの機能は停止される。
電子制御装置は、ブレーキ制御装置内の故障が検出されていない通常時においては、通常制御モードを実行し、ブレーキ制御装置内に何らかの故障が発生しているときには踏力液圧モードを実行する。また、電子制御装置が起動していないときには、踏力液圧回路が形成される。尚、電子制御装置に実行するブレーキの制動モードは、この2つのモードに限るものではなく、他の制動モードを含んでいてもよい。
電動車両あるいはハイブリッド車両においては、液圧によるブレーキ制動だけでなく、車輪の回転力でモータを発電させ、この発電電力をバッテリに回生させる回生制動を行っている。こうした回生制動を行う場合には、必要総制動力から回生制動分を除いた制動力を、液圧によるブレーキ制動力に設定することにより、車輪に適正な制動力を発生させることができる。従って、通常制御モードは、回生制動と組み合わせた、いわゆるブレーキ回生協調制御を行う場合に好適である。
ブレーキ制御装置における制御システムは、一般に、イグニッションスイッチがオンすると起動するが、本発明においては、イグニッションスイッチがオンしていない状態であっても、ラピッド起動手段がブレーキペダル操作を契機として電子制御装置を起動させる。
電子制御装置が起動する前においては、踏力液圧回路が形成されているため、ラピッド起動手段により電子制御装置が起動(以下、ラピッド起動と呼ぶ)したときには、ブレーキペダルを踏み込んだ状態で、制動モードが踏力液圧モードから通常モードに切り換わることになる。このモード切換時においては、ストロークシミュレータの作動が開始されるため、ラピッド起動時においては、そのモード切換タイミングがブレーキペダル操作フィーリングに大きく影響する。
そこで、本発明は、ラピッド起動時モード切換制御手段を備えている。ラピッド起動時モード切換制御手段は、電子制御装置がラピッド起動した場合には、踏力液圧回路の作動液の液圧が、ブレーキペダルが踏み込まれていないときの液圧よりも高い値に設定された切換判定閾値よりも低下したか否かを判断し、作動液の液圧が切換判定閾値よりも低下したときに、ブレーキペダルの戻し操作途中であると判定して、踏力液圧モードから通常制御モードに切り換える。つまり、電子制御装置がラピッド起動した場合には、ブレーキペダルの戻し操作が行われるまでは踏力液圧モードを継続させ、その戻し操作途中で通常制御モードに切り換える。
これにより、ストロークシミュレータの作動が開始されるときには、ドライバーがブレーキペダルを踏み込む踏力が少なくなっていることから、ドライバーに違和感を与えにくい。従って、本発明によれば、ラピッド起動時におけるブレーキ操作フィーリングを向上させることができる。また、モード切換タイミングを適正に設定することができ、ラピッド起動時におけるブレーキ操作フィーリングを更に向上させることができる。
本発明の他の特徴は、前記ラピッド起動手段により前記電子制御装置が起動した後、前記ブレーキペダルの戻し操作が行われていない場合であっても予め設定した制御液圧必要条件が成立した場合には、前記ストロークシミュレータの機能を停止させた状態で前記制御液圧回路を使って制動力を発生させるシミュレータ不作動制御液圧モードを実行するシミュレータ不作動制御液圧モード実行手段(S19,S20)を備えたことにある。
この場合、前記制御液圧必要条件は、車速が予め設定された設定速度を超えたことを条件とするとよい。
本発明においては、ブレーキペダルの所定の戻し操作が行われていない場合、例えば、ブレーキペダルの操作量が予め設定した切換判定閾値よりも低下していない場合であっても、予め設定した制御液圧必要条件が成立した場合には、シミュレータ不作動制御液圧モード実行手段が、ストロークシミュレータの機能を停止させた状態で制御液圧回路を使って制動力を発生させるシミュレータ不作動制御液圧モードを実行する。
ラピッド起動によりブレーキペダルが踏まれている状態であっても、例えば、坂路勾配の影響で車両が走行し始めた場合においては、ブレーキ回生協調制御等、制御液圧回路を用いた車輪制動を行う必要が生じることがある。この場合には、車速が予め設定された設定速度を超えたことを検出して、シミュレータ不作動制御液圧モードを実行するようにすればよい。従って、本発明によれば、制御液圧回路を使った車輪制動が必要となった場合には、速やかに所望の制動力を発生させることができる。
本発明の他の特徴は、前記踏力液圧モードから前記通常制御モードに切り換えるときの前記踏力液圧回路により発生している実制動力に基づいて、前記通常制御モードに切り換えた後における、ブレーキペダル操作量と目標制動力との関係を補正するための補正量を演算し、前記補正量に基づいて目標制動力を演算する切換時目標制動力演算手段(S41〜S54)を備えたことにある。
踏力液圧モードにおいては、ブレーキペダル操作量と制動力との関係が機械構成により一義的に決まっているが、通常制御モードにおいては、動力液圧源で加圧された作動液の液圧を調圧してホイールシリンダに伝達するため、ブレーキペダル操作量に応じた目標制動力を自由に設定することができる。電子制御装置は、通常制御モードを実行するためのブレーキペダル操作量と目標制動力との関係を記憶しており、通常制御モードにおいては、この関係に基づいてブレーキ操作量から目標制動力を演算し、この目標制動力が発生するように液圧を調整する。このため、通常制御モードでは、踏力液圧モードに比べて、小ストロークで大きな制動力を発生させることができる。踏力液圧モードと通常制御モードとにおいて、ブレーキペダル操作量と制動力との関係が相違すると、モード切換時に制動力が変動してしまう。
そこで、本発明は、切換時目標制動力演算手段を備えている。切換時目標制動力演算手段は、踏力液圧モードから通常制御モードに切り換えるときの踏力液圧回路により発生している実制動力に基づいて、ブレーキペダル操作量と目標制動力との関係を補正するための補正量を演算し、この補正量に基づいて目標制動力を演算する。例えば、踏力液圧回路により発生している実制動力が分かれば、その実制動力を発生させるために必要なブレーキペダル操作量を、踏力液圧モードと通常制御モードとのそれぞれにおいて求めることができる。各モードにおけるブレーキペダル操作量の差に基づいて補正量を設定すれば、ブレーキペダル操作量と目標制動力との関係を変更することができる。切換時目標制動力演算手段は、この補正量に基づいて通常制御モードにおける目標制動力を演算する。例えば、ブレーキペダル操作量を補正することにより、通常制御モードにおいても踏力液圧モードと同様な特性(ブレーキペダル操作量−制動力)で制動力を発生させることができる。
従って、本発明によれば、モード切換時に制動力が変動してしまうことを抑制することができる。
本発明の他の特徴は、前記切換時目標制動力演算手段は、前記ブレーキペダル操作量を前記補正量を使って補正するものであり、前記補正されたブレーキペダル操作量が予め設定した下限値を下回らないように補正量を更新する補正量更新手段(S53,S55)を備えたことにある。
通常制御モードでは、踏力液圧モードに比べて、小ストロークで大きな制動力が発生するように、ブレーキペダル操作量と目標制動力との関係が設定されている場合、ブレーキペダル操作量を補正すると、補正されたブレーキペダル操作量は、実際のブレーキペダル操作量に比べて小さくなる。従って、ブレーキペダルが戻し操作されると、その途中で、補正されたブレーキペダル操作量が、ブレーキペダルの操作量範囲(例えば、ストローク範囲)よりも小さな値となることがある。こうしたケースでは、その後、ブレーキペダルが踏み込まれた場合には、補正されたブレーキペダル操作量が操作量範囲に入ってから制動力が発生することになるため、制動力の立ち上がりが遅れてしまう。
そこで、本発明においては、補正量更新手段が、補正されたブレーキペダル操作量が予め設定した下限値を下回らないように補正量を更新する。これにより、ブレーキペダル操作に対して制動力の発生が遅れないようにすることができる。
本発明の他の特徴は、前記ストロークシミュレータは、前記踏力液圧回路を開閉する踏力遮断弁(65)よりも踏力液圧発生源(22)側の前記踏力液圧回路から分岐したシミュレータ用流路(71)に接続され、前記シミュレータ用流路に設けられたシミュレータ用開閉弁(72)が開弁されている状態でブレーキ操作量に応じた量の作動液を導入して前記反力を発生させるものであり、前記踏力液圧モードから前記通常制御モードに切り換える際に、前記踏力液圧回路における前記シミュレータ用流路の分岐位置より前記ホイールシリンダ側に設けられる弁(65)を閉弁した状態で、前記シミュレータ用開閉弁を開弁する弁作動タイミング設定手段(S32,S33)を備えたことにある。
本発明では、踏力液圧モードにおいては、踏力液圧回路に設けられた踏力遮断弁が開弁状態に設定され、シミュレータ用流路に設けられたシミュレータ用開閉弁が閉弁状態に設定される。これにより、ストロークシミュレータの機能が停止される。一方、通常制御モードにおいては、踏力遮断弁が閉弁状態、シミュレータ用開閉弁が開弁状態に設定される。これにより、ストロークシミュレータがブレーキ操作量に応じた量の作動液を導入して反力を発生させる。踏力液圧モードから通常制御モードに切り換えるとき、踏力遮断弁を閉弁する前にシミュレータ用開閉弁を開弁してしまうと、ホイールシリンダや踏力液圧回路に導入されていた作動液がストロークシミュレータに流れ込み、作動液の流れ込みによる音を発するおそれがある。
そこで、本発明においては、踏力液圧モードから通常制御モードに切り換える際に、弁作動タイミング設定手段が、踏力液圧回路におけるシミュレータ用流路の分岐位置よりホイールシリンダ側に設けられる弁を閉弁した状態で、シミュレータ用開閉弁を開弁する。例えば、踏力遮断弁を閉弁した後に、シミュレータ用開閉弁を開弁する。これにより、シミュレータ用開閉弁の開弁時にストロークシミュレータに多量の作動液が流れ込まないようになり、作動液の流れ込みによる音の発生を低減することができる。
尚、上記説明においては、発明の理解を助けるために、実施形態に対応する発明の構成に対して、実施形態で用いた符号を括弧書きで添えているが、発明の各構成要件は前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。
本実施形態におけるブレーキ制御装置の概略システム構成図である。 通常制御モードにおける制御液圧回路およびシミュレータ液圧回路を表す液圧回路図である。 踏力液圧モードにおける踏力液圧回路を表す液圧回路図である。 制動モード設定ルーチンを表すフローチャートである。 シミュレータ不作動制御液圧モードにおける制御液圧回路を表す液圧回路図である。 通常制御モード切換ルーチンを表すフローチャートである。 ブレーキペダル操作量と目標制動力との関係を表すグラフである。 ストローク補正初期値演算ルーチンを表すフローチャートである。 目標制動力演算ルーチンを表すフローチャートである。 ペダルストロークと制動力との推移を表すグラフである。 検出ストロークと補正後ストロークとの関係を表すグラフである。 変形例としてのブレーキ制御装置におけるペダル踏力入力部の概略構成図である。 変形例のストロークシミュレータの通常制御モードにおける作動説明図である。 変形例のストロークシミュレータの踏力液圧モードにおける作動説明図である。
以下、本発明の一実施形態に係るブレーキ制御装置について図面を用いて説明する。図1は、本実施形態に係るブレーキ制御装置の概略システム構成図である。
本実施形態のブレーキ制御装置は、ブレーキペダル10と、マスタシリンダユニット20と、動力液圧発生装置30と、液圧制御弁装置50と、各車輪にそれぞれ設けられるディスクブレーキユニット40FR,40FL,40RR,40RLと、ブレーキ制御を司るブレーキECU100とを備える。ディスクブレーキユニット40FR,40FL,40RR,40RLは、ブレーキディスク41FR,41FL,41RR,41RLとブレーキキャリパに内蔵されたホイールシリンダ42FR,42FL,42RR,42RLとを備える。尚、車輪毎に設けられる構成については、その符号の末尾に、右前輪についてはFR、左前輪についてはFL、右後輪についてはRR、左後輪についてはRLを付しているが、以下、車輪位置を特定しない場合には、末尾の符号を省略する。
ホイールシリンダ42FR,42FL,42RR,42RLは、液圧制御弁装置50に接続され、液圧制御弁装置50から供給される作動液(ブレーキフルード)の液圧が伝達され、この液圧により、車輪と共に回転するブレーキディスク41FR,41FL,41RR,41RLにブレーキパッドを押し付けて車輪に制動力を付与する。
マスタシリンダユニット20は、液圧ブースタ21、マスタシリンダ22、レギュレータ23、リザーバ24を備える。液圧ブースタ21は、ブレーキペダル10に連結されており、ブレーキペダル10に加えられたペダル踏力を増幅してマスタシリンダ22に伝達する。液圧ブースタ21は、動力液圧発生装置30からレギュレータ23を介して作動液が供給されることにより、ペダル踏力を増幅してマスタシリンダ22に伝達する。マスタシリンダ22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22とレギュレータ23との上部には、作動液を貯留するリザーバ24が設けられている。マスタシリンダ22は、ブレーキペダル10の踏み込みが解除されているときにリザーバ24と連通する。レギュレータ23は、リザーバ24と動力液圧発生装置30のアキュムレータ32との双方に連通し、リザーバ24を低圧源とするとともにアキュムレータ32を高圧源として、マスタシリンダ圧とほぼ等しい液圧を発生する。以下、レギュレータ23の液圧を、レギュレータ圧と呼ぶ。尚、マスタシリンダ圧とレギュレータ圧とは厳密に同一にする必要はなく、例えば、レギュレータ圧をマスタシリンダ圧よりも若干高圧になるように設定してもよい。
動力液圧発生装置30は、動力液圧源であって、ポンプ31とアキュムレータ32とを備える。ポンプ31は、その吸入口がリザーバ24に接続され、吐出口がアキュムレータ32に接続され、モータ33を駆動することにより作動液を加圧する。アキュムレータ32は、ポンプ31により加圧された作動液の圧力エネルギーを窒素等の封入ガスの圧力エネルギーに変換して蓄える。また、アキュムレータ32は、マスタシリンダユニット20に設けられたリリーフバルブ25に接続されている。リリーフバルブ25は、作動液の圧力が異常に高まった場合には、開弁して作動液をリザーバ24に戻す。
このように、ブレーキ制御装置は、ホイールシリンダ42に作動液の液圧を付与する液圧源として、ドライバーのブレーキ踏力(ブレーキペダル10を踏み込む力)を利用したマスタシリンダ22、レギュレータ23と、ドライバーのブレーキ踏力とは無関係に液圧を付与する動力液圧発生装置30とを備えている。マスタシリンダ22、レギュレータ23、動力液圧発生装置30は、マスタ配管11、レギュレータ配管12、アキュムレータ配管13を介してそれぞれ液圧制御弁装置50に接続される。また、リザーバ24は、リザーバ配管14を介して液圧制御弁装置50に接続される。
液圧制御弁装置50は、各ホイールシリンダ42FR,42FL,42RR,42RLに接続される4つの個別流路51FR,51FL,51RR,51RLと、個別流路51FR,51FL,51RR,51RLを連通する主流路52と、主流路52とマスタ配管11とを接続するマスタ流路53と、主流路52とレギュレータ配管12とを接続するレギュレータ流路54と、主流路52とアキュムレータ配管13とを接続するアキュムレータ流路55とを備える。マスタ流路53とレギュレータ流路54とアキュムレータ流路55とは、主流路52に対して並列に接続される。
各個別流路51FR,51FL,51RR,51RLには、その途中にそれぞれABS保持弁61FR,61FL,61RR,61RLが設けられる。ABS保持弁61は、ソレノイドの非通電時にスプリングの付勢力により開弁状態を維持し、ソレノイドの通電中においてのみ閉弁状態となる常開式電磁開閉弁である。ABS保持弁61は、開弁状態においては、作動液を双方向に流すことができ方向性を有さない。
また、各個別流路51FR,51FL,51RR,51RLには、ABS保持弁61FR,61FL,61RR,61RLと並列にリターンチェック弁62FR,62FL,62RR,62RLが設けられる。リターンチェック弁62は、主流路52からホイールシリンダ42に向かう作動液の流れを遮断し、ホイールシリンダ42から主流路52に向かう作動液の流れを許容する弁である。つまり、ホイールシリンダ42の液圧(ホイールシリンダ圧と呼ぶ)が主流路52の液圧よりも高圧となる場合に機械的に弁体が開いてホイールシリンダ42の作動液を主流路52側に流し、ホイールシリンダ圧が主流路52の液圧と等しくなると弁体が閉弁するように構成されている。従って、ABS保持弁61が閉弁されてホイールシリンダ圧が保持されているときに、主流路52における制御液圧が低下してホイールシリンダ圧を下回った場合には、ABS保持弁61を閉弁状態に維持したままホイールシリンダ圧を主流路52の制御液圧にまで減圧することができる。
また、各個別流路51FR,51FL,51RR,51RLには、それぞれ減圧用個別流路56FR,56FL,56RR,56RLが接続される。各減圧用個別流路56は、リザーバ流路57に接続される。リザーバ流路57は、リザーバ配管14を介してリザーバ24に接続される。各減圧用個別流路56FR,56FL,56RR,56RLには、その途中にそれぞれABS減圧弁63FR,63FL,63RR,63RLが設けられている。各ABS減圧弁63は、ソレノイドの非通電時にスプリングの付勢力により閉弁状態を維持し、ソレノイドの通電中においてのみ開弁状態となる常閉式電磁開閉弁である。各ABS減圧弁63は、開状態において作動液をホイールシリンダ42から減圧用個別流路56を介してリザーバ流路57に流すことでホイールシリンダ圧を低下させる。
ABS保持弁61およびABS減圧弁63は、車輪がロックしてスリップした場合に、ホイールシリンダ圧を下げて車輪のロックを防止するアンチロックブレーキ制御の作動時などにおいて開閉制御される。
主流路52には、その途中に連通弁64が設けられる。連通弁64は、ソレノイドの非通電時にスプリングの付勢力により閉弁状態を維持し、ソレノイドの通電中においてのみ開弁状態となる常閉式電磁開閉弁である。主流路52は、連通弁64を境として、一方側がマスタ流路53に接続される第1主流路521、他方側がレギュレータ流路54およびアキュムレータ流路55に接続される第2主流路522に区分けされる。連通弁64が閉弁状態にあるときには、第1主流路521と第2主流路522との間の作動液の流通が遮断され、連通弁64が開弁状態にあるときには、第1主流路521と第2主流路522との間の作動液の流通が双方向に許容される。
マスタ流路53には、その途中にマスタカット弁65が設けられる。マスタカット弁65は、ソレノイドの非通電時にスプリングの付勢力により開弁状態を維持し、ソレノイドの通電中においてのみ閉弁状態となる常開式電磁開閉弁である。マスタカット弁65が閉弁状態にあるときには、マスタシリンダ22と第1主流路521との間の作動液の流通が遮断され、マスタカット弁65が開弁状態にあるときには、マスタシリンダ22と第1主流路521との間の作動液の流通が双方向に許容される。
マスタ流路53には、マスタカット弁65が設けられる位置よりもマスタシリンダ22側において、シミュレータ流路71が分岐して設けられる。シミュレータ流路71には、シミュレータカット弁72を介してストロークシミュレータ70が接続される。シミュレータカット弁72は、ソレノイドの非通電時にスプリングの付勢力により閉弁状態を維持し、ソレノイドの通電中においてのみ開弁状態となる常閉式電磁開閉弁である。シミュレータカット弁72が閉弁状態にあるときには、マスタ流路53とストロークシミュレータ70との間の作動液の流通が遮断され、シミュレータカット弁72が開弁状態にあるときには、マスタ流路53とストロークシミュレータ70との間の作動液の流通が双方向に許容される。
ストロークシミュレータ70は、複数のピストンやスプリングを備えており、シミュレータカット弁72が開弁状態にあるときに、ブレーキ操作量に応じた量の作動液を内部に導入してブレーキペダル10のストローク操作を可能にするとともに、ペダル操作量に応じた反力を発生させて、ドライバーのブレーキ操作フィーリングを良好にするものである。
レギュレータ流路54には、その途中にレギュレータカット弁66が設けられる。レギュレータカット弁66は、ソレノイドの非通電時にスプリングの付勢力により開弁状態を維持し、ソレノイドの通電中においてのみ閉弁状態となる常開式電磁開閉弁である。レギュレータカット弁66が閉弁状態にあるときには、レギュレータ23と第2主流路522との間の作動液の流通が遮断され、レギュレータカット弁66が開弁状態にあるときには、レギュレータ23と第2主流路522との間の作動液の流通が双方向に許容される。
アキュムレータ流路55には、その途中に増圧リニア制御弁67が設けられる。また、アキュムレータ流路55が接続される第2主流路522は、減圧リニア制御弁68を介してリザーバ流路57に接続される。増圧リニア制御弁67および減圧リニア制御弁68は、ソレノイドの非通電時にスプリングの付勢力により閉弁状態を維持し、ソレノイドへの通電量(電流値)の増加にしたがって開度を増加させる常閉式電磁リニア制御弁である。増圧リニア制御弁67および減圧リニア制御弁68は、スプリングが弁体を閉弁方向に付勢する力と、一次側(入口側)と二次側(出口側)の差圧により弁体が開弁方向に付勢される力との差分である閉弁力により閉弁状態を維持し、ソレノイドへの通電により発生する弁体を開弁させる力が、この閉弁力を上回った場合に、弁体に働く力のバランスに応じた開度で開弁する。従って、ソレノイドへの通電量(電流値)を制御することにより開度を調整することができる。
動力液圧発生装置30および液圧制御弁装置50は、ブレーキECU100により駆動制御される。ブレーキECU100は、CPU,RAM,ROM,入出力インターフェース等を備えたマイコン100aと、ポンプ駆動回路、電磁弁駆動回路、センサ駆動回路などを備えた駆動回路100bと、マイコン100a,駆動回路100bに車載バッテリ(図示略)から電力を供給する電源回路100cを含んで構成されている。液圧制御弁装置50に設けられた電磁開閉弁、電磁リニア制御弁は、全てブレーキECU100に接続され、駆動回路100bから出力されるソレノイド駆動信号により開閉状態および開度(電磁リニア制御弁の場合)が制御される。また、動力液圧発生装置30に設けられたモータ33についても、ブレーキECU100に接続され、駆動回路100bから出力されるモータ駆動信号により駆動制御される。
液圧制御弁装置50には、アキュムレータ圧センサ101、レギュレータ圧センサ102、制御圧センサ103が設けられる。アキュムレータ圧センサ101は、増圧リニア制御弁67よりも動力液圧発生装置30側(上流側)のアキュムレータ流路55における作動液の圧力であるアキュムレータ圧Paccを検出する。アキュムレータ圧センサ101は、検出したアキュムレータ圧Paccを表す信号をブレーキECU100のマイコン100aに出力する。レギュレータ圧センサ102は、レギュレータカット弁66よりもレギュレータ23側(上流側)のレギュレータ流路54における作動液の圧力であるレギュレータ圧Pregを検出する。レギュレータ圧センサ102は、検出したレギュレータ圧Pregを表す信号をブレーキECU100のマイコン100aに出力する。制御圧センサ103は、第1主流路521における作動液の圧力である制御圧Pconを表す信号をブレーキECU100のマイコン100aに出力する。
また、ブレーキECU100には、ペダルストロークセンサ104と、ペダルスイッチ105と、カーテシスイッチ106と、車速センサ107と、イグニッションスイッチ108が接続される。ペダルストロークセンサ104は、ブレーキペダル10の踏み込み量(操作量)であるペダルストロークを検出し、検出したペダルストロークSpを表す信号をブレーキECU100のマイコン100aに出力する。ペダルスイッチ105は、ブレーキペダル10が設定位置に踏み込まれたときにオンして図示しないストップランプを点灯させるためのスイッチであり、スイッチ状態Sw1を表す信号(ペダルスイッチ信号Sw1と呼ぶ)をブレーキECU100のマイコン100aに出力する。このペダルスイッチ信号Sw1は、後述するラピッド起動のトリガとしても利用される。カーテシスイッチ106は、車両のドアの開閉状態に応じた信号を出力するスイッチであり、スイッチ状態Sw2を表す信号(ドアスイッチ信号Sw2と呼ぶ)をブレーキECU100のマイコン100aに出力する。車速センサ107は、車速Vxを表す信号をブレーキECU100のマイコン100aに出力する。イグニッションスイッチ108は、車両を起動させるためのイグニッション信号IGを車両内の各種のECUに出力する。このイグニッション信号は、ブレーキECU100のマイコン100aにも入力される。
次に、ブレーキECU100が実行するブレーキ制御について説明する。本実施形態においては、基本的には、通常制御モードと踏力液圧モードとの少なくとも2つの制動モードが設定されており、ブレーキECU100が、この制動モードを切り換える。また、後述するが、ラピッド起動時において、踏力液圧モードを実行中に制御液圧必要条件が成立した場合には、シミュレータ不作動制御液圧モードが実行される。
本実施形態のブレーキ制御装置が設けられる車両は、バッテリ電源により駆動されるモータと、ガソリン燃料により駆動される内燃機関とを備えたハイブリッド車両である。ハイブリッド車両においては、車輪の回転力でモータを発電させ、この発電電力をバッテリに回生させることにより制動力を得る回生制動を行っている。こうした回生制動を行う場合には、車両を制動させるために必要な総制動力から回生による制動力分を除いた制動力をブレーキ制御装置で発生させることにより、回生制動と液圧制動とを併用したブレーキ回生協調制御を行うことができる。
ブレーキ回生協調制御は、通常制御モードにおいて実行される。通常制御モードにおいては、ドライバーがブレーキペダル10を踏み込んだ踏力は、ブレーキ操作量の検出用に使用されるだけで、ホイールシリンダ42に伝達されず、代わりに、動力液圧発生装置30の出力する液圧がリニア制御弁67,68により調圧されてホイールシリンダ42に伝達される。一方、踏力液圧モードは、ブレーキ制御装置内において何らかの異常が発生しているときに実行される制動モードであって、ブレーキペダル踏力により加圧された液圧がホイールシリンダ42に伝達される。ブレーキECU100は、液圧制御弁装置50により作動液の流れる流路を切り換えることにより、通常制御モードと踏力液圧モードとを切り換える。尚、通常制御モードは、異常が検出されていない通常時に行われる制動モードであって、必ずしもブレーキ回生協調制御を実行することを必須としない。
通常制御モードにおいては、マスタカット弁65およびレギュレータカット弁66は、ソレノイドへの通電により閉弁状態に維持され、連通弁64およびシミュレータカット弁72は、ソレノイドへの通電により開弁状態に維持される。また、増圧リニア制御弁67および減圧リニア制御弁68は、ソレノイドが通電制御状態におかれて、通電量に応じた開度に制御される。また、ABS保持弁61およびABS減圧弁63については、アンチロックブレーキ制御など必要に応じて開閉され、通常は、ABS保持弁61は開弁状態に維持され、ABS減圧弁63は閉弁状態に維持される。
通常制御モードにおいては、マスタカット弁65およびレギュレータカット弁66が閉弁されるため、マスタシリンダユニット20から出力される液圧は、ホイールシリンダ42に伝達されない。また、連通弁64が開弁状態に維持され、増圧リニア制御弁67および減圧リニア制御弁68が通電制御状態におかれる。従って、通常制御モードにおいては、図2に示すように、動力液圧発生装置30と4輪のホイールシリンダ42とを連通する制御液圧回路LCが形成される。このため、動力液圧発生装置30の出力する液圧(アキュムレータ圧)が増圧リニア制御弁67と減圧リニア制御弁68により調圧されて4輪のホイールシリンダ42に伝達される。この場合、各ホイールシリンダ42は、主流路52により連通されているため、ホイールシリンダ圧が4輪全て同じ値となる。このホイールシリンダ圧は、制御圧センサ103により検出することができる。
また、通常制御モードにおいては、ブレーキECU100は、シミュレータカット弁72を開弁状態に維持する。これにより、図2に示すように、マスタシリンダ22とストロークシミュレータ70とを連通するシミュレータ液圧回路LSが形成される。従って、ドライバーのブレーキペダル10の踏み込み操作に伴って、マスタシリンダ22から送出される作動液がシミュレータ流路71を通ってストロークシミュレータ70に供給される。これにより、ドライバーのペダル踏力に応じた反力をブレーキペダル10に作用させることができ、ドライバーに対して良好なペダル操作フィーリングを与えることができる。
ブレーキECU100は、制動要求を受けてブレーキ回生協調制御を開始する。制動要求は、例えばドライバーがブレーキペダル10を踏み込み操作した場合など、車両に制動力を付与すべきときにおいて発生する。ブレーキECU100は、制動要求を受けると、ペダルストロークセンサ104により検出されるペダルストロークSpに基づいて目標制動力を演算する。目標制動力は、ペダルストロークSpが大きいほど大きな値に設定される。尚、目標制動力は、ペダルストロークSpに代えてレギュレータ圧センサ102により検出されるレギュレータ圧Pregに基づいて設定されてもよいし、ペダルストロークSpとレギュレータ圧Pregとの両方に基づいて設定されてもよい。
ブレーキECU100は、演算した目標制動力を表す情報をハイブリッドECU(図示略)に送信する。ハイブリッドECUは、目標制動力のうち、電力回生により発生させた制動力を演算して、その演算結果である回生制動力を表す情報をブレーキECU100に送信する。これにより、ブレーキECU100は、目標制動力から回生制動力を減算することによりブレーキ制御装置で発生させるべき制動力である目標液圧制動力を演算する。ハイブリッドECUで行う電力回生により発生する回生制動力は、モータの回転速度により変化するだけでなく、バッテリの充電状態(SOC)等によっても回生電流制御により変化する。従って、目標制動力から回生制動力を減算することにより、適切な目標液圧制動力を演算することができる。
ブレーキECU100は、演算した目標液圧制動力に基づいて、各ホイールシリンダ42の目標液圧を演算し、ホイールシリンダ圧が目標液圧と等しくなるように、フィードバック制御により増圧リニア制御弁67と減圧リニア制御弁68の駆動電流を制御する。つまり、制御圧センサ103により検出される制御圧Pcon(=ホイールシリンダ圧)が目標液圧に追従するように、増圧リニア制御弁67と減圧リニア制御弁68の各ソレノイドに流す電流を制御する。
これにより、作動液が動力液圧発生装置30から増圧リニア制御弁67を介して各ホイールシリンダ42に供給され、車輪に制動力が発生する。また、必要に応じてホイールシリンダ42から作動液が減圧リニア制御弁68を介して排出され、車輪に発生する制動力が調整される。
また、ブレーキECU100は、アキュムレータ圧センサ101により検出されるアキュムレータ圧Paccを所定の周期で読み込み、アキュムレータ圧Paccが予め設定した最低設定圧を下回る場合にはモータ33を駆動してポンプ31により作動液を加圧し、常にアキュムレータ圧Paccが設定圧範囲内に維持されるように制御する。尚、このモータ33の制御については、通常制御モードだけでなく踏力液圧モードにおいても実施される。
尚、ブレーキECU100は、制動要求を受けていない場合においては、通常制御モードから非制動モードに切り換える。非制動モードにおいては、マスタカット弁65、レギュレータカット弁66、連通弁64は、それぞれ開弁状態に維持され、シミュレータカット弁72、増圧リニア制御弁67、減圧リニア制御弁68は、閉弁状態に維持される。
次に、踏力液圧モードについて説明する。踏力液圧モードにおいては、液圧制御弁装置50における電磁開閉弁および電磁リニア制御弁への通電が停止される。従って、常開式電磁弁であるマスタカット弁65、レギュレータカット弁66は、開弁状態に維持される。また、常閉式電磁弁である連通弁64、シミュレータカット弁72、および、常閉式電磁リニア弁である増圧リニア制御弁67、減圧リニア制御弁68は、閉弁状態に維持される。また、ABS保持弁61は開弁状態に維持され、ABS減圧弁63は閉弁状態に維持される。
このため、踏力液圧モードにおいては、動力液圧発生装置30と各ホイールシリンダ42との連通が遮断され、代わりに、図3に示すように、マスタシリンダ22と前輪のホイールシリンダ42FR,42FLとを連通する前輪踏力液圧回路LF、および、レギュレータ23と後輪のホイールシリンダ42RR,42RLとを連通する後輪踏力液圧回路LRが形成される。前輪踏力液圧回路LFと後輪踏力液圧回路LRとは、連通弁64が閉弁状態に維持されることから互いに独立して設けられることになる。従って、マスタシリンダ圧が前輪のホイールシリンダ42FR,42FLに伝達され、レギュレータ圧が後輪のホイールシリンダ42RR,42RLに伝達される。
踏力液圧モードは、ブレーキ制御装置内において何らかの異常が検出されているときに実行される制動モードである。従って、通常の(異常が検出されていない時の)制動時においては、通常制御モードが選択される。また、ブレーキ制御装置がシステム停止している状態、つまり、ブレーキECU100が起動していない状態においては、液圧制御弁装置50に作動用電力が供給されないため、踏力液圧モードと同じ前輪踏力液圧回路LFと後輪踏力液圧回路LRが形成される。
次に、ブレーキ制御装置のシステム起動、および、起動時における制動モードの設定処理について説明する。図4は、ブレーキECU100(マイコン100a)の実行する制動モード設定ルーチンを表すフローチャートである。この制動モード設定ルーチンは、制御システムが起動していない状態から開始されるものである。
ブレーキECU100は、イグニッションスイッチ108、カーテシスイッチ106、ペダルスイッチ105の何れかがオンするまで待機する(S11〜S13)。つまり、イグニッションスイッチ108がオン操作される、あるいは、車両のドアが開けられる、あるいは、ブレーキペダル10が踏み込まれるまで待機する。この待機中においては、まだ制御システムが起動していない。
ブレーキECU100は、制御システムが起動していない状態においては、電源回路100cがマイコン100aおよび駆動回路100bへの電力供給を停止した状態となっている。従って、制御システムが起動していない状況においては、液圧制御弁装置50の各電磁開閉弁および電磁リニア制御弁は、非通電状態におかれるため踏力液圧モードと同じ開閉状態に維持される。
イグニッションスイッチ108、カーテシスイッチ106、ペダルスイッチ105の何れかがオンすると、ブレーキECU100の電源回路100cが作動して、電源回路100cからマイコン100aに電力が供給される。これによりマイコン100aが起動する。マイコン100aは、所定の初期診断を行った後に、電源回路100cから駆動回路100bへの電力供給を開始させる。こうして、ブレーキECU100において、制御システムが起動する(S14,S15)。
マイコン100aは、制御システムを起動した契機が、イグニッションスイッチ108のオンによるものか(S11)、カーテシスイッチ106のオンによるものか(S12)、ペダルスイッチ105のオンによるものか(S13)を判断し、イグニッションスイッチ108あるいはカーテシスイッチ106のオンにより制御システムが起動した場合(S11orS12:Yes)と、ペダルスイッチ105のオンにより制御システムが起動した場合(S13:Yes)とで、異なった制動モードを設定する。
ペダルスイッチ105のオンにより制御システムが起動することをラピッド起動と呼ぶ。イグニッションスイッチ108あるいはカーテシスイッチ106のオンにより制御システムが起動することを、ラピッド起動と区別するために、ここでは通常起動と呼ぶ。
ブレーキECU100は、通常起動時においては、ステップS16において、制動モードを通常制御モードに設定して制動モード設定ルーチンを終了する。この場合、ブレーキペダル10が踏み込まれていないため、その後、ブレーキペダル10が踏み込まれたとき、通常制御モードによるブレーキ制御が行われることになる。
一方、ラピッド起動時においては、ブレーキECU100は、ステップS17において、制動モードを踏力液圧モードに設定する。この場合、液圧制御弁装置50の各電磁開閉弁およびリニア制御弁の開閉状態は、起動前における状態と同じである。従って、マスタシリンダ圧が前輪のホイールシリンダ42FR,42FLに伝達され、レギュレータ圧が後輪のホイールシリンダ42RR,42RLに伝達される。この場合、ドライバーは、何ら違和感を覚えることなくブレーキペダル10の踏み込み操作を継続することができる。
続いて、ブレーキECU100は、ステップS18において、制御圧センサ103により検出される制御圧Pconを読み込み、この制御圧Pconが予め設定された切換判定閾値P0よりも小さいか否かを判断する。ブレーキECU100は、制御圧Pconが切換判定閾値P0以上である場合には、ステップS19において、車速センサ107により検出される車速Vxを読み込み、車速Vxがゼロより大きいか否かを判断する。ブレーキECU100は、車速Vxがゼロである場合、つまり、車両が停止している場合(S19:No)には、その処理をステップS18に戻す。
こうして、ブレーキECU100は、ステップS18とステップS19の判断を繰り返す。切換判定閾値P0は、ブレーキペダル10が軽く踏まれているときに検出される値に設定されており、ブレーキペダル10が踏まれていないときの制御圧Pconより大きな値に設定されている。従って、ブレーキペダル10の戻し操作途中に、制御圧Pconが切換判定閾値P0を下回るようになっている。
ラピッド起動後、ドライバーがブレーキペダル10を踏み込んでいる力を緩めて、ブレーキペダル10が戻り始めると、それに応じて制御圧Pconが低下する。ブレーキECU100は、ステップS18において、制御圧Pconが切換判定閾値P0を下回ったと判定したとき、その処理をステップS16に進めて、制動モードを踏力液圧モードから通常制御モードに切り換える。従って、ブレーキペダル10の戻し操作途中において、制動モードが、踏力液圧モードから通常制御モードに切り換えられる。
これにより、前輪踏力液圧回路LFと後輪踏力液圧回路LRとが遮断され、制御液圧回路LCとシミュレータ液圧回路LSとが形成される。こうして、動力液圧発生装置30の出力する液圧(アキュムレータ圧)が増圧リニア制御弁67と減圧リニア制御弁68により調圧されて4輪のホイールシリンダ42に伝達される。また、マスタシリンダ22から送出される作動液がストロークシミュレータ70に供給される。従って、ブレーキECU100は、この時点から速やかにブレーキ回生協調制御などの制動制御を実行することができる。
このモード切換時においては、マスタシリンダ22からストロークシミュレータ70に作動液が流れることになるが、ドライバーがブレーキペダル10を戻している途中であり、踏力が少なくなっている。従って、ドライバーは、ストロークシミュレータ70の作動による反力の変動を感じにくく、違和感なくブレーキペダル10の戻し操作を行うことができる。これにより、制御モードの切換時におけるペダル操作フィーリングを良好にすることができる。
一方、制御圧Pconが切換判定閾値P0を下回るよりも先に、車速Vxがゼロより大きくなった場合、つまり、車両が動き始めた場合には、ブレーキECU100は、ステップS19において「Yes」と判定して、その処理をステップS20に進める。ブレーキECU100は、ステップS20において、制動モードをシミュレータ不作動制御液圧モードに設定する。
シミュレータ不作動制御液圧モードは、通常制御モードに比べてシミュレータカット弁72が閉弁状態に維持される点のみにおいて異なる。従って、図5に示すように、制御液圧回路LCが形成され、動力液圧発生装置30の出力する液圧が増圧リニア制御弁67と減圧リニア制御弁68により調圧されて4輪のホイールシリンダ42に伝達される一方で、シミュレータ液圧回路LSが遮断されているため、ストロークシミュレータ70が不作動状態となる。
ラピッド起動によりブレーキペダル10が踏まれている状態であっても、例えば、坂路勾配の影響で車両が走行し始めた場合においては、ブレーキ回生協調制御、ヒルスタートアシスト制御等を行う必要が生じることがある。そこで、本実施形態においては、車速Vxがゼロ(Km/h)を超えた場合には、その時点から、リニア制御弁67,68により調圧された制御液圧を各ホイールシリンダ42に伝達することができる。従って、速やかにブレーキ回生協調制御、ヒルスタートアシスト制御等の制動制御を開始することができる。
この場合、ドライバーがブレーキペダル10を踏み込んでいる踏力が大きい状態なので(Pcon≧P0)、通常制御モードのように、シミュレータカット弁72を開弁してしまうと、ブレーキペダル10が更に奥にまで入り込んでしまう。そこで、シミュレータ不作動制御液圧モードにおいては、シミュレータカット弁72を閉弁状態に維持することにより、そうした不具合を防止している。
ブレーキECU100は、ステップS20において、制動モードを踏力液圧モードからシミュレータ不作動制御液圧モードに切り換えると制動モード設定ルーチンを終了する。この場合、ブレーキECU100は、ブレーキ制動が解除された後は、制動モードをシミュレータ不作動制御液圧モードから通常制御モードに切り換える。
次に、踏力液圧モードから通常制御モードに切り換えるときの電磁開閉弁、リニア制御弁の開閉タイミングについて説明する。図6は、ブレーキECU100の実行する通常制御モード切換ルーチンを表す。通常制御モード切換ルーチンは、踏力液圧モードから通常制御モードに切り換えるとき、つまり、制動モード設定ルーチンにおけるステップS18において、「Yes」と判定されて、通常制御モードに切り換えるときに実行される。
ブレーキECU100は、ステップS31において、レギュレータカット弁66を閉弁する。これにより後輪踏力液圧回路LRが遮断される。続いて、ブレーキECU100は、ステップS32において、マスタカット弁65を閉弁する。これにより前輪踏力液圧回路LFが遮断される。
続いて、ブレーキECU100は、ステップS33において、連通弁64を開弁するとともにシミュレータカット弁72を開弁する。これにより第1主流路521と第2主流路522とが連通する。また、シミュレータ液圧回路LSが形成される。続いて、ブレーキECU100は、ステップS34において、増圧リニア制御弁67と減圧リニア制御弁68との通電制御を開始する。こうして、動力液圧発生装置30の出力する液圧がリニア制御弁67,68により調圧されてホイールシリンダ42に伝達される。ブレーキECU100は、リニア制御弁67,68の通電制御を開始すると通常制御モード切換ルーチンを終了する。
踏力液圧モードから通常制御モードに切り換えるときには、シミュレータカット弁72が開弁されるが、シミュレータカット弁72をマスタカット弁65の閉弁動作よりも先に開弁してしまうと、前輪のホイールシリンダ42FR,42FLおよび前輪踏力液圧回路LFに導入されていた作動液が、圧力差によりストロークシミュレータ70に流れ込む。また、このとき連通弁64が開弁状態である場合には、後輪のホイールシリンダ42RR,42RLおよび後輪踏力液圧回路LRに導入されていた作動液も、圧力差によりストロークシミュレータ70に流れ込む。この作動液の流れ込む衝撃により音が発生する。そこで、通常制御モード切換ルーチンにおいては、シミュレータカット弁72を開弁する前にマスタカット弁65を閉弁することにより、こうした音の発生を防止している。
尚、シミュレータカット弁72の開弁前にマスタカット弁65を閉弁できない状況が生じる場合には、シミュレータカット弁72の開弁の後に連通弁64を開弁するようにするとよい。つまり、連通弁64が閉弁されている状態でシミュレータカット弁72を開弁するとよい。この場合には、後輪のホイールシリンダ42RR,42RLおよび後輪踏力液圧回路LRに導入されていた作動液のストロークシミュレータ70への流れ込みを防止することができる。
また、通常制御モード切換ルーチンの実行中においても車速Vxを検出し、通常制御モード切換ルーチンの実行途中において(例えば、ステップS33を実行する前において)、車速Vxがゼロを超えた場合(車両が走行し始めた場合)には、シミュレータカット弁72を開弁せずに、シミュレータ不作動制御液圧モードに切り換えるようにするとよい。
次に、モード切換時における制動力の変動を防止する構成について説明する。通常制御モードにおいては、動力液圧発生装置30で加圧された作動液の液圧を調圧してホイールシリンダ42に伝達するため、ブレーキペダル操作量に応じた目標制動力を自由に設定することができる。ブレーキECU100のマイコン100aは、図7の実線に示すような、通常制御モードを実行するためのブレーキペダル操作量(ペダルストロークSp)と目標制動力G*との関係を表すマップを記憶しており、通常制御モードにおいては、この関係に基づいてブレーキペダル操作量Spから目標制御量G*を演算し、目標制動力G*が発生するように液圧を調整する。これに対して、踏力液圧モードにおいては、図7の破線に示すように、ブレーキペダル操作量と制動力との関係が機械構成により一義的に決まっている。
通常制御モードにおいては、ブレーキペダル操作量に応じた目標制動力を自由に設定することができるため、一般に、踏力液圧モードに比べて、小ストロークで大きな制動力を発生させるようにチューニングされている。このため、踏力液圧モードから通常制御モードへの切換時に、制動力が変動してしまう。
そこで、ブレーキECU100は、踏力液圧モードから通常制御モードへの切換時において以下のようにして目標制動力を演算する。この演算処理は、ストローク補正初期値演算ルーチン(図8)と、目標制動力演算ルーチン(図9)とからなる2つの演算ルーチンを実行することにより行われる。
図8は、ストローク補正初期値演算ルーチンを表す。ストローク補正初期値演算ルーチンは、踏力液圧モードから通常制御モードに切り換える直前に実行される。ブレーキECU100は、まず、ステップS41において、制御圧センサ103にて検出される制御圧Pconを読み込み、この制御圧Pconを切換時圧P1として設定する。この切換時圧P1は、踏力液圧モードから通常制御モードに切り換える直前のホイールシリンダ42に働いている液圧であり、制動力に対応するものである。
続いて、ブレーキECU100は、ステップS42において、図7の実線で示すマップを参照して、切換時圧P1に対応する通常制御モード用のペダルストロークSp1を算出する。続いて、ブレーキECU100は、真のペダルストロークSp0と通常制御モード用のペダルストロークSp1との差であるストローク差ΔSp(=Sp0−Sp1)を計算する。通常制御モードにおいては、踏力液圧モードに比べて、小ストロークで大きな制動力を発生させるようにチューニングされているため、ストローク差ΔSpは正の値となる。
この場合、ステップS41において制御圧Pconを検出したときの、ペダルストロークセンサ104により検出されるペダルストロークSpを、真のペダルストロークSp0として設定することができる。あるいは、図7の破線に示すような、踏力液圧モードにおけるペダルストロークと制動力(液圧)との関係を表すマップをブレーキECU100のマイコン100aに記憶しておき、このマップから切換時圧P1に対するペダルストロークを求め、求めたペダルストロークを真のペダルストロークSp0として設定してもよい。前者の場合には、ブレーキECU100は、ステップS41において、制御圧Pconを読み込むとともに、ペダルストロークセンサ104により検出されるペダルストロークSpを読み込めばよい。
ブレーキECU100は、ステップS43において、ストローク差ΔSpを補正値ΔSpとして記憶して、ストローク補正初期値演算ルーチンを終了する。
ブレーキECU100は、ストローク補正初期値演算ルーチンを終了すると、続いて、図9に示す目標制動力演算ルーチンを開始する。この目標制動力演算ルーチンは、踏力液圧モードから通常制御モードに切り換えた直後に開始され、所定の短い周期で繰り返し実施される。
ブレーキECU100は、まず、ステップS51において、ペダルストロークセンサ104により検出されるペダルストロークSp(以下、検出ストロークSpと呼ぶ)を読み込む。続いて、ステップS52において、検出ストロークSpから補正値ΔSpを減算した値である補正後ストロークSpx(=Sp−ΔSp)を計算する。
続いて、ブレーキECU100は、ステップS53において、補正後ストロークSpxが下限ストロークSplim未満であるか否かを判断し、補正後ストロークSpxが下限ストロークSplim以上である場合(S53:No)には、その処理をステップS54に進める。ブレーキECU100は、ステップS54において、図7に示すマップ(実線)を参照して、補正後ストロークSpxに対する目標制動力G*を計算する。
ブレーキECU100は、ステップS54において目標制動力G*を演算すると目標制動力演算ルーチンを終了する。目標制動力演算ルーチンは、所定の短い周期で繰り返される。従って、検出ストロークSpから補正値ΔSpだけ減算した値である補正後ストロークSpxを使って、目標制動力G*が繰り返し計算される。
図10は、モード切換時におけるペダルストローク(上段)と制動力(下段)との推移を表す。図中において、時刻t1は、踏力液圧モードから通常制御モードに切り替わる時刻を表す。上段のグラフにおいて、実線は、補正後ストロークSpxを表し、破線は実際のペダルストロークである検出ストロークSpを表す。下段のグラフにおいて、時刻t1以降の実線は、補正後ストロークSpxにより計算された目標制動力G*を表し、時刻t1以前の実線は、踏力液圧モードにより実際に発生している制動力Gを表し、破線は、検出ストロークSpにより計算した場合の目標制動力G*’を表す。
図10に示すように、時刻t1以前においては、検出ストロークSpに応じた制動力Gが発生する。そして、ブレーキペダル10の戻し操作により踏力液圧モードから通常制御モードに切り替わると(時刻t1)、それ以降、検出ストロークSpよりも補正値ΔSpだけ小さな値に設定された補正後ストロークSpxに応じた目標制動力G*が設定される。従って、踏力液圧モードから通常制御モードに切り替わっても、ペダルストロークと制動力との特性が維持される。この結果、モード切換時における制動力の変動が発生しない。
ブレーキECU100は、こうした処理を繰り返し、ステップS53において、補正後ストロークSpxが下限ストロークSplimを下回ったことを検出すると、ステップS55において、補正値ΔSpを更新する。この場合、ブレーキECU100は、検出ストロークSpから下限ストロークSplimを減算した値を、新たな補正値ΔSpに設定する(ΔSp=Sp−Splim)。
続いて、ブレーキECU100は、ステップS56において、新たに設定された補正値ΔSpを使って、検出ストロークSpから補正値ΔSpを減算した値を補正後ストロークSpx(=Sp−ΔSp)として計算する。これにより、補正後ストロークSpxは下限ストロークSplimを下回らないようになる。ブレーキECU100は、ステップS56において、補正後ストロークSpxを計算すると、上述したステップS54の処理を行う。
ここで、ステップS53〜S56の処理を行う理由について説明する。補正後ストロークSpxは、検出ストロークSpに比べて補正値ΔSpだけ小さな値に設定される。このため、補正後ストロークSpxがブレーキペダル10のストローク範囲よりも小さな値となることがある。従って、補正後ストロークSpxがブレーキペダル10のストローク範囲に入るように下限ストロークSplimが設定されている。本実施形態においては、下限ストロークSplimは、制動判定が成立するストローク値、つまり、ブレーキペダル操作が検出される最小ストロークに設定されている。
しかし、補正値ΔSpを固定したまま、単に、補正後ストロークSpxが下限ストロークSplimを下回った場合に、補正後ストロークSpxを下限ストロークSplimに設定してしまうと、その後、ブレーキペダル10が踏み込まれとき(ペダルストロークが増加したとき)に、制動力の立ち上がりが遅れてしまう。例えば、図11に示すように、ブレーキペダル10の戻し操作により、時刻t2において、補正後ストロークSpxが下限ストロークSplimを下回った場合には、時刻t2から補正後ストロークSpxは下限ストロークSplimに維持される。しかし、その後、時刻t3において、ブレーキペダル10が踏み込まれても、計算された補正後ストロークSpxが下限ストロークSplimを超えないあいだは、補正後ストロークSpxは下限ストロークSplimに維持されることになる。このため、補正後ストロークSpxが下限ストロークSplimを超える時刻t4になるまで、制動力が増加しない。
そこで、本実施形態においては、補正後ストロークSpxが下限ストロークSplimを下回った場合には、ステップS55において、補正値ΔSpを逐次更新する。この場合、ブレーキECU100は、補正値ΔSpを、検出ストロークSpから下限ストロークSplimを減算した値に更新する。これにより、補正後ストロークSpxが下限制限されている状態であっても、ブレーキペダル操作量が増加した場合には、図11の矢印に示すように、その時点から補正後ストロークSpxを増加させることができる。この結果、ペダル操作と同期させて目標制動力G*を速やかに増加させることができる。
尚、本実施形態のストローク補正初期値演算ルーチン、目標制動力演算ルーチンにおいては、ブレーキペダル操作量としてペダルストロークSpを使用しているが、ペダルストロークSpに代えて作動液の液圧を使用することもできる。この場合、ブレーキペダル操作量としてレギュレータ圧センサ102により検出されるレギュレータ圧Pregを使用すればよい。また、補正値は、液圧差ΔPを用いればよい。例えば、補正値の初期値は、踏力液圧モードから通常制御モードに切り換える直前の液圧である切換時圧P1と、その時点におけるペダルストロークSpから求めた目標制動力G*(図7の実線マップ参照)に対応する液圧との差に基づいて計算すればよい。
以上説明した本実施形態のブレーキ制御装置によれば、ラピッド起動時においては踏力液圧モードを実行し、ブレーキペダル10の戻し操作途中で踏力液圧モードから通常制御モードに切り換えるため、ストロークシミュレータ70の作動が開始されてもドライバーに違和感を与えにくいようにすることができる。また、制御圧Pconが切換判定閾値P0よりも小さくなったときに、ブレーキペダル10の戻し操作途中であると判定して、踏力液圧モードから通常制御モードに切り換えるため、モード切換タイミングを適正に設定することができる。これらの結果、ラピッド起動時におけるブレーキ操作フィーリングを向上させることができる。
また、踏力液圧モードの実行中においては、ブレーキペダル10の戻し操作が行われていなくても、車両が走行し始めた場合(Vx>0)には、シミュレータ不作動制御液圧モードを実行するため、速やかに所望の制動力を発生させることができる。
また、踏力液圧モードから通常制御モードに切り換えたとき、モードを切り換える直前の圧力P1に基づいて、ペダル操作量であるペダルストロークSpと目標制動力G*との関係を補正するための補正値ΔSpを演算し、この補正値ΔSpによりペダルストロークSpを補正した補正後ストロークSpxに基づいて目標制動力G*を演算する。従って、踏力液圧モードから通常制御モードに切り換わったときの制動力の変動を抑制することができる。
また、補正後ストロークSpxが予め設定した下限ストロークSplimを下回らないように補正値ΔSpを更新するため、ブレーキペダル操作に対して制動力の発生が遅れないようにすることができる。
また、踏力液圧モードから通常制御モードに切り換える際に、シミュレータカット弁72を開弁する前にマスタカット弁65を閉弁するため、ストロークシミュレータ70に多量の作動液が流れ込まないようになり、作動液の流れ込みによる音の発生を低減することができる。
次に、ストロークシミュレータの変形例について図12〜図14を用いて説明する。上述した実施形態のストロークシミュレータ70は、ブレーキ操作量に応じた量の作動液を内部に導入してブレーキペダル10のストローク操作を可能にするとともに、ペダル操作量に応じた反力を発生させるものであるが、この変形例においては、液圧式のストロークシミュレータ70,シミュレータ流路71,シミュレータカット弁72を備えていなく、作動液を導入しない構成を採用している。
この変形例におけるブレーキ制御装置は、図12に示すように、負圧ブースタ201を備えており、ブレーキペダル10に入力されたペダル踏力を負圧ブースタ201により助勢してマスタシリンダ22に伝達する。ブレーキペダル10を揺動可能に支持するペダルアーム10aには、離間クレビス230が設けられ、この離間クレビス230を介してペダル踏力が負圧ブースタ201のプッシュロッド202に伝達される。
離間クレビス230は、図13,図14に示すように、長孔231aが形成された踏力伝達部材231と、ペダルアーム10aに固着され先端が長孔231a内に挿入されるピン部材232とを備える。ピン部材232は、長孔231aの長径方向に移動自在となっており、ペダルアーム10aの揺動により長孔231a内を移動する。ピン部材232が長孔231aの端部231aedgに当接していない状態においては、ペダル踏力は踏力伝達部材231に伝達されない。ブレーキペダル10が踏み込まれ、ピン部材232が長孔231aの端部231aedgに当接した状態から、さらにペダルアーム10aが揺動すると、ピン部材232と踏力伝達部材231とが一体となって移動し、ペダル踏力によりプッシュロッド202が押し込まれる。
ペダルアーム10aの基端側には、機械バネ式のストロークシミュレータ250が設けられる。ストロークシミュレータ250は、取付フレーム280に固定された固定軸211に揺動可能に取り付けられる板バネ260と、板バネ260の両端に設けられるゴム部材240a、240bとを備えている。
板バネ260は、V字状に形成された帯状体であって、円筒状に湾曲した取付板部261と、取付板部261の両側から延びたゴム装着板部262a,262bとから構成される。取付板部261は、その内周面が固定軸211の外周面を覆うように、固定軸211に揺動可能に装着される。ゴム装着板部262a,262bには、それぞれゴム部材240a,240bが互いに向き合うように装着される。
板バネ260の下方には、プッシュソレノイド270が、取付フレーム280に固定されて設けられる。プッシュソレノイド270は、ブレーキECU100に接続され、ブレーキECU100からソレノイド駆動信号が供給されているときにプッシュロッド271を本体部272から前進させた位置を維持し、ソレノイド駆動信号が供給されていないときにプッシュロッド271を本体部272方向へ後退させた位置を維持する。
ストロークシミュレータ250は、プッシュソレノイド270のプッシュロッド271が前進した状態となるときに、図13に示すように、プッシュロッド271に支えられる。この状態において、ストロークシミュレータ250は、プッシュロッド271の先端とペダルアーム10aの基端部との間に挟まれる。従って、ストロークシミュレータ250においては、ドライバーがブレーキペダル10を踏み込むと、その踏力によりゴム装着板部262a,262bが互いに接近する方向(板バネ260のV字状の角度が狭くなる方向)に付勢される。これにより、板バネ260が変形して2つのゴム部材240a,240bを圧縮する。従って、板バネ260とゴム部材240a,240bの復元力が、ペダル操作に対する反力として発生する。
この場合、ブレーキペダル10がストロークシミュレータ250の反力により戻されるため、離間クレビス230においては、ピン部材232が長孔の端部231aedgにまで移動しない。従って、踏力伝達部材231は、負圧ブースタ201のプッシュロッド202を押さないため、ペダル踏力をマスタシリンダ22側に伝達しない。
また、ストロークシミュレータ250は、プッシュソレノイド270のプッシュロッド271が後退した状態となるときに、図14に示すように、プッシュロッド271による支えがなくなって、自重により固定軸211周りに図面の時計回り方向に回動し、安定した位置に維持される。この状態においては、ストロークシミュレータ250は、プッシュロッド271およびペダルアーム10aからフリー状態となる。従って、ドライバーがブレーキペダル10を踏み込んでもストロークシミュレータ250が作動せず、ペダルアーム10aは、そのまま図面の時計回り方向に揺動する。これにより、離間クレビス230においては、ピン部材232が長孔231aの端部231aedgにまで移動し、ピン部材232が端部231aedgに達した後に、ピン部材232と踏力伝達部材231とが一体となって負圧ブースタ201のプッシュロッド202を図面左方向に押す。これにより、ペダル踏力がマスタシリンダ22に伝達される。
従って、離間クレビス230は、ストロークシミュレータ250が作動するときにペダル踏力をマスタシリンダ22に伝達しないようにし、ストロークシミュレータ250が作動しないときにペダル踏力をマスタシリンダ22に伝達させる踏力伝達切換機構として働く。また、プッシュソレノイド270は、ストロークシミュレータ250が作動する状態(反力を発生する状態)と作動しない状態(反力を発生しない状態)とに切り換えるストロークシミュレータ作動切換機構として働く。
ペダルアーム10aには、ブレーキペダル10の踏み込み角度を検出するペダル角度センサ290が設けられている。ペダル角度センサ290は、ブレーキペダル10の踏み込み角度(ペダル角度θpと呼ぶ)を表す検出信号をブレーキECU100に出力する。
ブレーキECU100は、通常制御モードにおいて、プッシュソレノイド270を駆動して、ストロークシミュレータ250を作動させる。ブレーキECU100が起動していない時には、プッシュソレノイド270には通電されない。従って、ラピッド起動時においては、ブレーキペダル10の踏み込み操作により負圧ブースタ201のプッシュロッド202が押されて、踏力液圧回路LR,LRを介してホイールシリンダ42に液圧が働く。ブレーキECU100は、ラピッド起動後、ペダル角度センサ290により検出されるペダル角度θpが予め設定した切換判定閾値θpを下回ったときに、ブレーキペダル10の戻し操作が行われたと判断して、踏力液圧モードから通常制御モードに切り換える。これにより、踏力液圧回路LR,LRに代わって制御液圧回路LCが形成され、動力液圧発生装置30の出力する液圧が増圧リニア制御弁67と減圧リニア制御弁68により調圧されて4輪のホイールシリンダ42に伝達される。この場合、ブレーキECU100は、プッシュソレノイド270にソレノイド駆動信号を供給してプッシュロッド271を前進させる。これにより、ストロークシミュレータ250が作動できる状態に切りかわる。
また、ラピッド起動後におけるストロークシミュレータ250の作動タイミング、つまり、プッシュソレノイド270の駆動タイミングについては、実施形態におけるシミュレータカット弁72のタイミングと同様に行うようにすればよい。
この変形例においても、実施形態と同様に、ラピッド起動時における、ペダル操作フィーリングを向上することができる。尚、この変形例においては、ペダル角度センサ290により検出されるペダル角度θpをブレーキペダル操作量として使用しているが、実施形態のようにペダルストロークSpや作動液の液圧を使用しても良い。
以上、本実施形態および変形例のブレーキ制御装置について説明したが、本発明は上記実施形態および変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
例えば、本実施形態のブレーキ制御装置は、ハイブリッド車両に適用したものであるが、電気自動車(EV)に適用しても良い。この場合でも、ブレーキ回生協調制御を実行することができる。
また、本実施形態においては、ラピッド起動後、車速Vxがゼロより大きくなったときに(S19)、シミュレータ不作動制御液圧モードに切り換えるが、ゼロより大きな車速Vx0を設定しておき、車速Vxが設定車速Vx0より大きくなったときにシミュレータ不作動制御液圧モードに切り換えるようにしてもよい。また、シミュレータ不作動制御液圧モードに切り換えるタイミングは、必ずしも車速Vxに基づく必要は無く、ブレーキ回生協調制御、ヒルアシストスタート制御、ABS制御などの制動制御の必要が生じたタイミングに設定すればよい。
また、本実施形態においては、ストローク補正初期値演算ルーチンにおいて、真のペダルストロークSp0と通常制御用のペダルストロークSp1とのストローク差ΔSpを補正初期値に設定しているが、必ずしも、この値に設定する必要はなく、ストローク差ΔSpに応じた値、例えば、ストローク差ΔSに調整係数を乗算した値を補正初期値として使用するようにしてもよい。
また、本実施形態においては、増圧リニア制御弁67と減圧リニア制御弁68とからなるリニア制御弁にて4輪のホイールシリンダ圧を共通に制御するブレーキ制御装置に適用しているが、制御液圧回路に4輪ごとに別々のリニア制御弁を設け、動力液圧源で加圧された作動液の液圧を各輪ごとにリニア制御弁で調圧してホイールシリンダに伝達するブレーキ制御装置に適用してもよい。

Claims (6)

  1. 複数の車輪のそれぞれに設けられ作動液の液圧を受けて車輪に制動力を与える複数のホイールシリンダと、
    ブレーキペダルに入力された踏力により加圧された作動液の液圧を前記複数のホイールシリンダに伝達する踏力液圧回路と、
    前記ブレーキペダルの操作とは無関係に作動液を加圧する動力液圧源と、
    前記動力液圧源で加圧された作動液の液圧を調圧して前記複数のホイールシリンダに伝達する制御液圧回路と、
    前記ブレーキペダル操作に対して、その操作量に応じた反力を発生させつつブレーキペダル操作を許容するストロークシミュレータと、
    前記ストロークシミュレータを作動させながら前記制御液圧回路を使ってブレーキペダル操作量に応じた制動力を発生させる通常制御モードと、前記ストロークシミュレータの機能を停止させて前記踏力液圧回路を使って制動力を発生させる踏力液圧モードとを選択的に実行する電子制御装置と、
    ブレーキペダル操作を契機として前記電子制御装置を起動させるラピッド起動手段と
    を備えたブレーキ制御装置において、
    前記ラピッド起動手段により前記電子制御装置が起動した場合には、前記踏力液圧回路の作動液の液圧が、前記ブレーキペダルが踏み込まれていないときの液圧よりも高い値に設定された切換判定閾値よりも低下したか否かを判断し、前記作動液の液圧が前記切換判定閾値よりも低下したときに、前記ブレーキペダルの戻し操作途中であると判定して、前記踏力液圧モードから前記通常制御モードに切り換えるラピッド起動時モード切換制御手段を備えたことを特徴とするブレーキ制御装置。
  2. 前記ラピッド起動手段により前記電子制御装置が起動した後、前記ブレーキペダルの戻し操作が行われていない場合であっても予め設定した制御液圧必要条件が成立した場合には、前記ストロークシミュレータの機能を停止させた状態で前記制御液圧回路を使って制動力を発生させるシミュレータ不作動制御液圧モードを実行するシミュレータ不作動制御液圧モード実行手段を備えたことを特徴とする請求項1記載のブレーキ制御装置。
  3. 前記制御液圧必要条件は、車速が予め設定された設定速度を超えたことを条件とするものであることを特徴とする請求項2記載のブレーキ制御装置。
  4. 前記踏力液圧モードから前記通常制御モードに切り換えるときの前記踏力液圧回路により発生している実制動力に基づいて、前記通常制御モードに切り換えた後における、ブレーキペダル操作量と目標制動力との関係を補正するための補正量を演算し、前記補正量に基づいて目標制動力を演算する切換時目標制動力演算手段を備えたことを特徴とする請求項1ないし請求項3の何れか一項記載のブレーキ制御装置。
  5. 前記切換時目標制動力演算手段は、前記ブレーキペダル操作量を前記補正量を使って補正するものであり、前記補正されたブレーキペダル操作量が予め設定した下限値を下回らないように補正量を更新する補正量更新手段を備えたことを特徴とする請求項4記載のブレーキ制御装置。
  6. 前記ストロークシミュレータは、前記踏力液圧回路を開閉する踏力遮断弁よりも踏力液圧発生源側の前記踏力液圧回路から分岐したシミュレータ用流路に接続され、前記シミュレータ用流路に設けられたシミュレータ用開閉弁が開弁されている状態でブレーキ操作量に応じた量の作動液を導入して前記反力を発生させるものであり、
    前記踏力液圧モードから前記通常制御モードに切り換える際に、前記踏力液圧回路における前記シミュレータ用流路の分岐位置より前記ホイールシリンダ側に設けられる弁を閉弁した状態で、前記シミュレータ用開閉弁を開弁する弁作動タイミング設定手段を備えたことを特徴とする請求項1ないし請求項5の何れか一項記載のブレーキ制御装置。
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