JP5922557B2 - ブレーキ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ブレーキ制御装置に関する。

特許文献１には、ポンプから吐出されるブレーキ液の一部をポンプに循環させる循環流路に液圧回路のホイルシリンダ側に接続する上流側と下流側との差圧を調整可能な調圧弁を設けたブレーキ制御装置が記載されている。調圧弁は、流通するブレーキ液の循環流量に基づき、上流側と下流側との差圧が目標となる差圧となるように印加電流を制御する。

特開2010-159057号公報

上記調圧弁において、流量が少ないとき、すなわち、調圧弁の開度が微小のときは動作が不安定でありポンプの僅かな脈動によって弁が閉じたり、開いたりすることがある。このため、ポンプから吐出されたブレーキ液量が少ない場合、または、ホイルシリンダ側へのブレーキ液供給量に対してポンプから吐出されたブレーキ液が僅かしか上回っていない場合、調圧弁の調圧精度が悪化するおそれがあり、液圧制御精度の低下を招くという問題があった。
本発明の目的は、液圧制御精度を向上できるブレーキ制御装置を提供することにある。

本発明では、目標ホイルシリンダ液圧を得るために必要なポンプの吐出量に対して所定の吐出量を加算したポンプの吐出量に基づいてモータの回転数を決定し、決定された回転数で吐出されたブレーキ液の調圧弁の流通により、目標となる差圧が得られる電流値を演算して調圧弁への印加電流を制御する。

よって、本発明にあっては、液圧制御精度を向上できる。

実施例１のブレーキ制御装置の回路構成図である。 ゲートアウトバルブの目標電流算出処理の流れを示すフローチャートである。 ゲートアウトバルブに印加される電流と通過流量との相関関係を示す図である。 ゲートアウトバルブのプランジャ先端部の模式図である。 バルブリフト量と流体力との相関関係を示す図である。 実施例１の目標電流算出作用を示すタイムチャートである。

〔実施例１〕
まず、構成を説明する。
図１は、車両のブレーキ装置におけるブレーキ制御装置の回路構成図である。
実施例１の液圧回路1は、P系統（第１配管系統）とS系統（第２配管系統）との２系統からなる、X配管と呼ばれる配管構造を有している。X配管を採用することで、一方の配管系統が故障した場合であっても、他方の配管系統を用いて正常時の半分の制動力を発生させることができる。なお、図１に記載された各部位の符号の末尾に付けられたPはP系統、SはS系統を示し、FL,RR,FR,RLは左前輪、右後輪、右前輪、左後輪に対応することを示す。以下の説明では、P,S系統または各輪を区別しないとき、P,SまたはFL,RR,FR,RLの記載を省略する。
実施例１の液圧回路1は、クローズド油圧回路を用いている。ここで、「クローズド油圧回路」とは、ホイルシリンダW/Cへ供給されたブレーキ液を、マスタシリンダM/Cを介してリザーバタンクRSVへと戻す油圧回路をいう。ちなみに、クローズド油圧回路に対し、ホイルシリンダW/Cへ供給されたブレーキ液を、マスタシリンダM/Cを介すことなく直接リザーバタンクRSVへ戻すことが可能な油圧回路を、「オープン油圧回路」という。
ブレーキペダルBPは、インプットロッドIRを介してマスタシリンダM/Cに接続されている。ドライバの踏力は、負圧ブースタBSTにより倍力されてマスタシリンダM/Cにブレーキ液を発生させる。
P系統には、左前輪FLのホイルシリンダW/C(FL)、右後輪RRのホイルシリンダW/C(RR)が接続され、S系統には、右前輪FRのホイルシリンダW/C(FR)、左後輪RLのホイルシリンダW/C(RL)が接続される。また、P系統、S系統には、ポンプPP,PSが設けられている。ポンプPは、例えば、ギヤポンプであって、それぞれ１つのモータMにより駆動される。

マスタシリンダM/CとホイルシリンダW/Cは、管路11と管路12により接続される。管路12Pは、管路12FL,12RRに分岐し、管路12FLはホイルシリンダW/C(FL)と接続され、管路12RRはホイルシリンダW/C(RR)と接続される。管路12Sは、管路12FR,12RLに分岐し、管路12FRはホイルシリンダW/C(FR)と接続され、管路12RLはホイルシリンダW/C(RL)と接続される。
管路11上には、常開型の比例制御弁であるゲートアウトバルブ（調圧弁）13が設けられている。S系統の管路11Sのゲートアウトバルブ13Sよりもマスタシリンダ側の位置には、マスタシリンダ液圧センサ5が設けられている。管路11上には、ゲートアウトバルブ13と並列に管路14が設けられている。管路14上には、チェックバルブ15が設けられている。チェックバルブ15は、マスタシリンダM/CからホイルシリンダW/Cへ向かうブレーキ液の流れを許容し、反対方向の流れを禁止する。
管路12上には、各ホイルシリンダW/Cに対応する常開型の比例制御弁であるソレノイドインバルブ16が設けられている。管路12上には、ソレノイドインバルブ16と並列に管路17が設けられている。管路17上には、チェックバルブ18が設けられている。チェックバルブ18は、ホイルシリンダW/CからマスタシリンダM/Cへ向かう方向へのブレーキ液の流れを許容し、反対方向の流れを禁止する。

ポンプPの吐出側と管路12とは、管路19により接続される。管路19上には、吐出弁20が設けられている。吐出弁20は、ポンプPから管路12へ向かう方向へのブレーキ液の流れを許容し、反対方向の流れを禁止する。
管路11のゲートアウトバルブ13よりもマスタシリンダ側の位置とポンプPの吸入側とは、管路21,22により接続される。管路21と管路22との間には、調圧リザーバ23が設けられている。管路21,22により、ポンプPから吐出されるブレーキ液の一部をポンプPに循環させるべく液圧回路1の一部を共有する状態に設けた循環流路が構成される。
管路12のソレノイドインバルブ16よりもホイルシリンダ側の位置と調圧リザーバ23とは管路24により接続される。管路24Pは管路24FL,24RRに分岐し、管路24Sは管路24RL,24FRに分岐し、対応するホイルシリンダW/Cと接続される。
管路24上には、常閉型の電磁弁であるソレノイドアウトバルブ25が設けられている。
調圧リザーバ23は、圧力感応型のチェックバルブ26を備える。チェックバルブ26は、所定量のブレーキ液が貯留された場合、または、管路21内の圧力が所定圧を超える高圧となった場合、リザーバ内へのブレーキ液の流入を禁止することで、ポンプPの吸入側に高圧が印加されるのを防止する。なお、チェックバルブ26は、ポンプPが作動して管路22内の圧力が低くなった場合には、管路21内の圧力にかかわらず開弁し、リザーバ内へのブレーキ液の流入を許容する。

液圧回路1は、ACC（アダプティブクルーズコントロール：車間距離制御）やVDC（車両挙動制御）等の自動ブレーキ制御やアンチスキッド(ABS)制御を実行可能である。ブレーキコントロールユニットBCUは、各制御で所定の輪または各輪の目標シリンダ液圧を設定し、各ホイルシリンダ液圧が目標ホイルシリンダ液圧となるよう、ゲートアウトバルブ13、ソレノイドインバルブ16、ソレノイドアウトバルブ25およびモータMを作動させ、各ホイルシリンダ液圧を制御する。例えば、車両挙動制御等の自動ブレーキ制御時には、左前輪FLを例に挙げると、ゲートアウトバルブ13Pを閉じ方向に比例制御すると同時にポンプPPを作動させ、マスタシリンダM/Cから管路19FL→管路12FLを介してホイルシリンダW/C(FL)にブレーキ液を供給する。さらに、車両挙動安定に必要な制動力に応じた目標ホイルシリンダ液圧を発生させるよう、ゲートアウトバルブ13P、ソレノイドインバルブ16FLまたはソレノイドアウトバルブ25FLを制御する。
ABS制御時には、左前輪FLを例に挙げると、ホイルシリンダW/C(FL)に接続されているソレノイドアウトバルブ25FLを開弁するとともにソレノイドインバルブ16を閉じ方向に比例制御し、ホイルシリンダW/C(FL)のブレーキ液を調圧リザーバ23に排出することにより減圧を行う。そして、リザーバ23に排出されたブレーキ液は、ポンプPを作動させてマスタシリンダ(M/C)側へ戻される。また、左前輪FLがロック傾向から回復した場合、ソレノイドアウトバルブ25を閉弁してホイルシリンダ液圧を保持する。また、ソレノイドインバルブ16を開弁して適宜増圧を行う。

上記自動ブレーキ制御において、ポンプPを作動させる際、余剰なブレーキ液をマスタシリンダ側へ戻す必要がある。このため、ブレーキコントロールユニットBCUは、ポンプPの作動時、ゲートアウトバルブ13を僅かに開き、余剰なブレーキ液をマスタシリンダ側にリークさせる。このとき、ゲートアウトバルブ13の上流側（ホイルシリンダ側）と下流側（マスタシリンダ側）とに生じる差圧が目標ホイルシリンダ液圧に応じた差圧となるよう、ゲートアウトバルブ13のコイルへの印加電流を制御する。
ここで、ゲートアウトバルブ13の開度が微小の場合、動作が不安定となることで液圧制御精度の悪化が懸念される。そこで、実施例１では、ポンプ作動時における液圧制御精度の向上を狙いとし、以下に示すようなゲートアウトバルブ13の目標電流算出処理を実施する。ブレーキコントロールユニットBCUは、目標電流算出処理を実施するための構成として、目標W/C液圧演算部（目標ホイルシリンダ液圧演算部）30、モータ回転数決定部（モータ回転数決定部）31および電流制御部（電流制御部）32を備える。
目標W/C液圧演算部30は、車両の走行状態等に応じて各ホイルシリンダW/Cの目標ホイルシリンダ液圧を演算する。
モータ回転数決定部31は、ゲートアウトバルブ13を流通するブレーキ液の通過流量（循環流量）が所定の流量以上となるようにモータMの回転数を決定する。
電流制御部32は、モータ回転数決定部31により決定された回転数で吐出されたブレーキ液のゲートアウトバルブ13の流通により、目標となる差圧が得られる電流値（目標電流）を演算してゲートアウトバルブ13のコイルへの印加電流を制御する。

［目標電流算出処理］
図２は、ゲートアウトバルブ13の目標電流算出処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する。
ステップS1では、目標W/C液圧演算部30において、目標ホイルシリンダ液圧を算出する。
ステップS2では、モータ回転数決定部31において、ステップS1で算出した目標ホイルシリンダ液圧から目標液量を算出する。
ステップS3では、モータ回転数決定部31において、ステップS2で算出した目標液量から必要なポンプ吐出量を算出する。
ステップS4では、モータ回転数決定部31において、ステップS3で算出した必要なポンプ吐出量に所定のポンプ吐出量Q_αを加算した吐出量に基づいて目標モータ回転数を算出する。ここで、所定のポンプ吐出量Q_αは、ポンプPの僅かな脈動によってゲートアウトバルブ13が閉じたり開いたりする領域、すなわち、バルブ動作が不安定となる領域を超えるゲートアウトバルブ13の通過流量の最小値とする（図３参照）。
ステップS5では、電流制御部32において、推定モータ回転数から推定ポンプ吐出量を算出する。推定モータ回転数はモータMの実電圧および実電流から求めることができる。

ステップS6では、電流制御部32において、ステップS5で算出した推定ポンプ吐出量からステップS2で算出した目標液量を減算してゲートアウトバルブ13の通過流量を算出する。
ステップS7では、電流制御部32において、ステップS6で算出した通過流量とゲートアウトバルブ13の上流側と下流側との目標差圧とからゲートアウトバルブ13の目標電流を算出する。目標差圧は、ステップS1で算出した目標ホイルシリンダ液圧からマスタシリンダ液圧センサ5により検出されたマスタシリンダ液圧を減算して求める。図３は、ゲートアウトバルブ13に印加される電流と通過流量との相関関係を示す図である。ゲートアウトバルブ13は、常開型の比例電磁弁であるから、印加される電流Iが大きくなるほど開度が小さくなり、通過流量Qは小さくなる。このような電流Iと通過流量Qとの関係は、ゲートアウトバルブ13の上流と下流との差圧ΔPに応じて変化する。具体的には、図３に示すように、差圧ΔPが大きくなるほど、相関関係を示す線は電流Iが大きくなる側にシフトする。よって、図３の関係を参照することで通過流量Qと目標差圧とから目標電流を求めることができる。

次に、作用を説明する。
［リーク時のバルブ不安定動作について］
図４は、ゲートアウトバルブのプランジャ先端部の模式図であり、ポンプアップにより生じる余剰なブレーキ液をマスタシリンダ側にリークさせるために、ゲートアウトバルブのコイルに電流を印加して中間開度を維持する場合、プランジャには、閉弁方向にコイルの吸引力が作用する一方、開弁方向にスプリングのばね力とブレーキ液の通過による流体力とが作用する。バルブリフト量x（シートとプランジャ先端部との軸方向間距離）は、これら３つの力が釣り合う位置に規定される。ここで、バルブリフト量xは、近似的には流路面積に比例し、ブレーキ液の流量は、上流側と下流側との差圧ΔPが一定の場合、流路面積に比例する。したがって、バルブリフト量xが決まれば流通するブレーキ液の流量Qが決まることになる。
図５は、バルブリフト量と流体力との相関関係を示す図であり、バルブリフト量が所定のバルブリフト量x_α未満（ゲートアウトバルブ13の通過流量Qが所定の通過流量Q_α未満となるバルブリフト量）である場合、x_α以上である場合と比較して、バルブリフト量の変化に対して流体力が大きく変化する特性を有する。つまり、ポンプアップにより生じる余剰なブレーキ液をマスタシリンダ側にリークさせる際のバルブリフト量xがx_α未満であるときには、ポンプの僅かな脈動等に起因するバルブリフト量xの微小な変化で流体力は大きく変動する。よって、ブレーキ液の流量Qが大きく変動するため、バルブ動作が不安定となり、液圧制御精度の低下を招くという問題があった。

図６は、実施例１の目標電流算出作用を示すタイムチャートである。
目標W/C液圧演算部30は、自動ブレーキ制御における目標ホイルシリンダ液圧を算出し、モータ回転数決定部31は、目標ホイルシリンダ液圧を得るために必要なポンプ吐出量に対し所定の吐出量Q_αを加算したポンプ吐出量に基づいて目標モータ回転数を決定する。電流制御部32は、推定モータ回転数から算出した推定ポンプ吐出量から目標液量を減じてゲートアウトバルブ13の通過流量を算出し、通過流量と目標ホイルシリンダ液圧を得るための目標差圧とから目標電流を求め、ゲートアウトバルブ13への印加電流を制御する。
すなわち、実施例１では、図３に示すように、ゲートアウトバルブ13を流通するブレーキ液の流量を常にバルブ動作が不安定となる領域を超えた所定の流量Q_α以上に維持することで、所定のバルブリフト量x_α以上のバルブリフト量xを保持できるため、バルブ動作が不安定となるのを抑制でき、液圧制御精度を向上できる。

実施例１にあっては、以下に列挙する効果を奏する。
(1) 各車輪に配設されたホイルシリンダW/Cに対してホイルシリンダ液圧を供給する液圧回路1と、ホイルシリンダW/Cの目標ホイルシリンダ液圧を演算する目標W/C液圧演算部30と、モータMの回転により駆動され、ホイルシリンダ液圧が目標W/C液圧演算部30により演算された目標ホイルシリンダ液圧となるよう吐出するブレーキ液で液圧回路1に液圧を発生させるポンプPと、ポンプPから吐出されるブレーキ液の一部をポンプPに循環させるべく液圧回路1の一部を共有する状態に設けた循環流路（管路21,22）と、液圧回路1のホイルシリンダ側に接続する上流側と下流側との差圧を調節可能なゲートアウトバルブ13と、ゲートアウトバルブ13を流通するブレーキ液の循環流量が所定の流量以上となるようにモータの回転数を決定するモータ回転数決定部31と、モータ回転数決定部31により決定された回転数で吐出されたブレーキ液のゲートアウトバルブ13の流通により、目標差圧が得られる目標電流を演算してゲートアウトバルブ13への印加電流を制御する電流制御部32と、を備えた。
これにより、ゲートアウトバルブ13がバルブ動作の不安定領域で使用されるのを抑制できるため、液圧制御精度を向上できる。

(2) 所定の流量Q_αは、目標差圧を得るために最低限必要なポンプ吐出量を吐出するためのモータ回転数に対して不安定領域を回避するように所定の回転数を上乗せして求めた値である。
これにより、ゲートアウトバルブ13がバルブ動作の不安定領域で使用されるのを回避できるため、液圧制御精度を向上できる。

（他の実施例）
以上、本発明を実施するための形態を、実施例に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例に示した構成に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、実施例１では、本発明をゲートアウトバルブに適用する例を示したが、本発明は、液圧回路のホイルシリンダ側に接続する上流側と下流側との差圧を調節可能な調圧弁に適用でき、実施例と同様の作用効果を奏する。

1 液圧回路
13 ゲートアウトバルブ（調圧弁）
21 管路（循環流路）
22 管路（潤滑流路）
30 液圧演算部
31 モータ回転数決定部
32 電流制御部
M モータ
P ポンプ
W/C ホイルシリンダ

Claims (2)

1. 各車輪に配設されたホイルシリンダに対してホイルシリンダ液圧を供給する液圧回路と、
   前記ホイルシリンダの目標ホイルシリンダ液圧を演算する目標ホイルシリンダ液圧演算部と、
   モータの回転により駆動され、前記ホイルシリンダ液圧が前記目標ホイルシリンダ液圧演算部により演算された目標ホイルシリンダ液圧となるよう吐出するブレーキ液で前記液圧回路に液圧を発生させるポンプと、
   前記ポンプから吐出されるブレーキ液の一部を前記ポンプに循環させるべく前記液圧回路の一部を共有する状態に設けた循環流路と、
   前記液圧回路の前記ホイルシリンダ側に接続する上流側と下流側との差圧を調節可能な調圧弁と、
   前記目標ホイルシリンダ液圧を得るために必要な前記ポンプの吐出量に対して所定の吐出量を加算した前記ポンプの吐出量に基づいて前記モータの回転数を決定するモータ回転数決定部と、
   前記モータ回転数決定部により決定された回転数で吐出されたブレーキ液の前記調圧弁の流通により、目標となる前記差圧が得られる電流値を演算して前記調圧弁への印加電流を制御する電流制御部と、
   を備えたことを特徴とするブレーキ制御装置。
2. 請求項１に記載のブレーキ制御装置において、
   前記所定の吐出量は、前記調圧弁の弁体に作用する流体力のバルブリフト量に対する変化特性が非線形である領域を超えるような、前記調圧弁を流通するブレーキ液の流量であることを特徴とするブレーキ制御装置。

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