(57)【要約】【課題】ＡＢＳ制御時におけるポンプ駆動モータに対し電流を供給するスイッチング素子の耐久性を向上することが可能なブレーキ制御装置を提供すること。【解決手段】ＡＢＳ制御開始時から所定時間が経過したかどうかを判断する初期駆動時間判断部を有し、該初期駆動時間判断部により所定時間が経過していないと判断されたときは、モータにＯＮデューティ１００％のＰＷＭ制御信号を出力し、所定時間が経過したと判断されたときは、モータにＯＮデューティ１００％以下のＰＷＭ制御信号を出力することとした。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホイルシリンダをリザーバに接続させた減圧状態と、ホイルシリンダを液圧源側に接続させた増圧状態と、ホイルシリンダを非接続とする保持状態と、を形成可能なブレーキユニットと、
制動時に車輪速が所定の減圧しきい値よりも低下したときには、前記ブレーキユニットを少なくとも減圧作動・増圧作動させて制動距離が長くならないようにしつつ車輪ロックを防止するＡＢＳ制御を実行するＡＢＳ制御手段と、
減圧作動により前記リザーバに貯留されたブレーキ液をブレーキ回路中に還流するポンプと、
前記ＡＢＳ制御手段からの制御信号に基づいて前記ポンプを駆動するモータと、
を備えたブレーキ制御装置において、
前記ＡＢＳ制御手段は、ＡＢＳ制御開始時から所定時間が経過したかどうかを判断する初期駆動時間判断部を有し、該初期駆動時間判断部により所定時間が経過していないと判断されたときは、前記モータにＯＮデューティ１００％のＰＷＭ制御信号を出力し、所定時間が経過したと判断されたときは、前記モータにＯＮデューティ１００％以下のＰＷＭ制御信号を出力することを特徴とするブレーキ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、制動時に車輪がロックするのを防止するＡＢＳ制御を実行するブレーキ制御装置に関し、特にリザーバに貯留されたブレーキ液を、ポンプ駆動によりブレーキ回路に還流する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、制動時に車輪速を検出し、車輪がロック傾向になると、ブレーキ液圧を減圧・保持・増圧して、車輪がロックするのを防止しつつ、制動距離をできる限り最短とするＡＢＳ制御を実行するブレーキ制御装置が知られている。このとき、減圧作動によって、ホイルシリンダ内のブレーキ液はリザーバに貯留されるため、ＡＢＳ制御時には、ポンプ駆動により、貯留されたブレーキ液をマスタシリンダ側に汲み上げる。ポンプを駆動するモータへの供給電流を制御するための一般的な方法の１つとしてＰＷＭ制御がある。これは、モータ制御装置に含まれる無接点スイッチング素子をＯＮ状態とＯＦＦ状態とに切り換えることで、モータへの供給電流を制御するものである。
【０００３】
上記従来技術として、例えば特許文献１に記載の技術が知られている。この公報には、直流のポンプ駆動モータの通電デューティ比を走行状態に応じて変更することで、スイッチング素子の発熱を抑制し、高寿命化を図っている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１６８５４５号公報（第３頁参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来技術にあっては、下記に示す問題があった。直流モータは、低回転時には高回転時に比べ大きな電流が流れることとなる。そのため、モータを停止状態もしくは低回転域から回転数を上げるためにＰＷＭ制御の矩形波信号によりモータを駆動したときに、スイッチング阻止がＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わるたびに駆動回路中に前述した大きな電流、所謂突入電流が流れる。これによって、駆動回路中のスイッチング素子の耐久性が低下するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上述の従来の問題点に着目して成されたもので、ＡＢＳ制御時におけるポンプ駆動モータに対し電流を供給するスイッチング素子の耐久性を向上することが可能なブレーキ制御装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明は、ＡＢＳ制御開始時から所定時間が経過したかどうかを判断する初期駆動時間判断部を有し、該初期駆動時間判断部により所定時間が経過していないと判断されたときは、モータにＯＮデューティ１００％のＰＷＭ制御信号を出力し、所定時間が経過したと判断されたときは、モータにＯＮデューティ１００％以下のＰＷＭ制御信号を出力する。よって、モータ回転数が低い状態では、ＯＦＦ状態とＯＮ状態が切り替えられることがないため、突入電流が流れるのを防げ、スイッチング素子の耐久性を向上することができる。また、所定時間経過後は、通常のＰＷＭ制御信号によりモータが制御されるが、モータの高回転時にはモータが発電機の役割も果たし、突入電流を発電された電流で相殺することとなる。ＰＷＭ制御を行うことで、静粛性を確保することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（実施の形態１）
まず、構成について説明する。
図１は実施の形態１のブレーキ制御装置における油路構成を示す油圧回路図であって、図において、ＷＣはホイルシリンダを示している。なお、（）内の符号、ＦＬは左前輪のホイルシリンダ、ＦＲは右前輪のホイルシリンダ、Ｒは後輪のホイルシリンダを示している。なお、後輪のホイルシリンダＷＣは、左右の車輪にそれぞれ設けられているが、本実施の形態では、両者は同圧に制御するため、図面では１つしか示していない。また、後輪についても、前輪と同様に構成して、左右独立で液圧制御可能としてもよい。
これらホイルシリンダＷＣは、ブレーキ回路１，２を介してマスタシリンダＭＣに接続されているもので、左右前輪のホイルシリンダＷＣ（ＦＬ），ＷＣ（ＦＲ）に接続されたブレーキ回路１と、左右後輪のホイルシリンダＷＣ（Ｒ）に接続されたブレーキ回路２との２系統が設けられている。また、以下の説明において前記ホイルシリンダＷＣ（ＦＬ）（ＦＲ）（Ｒ）について、特定のものを指さない場合には、ＷＣとだけ表記する。
【０００９】
前輪側のブレーキ回路１は、分岐点１ｄにおいて各前輪のホイルシリンダＷＣ（ＦＬ），（ＦＲ）に向けて分岐回路１Ｌと分岐回路１Ｒとに分岐され、各分岐回路１Ｌ，１Ｒの途中には、流入弁５が設けられ、また、ブレーキ回路２の途中にも流入弁５が設けられている。これらの流入弁５は、非作動時にスプリング力により各回路１Ｌ，１Ｒ，２を連通状態とし、作動時（通電時）にこれらを遮断する常開の２ポート２ポジションの電磁切替弁により構成されている。また、各流入弁５には、これを迂回するバイパス路１ｈが設けられ、このバイパス路１ｈに、下流（ホイルシリンダＷＣ側）から上流（マスタシリンダＭＣ側）への戻りのみを許す一方弁１ｇが設けられている。
【００１０】
また、流入弁５の下流には、ブレーキ回路１，２とリザーバ７とを連通させるドレーン回路１０が接続されている。そして、これらドレーン回路１０に流出弁６が設けられている。これらの流出弁６は、非作動時にドレーン回路１０を遮断し、作動時にドレーン回路１０を連通させる常閉の２ポート２ポジションの電磁切替弁により構成されている。
【００１１】
前記ドレーン回路１０は、還流回路１１を介して、各ブレーキ回路１，２の流入弁５よりも上流位置に接続されている。そして、前記還流回路１１の途中にリザーバ７に貯留されているブレーキ液をブレーキ回路１，２に戻すポンプ４，４が設けられている。これらポンプ４は、それぞれプランジャ４ｐが摺動するのに伴って容積室の容積が変化することで吸入・吐出を行うプランジャ型のものであり、モータＭの駆動で作動する。なお、各ポンプ４には、それぞれ一方弁構造の吸入弁４ａ，吐出弁４ｂが設けられているとともに、吐出側に脈動吸収用のダンパ４ｄが設けられている。
【００１２】
なお、以上説明した構成のうち、図１において一点鎖線ＢＵで囲んでいる構成がＡＢＳユニットであって、図外のハウジングにまとめて収容されている。
【００１３】
図２に示すとおり、前記電磁弁構造の各弁５，６の切替およびポンプ４の駆動源であるモータＭの駆動は、ＡＢＳ制御手段としてのコントロールユニットＣＵにより制御される。すなわち、コントロールユニットＣＵには、図外の各車輪の回転速度を検出する車輪速センサＳ，運転者のブレーキペダルＢＰの踏込状態に応じて切り替わるブレーキスイッチＢＳ，車両の前後左右加速度を検出するＧセンサＧＳなどを有したセンサ群ＳＧが接続されており、コントロールユニットＣＵは、これらセンサ群ＳＧから入力される信号に基づいて各車輪の車輪速Ｖｗを求めて、制動時に車輪速Ｖｗが、疑似車体速Ｖｉから求めた減圧しきい値λ１よりも低下すると（車輪のスリップ率が所定以上になると）、車輪ロックを防止するＡＢＳ制御を行うよう構成されている。
【００１４】
また、モータＭへの制御信号はコントロールユニットＣＵからインバータ８を介して出力される。インバータ８は、ＰＷＭ制御部８ａ、無接点スイッチング素子８ｂを含むものであり、ＰＷＭ制御部８ａにより、スイッチング素子８ｂがＯＮ状態とＯＦＦ状態とに切り換えられる。これにより、パルス状の電流がモータＭに供給される。
【００１５】
図３は本実施の形態のＡＢＳ制御における基本的な制御流れを示すフローチャートである。
【００１６】
ステップＳ１では、各車輪速センサＳから信号を読み込んで、各車輪の車輪速Ｖｗを演算する。続くステップＳ２では、各車輪速Ｖｗの変化率、すなわち車輪加速度△Ｖｗを演算する。
【００１７】
ステップＳ３では、疑似車体速Ｖｉを求める。この疑似車体速Ｖｉは、各車輪速Ｖｗのうちで最も大きい値により形成される。
【００１８】
ステップＳ４では、各車輪ごとに減圧しきい値λ１を求める処理を行う。
【００１９】
ステップＳ５では、各車輪について車輪速度Ｖｗが減圧しきい値λ１以下であるか否かを判断し、Ｖｗ≦λ１でステップＳ６に進み、Ｖｗ＞λ１でステップＳ１０に進む。
【００２０】
ステップＳ６では、後述するＡＢＳフラグＡＳがセットされている（ＡＳ＝１である）か否かを判定し、ＡＳ＝１でステップＳ７に進んで、スリップカウンタＴＳＬＰをインクリメントし、ＡＳ＝０でステップＳ８に進む。
【００２１】
ステップＳ８では、車輪加速度△Ｖｗが正の所定値Ｂ未満であるか否か判定し、△Ｖｗ＜ＢでステップＳ９に進み、△Ｖｗ≧ＢでステップＳ１１に進む。
ステップＳ１０では、車輪加速度△Ｖｗが０を含む負の所定値Ａ未満であるか否か判定し、△Ｖｗ＜ＡでステップＳ１２に進み、△Ｖｗ≧ＡでステップＳ１１に進む。
【００２２】
ステップＳ９では、増圧処理を実行し、すなわち流入弁５を開弁する一方で流出弁６を閉弁させる。ステップＳ１１では、保持処理を実行し、すなわち流入弁５を閉弁させるとともに流出弁６も閉弁させる。
【００２３】
ステップＳ１２では、減圧処理を実行し、すなわち流入弁５を閉弁させる一方で流出弁６を開弁させ、さらに、このステップＳ１２では、ＡＢＳ制御に基づくホイルシリンダＷＣの圧力制御を実行していることを示すＡＢＳ制御フラグＡＳを１にセットし、かつ、スリップカウンタＴＳＬＰを０にリセットし、さらに、モータＭの駆動を開始させる。ちなみに、前記スリップカウンタＴＳＬＰは、ＡＳ＝１の状態において、車輪速Ｖｗが減圧を不要とする領域、本実施の形態では、車輪速度Ｖｗが減圧しきい値λ１よりも大きな値となっている時間を計測するものであり、また、本実施例にあっては、疑似車体速Ｖｉは各車輪速Ｖｗの最も大きな値を示すものであるから、前記スリップカウンタＴＳＬＰの計測値は、車輪速Ｖｗが疑似車体速Ｖｉと減圧しきい値λ１との間の範囲に収まっている時間である。また、モータＭの駆動は、ＰＷＭ制御によって駆動されるものとする。
【００２４】
上記ステップＳ９，Ｓ１１，Ｓ１２のいずれかの処理を行って進むステップＳ１３ではＡＳ＝１であるか否かを判定し、ＡＳ＝１でステップＳ２０に進んでＡＢＳ終了制御を実行し、ＡＳ＝０で１回の流れを終了する。ちなみに、ＡＢＳ終了制御は、前記スリップカウンタＴＳＬＰの計測時間が所定値を越えた場合に、ＡＢＳ制御フラグＡＳが０にリセットされた結果実行されるものであり、リザーバ７に貯留されたブレーキ液を確実にマスタシリンダＭＣに戻す処理を主体として成される。
【００２５】
次に、本実施の形態の特徴とするモータ駆動制御について説明する。
図４は本実施の形態のＡＢＳ制御開始時のモータ駆動制御を示すフローチャートである。
【００２６】
ステップ２０１では、ＡＢＳ制御が開始したかどうかを判断し、ＡＢＳ制御開始時であればステップ２０２へ進み、それ以外は本制御を終了する。
【００２７】
ステップ２０２では、タイマのカウントを開始する。
【００２８】
ステップ２０３では、タイマ値が初期駆動時間内かどうかを判断し、初期駆動時間内であればステップ２０４へ進み、それ以外はステップ２０５へ進む。
【００２９】
ステップ２０４では、ＯＮデューティ１００％でモータを駆動する。
【００３０】
ステップ２０５では、タイマをリセットする。
【００３１】
ステップ２０６では、通常のＰＷＭ制御を実行する。
【００３２】
上述のモータ駆動制御を図５のタイムチャートに基づいて説明する。
まず、ＡＢＳ制御が開始されると、タイマのカウントが開始される。そして、ＯＮデューティ１００％でモータＭの駆動を開始する。基本的にＡＢＳ制御開始時は、ホイルシリンダ圧を減圧するためリザーバ７に多くのブレーキ液が流れ込むことになる。このとき、モータＭをＯＮデューティ１００％で駆動することで、リザーバ７からの掻き出し量を多くすることができる。
【００３３】
初期駆動時間内は、モータＭの回転数が低いため、最初は大きな電流が流れるが、それ以降はモータＭの回転数の上昇に伴って電流も低くなる。初期駆動時間が経過すると、モータＭの回転数は十分上昇していると判断できるため、通常のＰＷＭ制御に切り換え、静粛性の高いモータ駆動制御を実行する。
【００３４】
図６は従来技術におけるモータ駆動制御のタイムチャートである。図６に示すように、ＡＢＳ制御開始時であって、モータ回転数が低いときは、ＰＷＭ制御のパルスがＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わるたびに大きな電流が流れ、スイッチング素子８ｂの耐久性の悪化を招く虞がある。これに対し、図５に示す本願発明では、初期駆動時間の間、ＯＮデューティ１００％で駆動するため、パルス信号が出力されることが無く、大きな電流が頻繁に発生することを防止することができる。
【００３５】
以上説明したように、ＡＢＳ制御開始時から初期駆動時間が経過していないと判断されたときは、モータＭにＯＮデューティ１００％のＰＷＭ制御信号を出力し、初期駆動時間が経過したと判断されたときは、モータにＯＮデューティ１００％以下のＰＷＭ制御信号を出力する。よって、モータ回転数が低い状態では、パルス信号が出力されないため、大きな電流が何度も発生することがなく、スイッチング素子８ｂの耐久性を向上することができる。また、初期駆動時間経過後は、通常のＰＷＭ制御によりモータＭが制御されるため、静粛性を確保することができる（請求項１に対応）。
【００３６】
また、本実施の形態では、ＯＮデューティ１００％駆動から通常のＰＷＭ制御への切り換えタイミングを予め設定された初期駆動時間としたが、モータＭの電流値や電圧値を検出し、電流値もしくは電圧値が所定値未満となったときに通常のＰＷＭ制御へ切り換えても良いし、モータＭの回転数が所定回転数以上になったときに通常のＰＷＭ制御へ切り換えても良い。
【００３７】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施の形態１のブレーキ制御装置の構成を示す油圧回路図である。
【図２】実施の形態１における要部の構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１におけるＡＢＳ制御の基本的な制御流れを示すフローチャートである。
【図４】実施の形態１におけるモータ駆動制御の流れを示すフローチャートである。
【図５】実施の形態１の作動例を示すタイムチャートである。
【図６】従来技術の作動例を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
ＢＰ    ブレーキペダル
ＢＳ    ブレーキスイッチ
ＣＵ    コントロールユニット
ＧＳ    Ｇセンサ
Ｍ    モータ
ＭＣ    マスタシリンダ
Ｓ    車輪速センサ
ＳＧ    センサ群
ＷＣ    ホイルシリンダ
１    ブレーキ回路
２    ブレーキ回路
１ｄ    分岐点
１ｇ    一方弁
１ｈ    バイパス路
１Ｌ    分岐回路
１Ｒ    分岐回路
４    ポンプ
４ｂ    吐出弁
４ａ    吸入弁
４ｄ    ダンパ
４ｐ    プランジャ
５    流入弁（電磁弁）
６    流出弁（電磁弁）
７    リザーバ
８    インバータ
８ａ    ＰＷＭ制御部
８ｂ    スイッチング素子
１０    ドレーン回路
１１    還流回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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