CN110103926A - 车辆用制动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的车辆用制动系统能够确保电动制动装置的响应性并避免或减轻拖曳现象。在具备通过活塞将摩擦构件向旋转体按压的电动制动装置和再生制动装置且在通过再生制动力(FRG)无法供足车辆整体所需要的需要整体制动力(FSUM *)的情况下，通过电动制动装置的电动制动力(FEM)来提供不足制动力(FIS)的车辆用制动系统中，在没有电动制动力的要求的情况下，(a)在原则上，使活塞位于摩擦构件与旋转体之间的间隙成为第一间隙的后退位置(PB)，(b)在能够产生的最大的再生制动力即最大再生制动力(FRG‑MAX)与实际产生的再生制动力之差(ΔFRG)为设定差(ΔFRG0)以下时，使活塞位于等待位置(PS)，该等待位置(PS)是使上述间隙成为比第一间隙设定得小的第二间隙的位置(S12、S15～S19)。

Description

车辆用制动系统
技术领域
本发明涉及搭载于车辆的制动系统。
背景技术
在车辆用制动系统的领域中，研讨具备电动制动装置的车辆用制动系统，该电动制动装置产生依赖于电动机输出的力的制动力即电动制动力。电动制动装置通常构成为，通过电动机使活塞前进，从而通过将制动块等摩擦构件按压于与车轮一起旋转的圆盘转子等旋转体而产生制动力。在没有对于该电动制动装置的制动力的要求时(以下，有时称为“电动制动力非要求时”)，例如下述专利文献记载那样，通过电动机，能够使活塞后退至实现在旋转体与摩擦构件之间存在充分的间隙的状态的程度为止，通过该状态的实现，能够以该车辆的燃油经济性的提高等为目的，在电动制动力非要求时，避免或减轻旋转体一边与摩擦构件接触一边旋转的现象，即，所谓拖曳现象。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-240632号公报
发明内容
发明的概要
发明要解决的课题
另一方面，如果从电动制动装置的响应性良好这样的观点，即，从有电动制动力的要求的时间点至实际产生电动制动力为止的时间短这样的观点出发，希望间隙小。换言之，在应产生电动制动力的可能性升高时，希望减小间隙。而且，在具备电动制动装置和产生利用了基于车轮的旋转的发电而产生的制动力即再生制动力的再生制动装置这两方的车辆用制动系统的情况下，为了同时实现拖曳现象的避免、减轻和良好的响应性，希望也考虑再生制动力的产生的状态，通过这样的考虑，能够提高具备电动制动装置和再生制动装置的车辆用制动系统的实用性。本发明鉴于这样的实际情况而作出，课题在于提供一种高实用性的车辆用制动系统。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题，本发明的车辆用制动系统具备上述结构的电动制动装置和上述再生制动装置，通过再生制动力无法供足车辆整体所需要的需要整体制动力时的不足制动力由电动制动力提供，该车辆用制动系统构成为，在没有电动制动力的要求的情况下，(a)在原则上，使上述活塞位于容许摩擦构件与旋转体之间的间隙成为第一间隙的后退位置，(b)在能够产生的最大的再生制动力即最大再生制动力与实际产生的再生制动力之差成为设定差以下时，执行使活塞从后退位置变为位于等待位置的再生制动力依据等待控制，该等待位置是摩擦构件与旋转体之间的间隙仅变到比上述第一间隙设定得小的第二间隙的位置。
发明效果
根据本发明的车辆用制动系统，考虑再生制动力，在应产生电动制动力的可能性升高时，换言之，预测到快要产生电动制动力时，减小上述间隙，由此，在电动制动装置中，能够确保良好的响应性，并能够在尽可能长的期间防止或减轻拖曳现象。
发明的方案
以下，例示在本申请中识别为可进行专利申请的发明(以下，有时称为“可申请发明”)的若干方案，对它们进行说明。各方案与请求保护的范围同样地区分为项，对各项标注编号，以根据需要来引用其他项的编号的形式记载。这只不过是为了便于理解可申请发明，并非将构成这些发明的结构要素的组合限定为以下的各项所记载的内容。即，可申请发明应参考附随于各项的记载、实施例的记载等来解释，只要遵照该解释，则向各项的方案进一步附加其他的结构要素的方案以及从各项的方案中删除了某些结构要素的方案也成为可申请发明的一个方案。
(1)一种车辆用制动系统，具备：
再生制动装置，产生再生制动力，该再生制动力是利用了基于车轮的旋转的发电而产生的制动力；及
电动制动装置，具有与车轮一起旋转的旋转体、被向该旋转体按压的摩擦构件及通过利用电动机使活塞前进而将所述摩擦构件向所述旋转体按压的促动器，所述电动制动装置产生电动制动力，该电动制动力是依赖于电动机输出的力的制动力，
所述车辆用制动系统构成为，车辆整体所需要的需要整体制动力中的通过再生制动力无法供足的部分即不足制动力由电动制动力提供，其中，
所述车辆用制动系统构成为，在没有电动制动力的要求的情况下，(a)在原则上，使所述活塞位于容许所述摩擦构件与所述旋转体之间的间隙成为第一间隙的后退位置，(b)在能够产生的最大的再生制动力即最大再生制动力与实际产生的再生制动力之差成为设定差以下时，执行使所述活塞从所述后退位置变为位于等待位置的再生制动力依据等待控制，该等待位置是所述摩擦构件与所述旋转体之间的间隙最大不超过比所述第一间隙设定得小的第二间隙的位置。
本方案是可申请发明的基本方案。根据本方案，依据再生制动力的产生状态而使电动制动装置的活塞位于等待位置。详细而言，在如果不产生电动制动力则相对于车辆整体所需要的制动力发生不足的可能性升高一定程度时，即，快要使电动制动力产生时，使活塞位于摩擦构件与旋转体之间的间隙减小的位置。反而言之，在产生电动制动力的可能性低时，使活塞位于在摩擦构件与旋转体之间容许大的间隙的位置。因此，根据本方案，通过再生制动力依据等待控制，能够确保电动制动装置的响应性，即，车辆用制动系统整体的响应性，并有效地避免或减轻电动制动装置的拖曳现象。即，根据本方案，能够构筑出实用性的车辆用制动系统。
本方案既可以适用于将电动制动力和再生制动力向同一车轮施加的系统，也可以适用于向不同的车轮施加的系统。而且，电动制动力只要提供不足制动力的至少一部分即可。具体而言，可以是在对于多个车轮分别设置电动制动装置的情况下，使这多个电动制动装置分别产生的电动制动力的合计来提供不足制动力，也可以在对于多个车轮的一部分设置电动制动装置，对于多个车轮的另一部分设置电动制动装置以外的制动装置例如液压制动装置的系统中，通过由液压制动装置产生的制动力即液压制动力和由电动制动装置产生的电动制动力来提供不足制动力。
(2)根据(1)项记载的车辆用制动系统，其中，
所述车辆用制动系统构成为，在所述活塞位于所述后退位置的情况下，以车辆的行驶速度为第一阈值速度以上为前提，执行所述再生制动力依据等待控制。
例如，在车辆在减速的过程中成为了一定程度的速度的情况下，开始制动操作构件的操作的可能性升高。如果考虑该情况，则上述第一阈值速度设定为在车辆行驶速度低于该第一阈值速度的情况下认为产生对于该车辆的制动力的要求的可能性高的速度，成为在车辆行驶速度小于第一阈值速度的情况下，无论最大再生制动力与实际产生的再生制动力之差如何，都希望使活塞位于等待位置的方案。例如，在这样的方案下，本方案可认为是追加了基于车辆行驶速度的条件作为再生制动力依据等待控制的执行条件的方案。根据本方案，在车辆行驶速度为第一阈值速度以上的情况下，即使在原则上使活塞位于后退位置，但是通过执行再生制动力依据等待控制，从而在最大再生制动力与实际产生的再生制动力之差成为了上述设定差以下时使活塞位于等待位置。
(3)根据(2)项记载的车辆用制动系统，其中，
所述车辆用制动系统构成为，在所述活塞位于所述等待位置的情况下，在车辆的行驶速度成为比所述第一阈值速度设定得高的第二阈值速度以上时，使所述活塞位于所述后退位置。
如果将先前的方案认为是限定了活塞的位置从后退位置向等待位置的变更的条件的方案，则本方案简而言之是限定了活塞的位置从等待位置向后退位置的变更条件的方案。在基于车辆行驶速度来变更活塞的位置的情况下，在将从后退位置向等待位置的变更用的阈值速度与从等待位置向后退位置的变更用的阈值速度设定为相同速度的情况下，当将车辆行驶速度维持于该阈值速度附近时，存在进行使活塞反复位于等待位置和后退位置那样的控制的可能性。即，存在产生控制中的波动现象的可能性。根据本方案，通过将第一阈值速度与第二阈值速度设定为不同的速度，能够有效地防止波动现象。
(4)根据(2)项或(3)项记载的车辆用制动系统，其中，
所述车辆用制动系统构成为，在车辆的行驶速度成为比所述第一阈值速度设定得低的再生制动禁止速度以下时，使所述再生制动装置不产生再生制动力。
本方案可认为是规定了第一阈值速度与再生制动禁止速度的关系的方案。通常，在再生制动装置中，在车辆行驶速度降低一定程度的情况下，无法有效地输出再生制动力。因此，设定再生制动禁止速度，在设定有再生制动禁止速度的情况下，第一阈值速度具有更重要的意义。详细而言，如本方案那样，通过将第一阈值速度设定得比再生制动禁止速度高，从而在车辆处于减速过程的情况下在不再产生再生制动力之前能够使活塞位于等待位置，能够充分地确保电动制动装置的响应性。
(5)根据(1)项～(4)项中任一记载的车辆用制动系统，其中，
所述车辆用制动系统构成为，在所述再生制动装置无法产生再生制动力的状况下，即使没有电动制动力的要求，在进行制动操作构件的操作时，或者既未进行制动操作构件的操作且也未进行加速操作构件的操作时，也使所述活塞位于所述等待位置。
再生制动装置例如由于用于蓄积发电的电量的电池的充电状态等而有时会陷入无法产生再生制动力的状况。在这样的状况下，上述最大再生制动力为0，因此按照基于最大再生制动力的上述条件来变更活塞的位置的情况不优选。本方案鉴于该情况，可认为是基于制动操作、加速操作的状态来变更活塞的位置的方案。根据本方案，即使在无法产生再生制动力的状况下，也能良好地确保电动制动力的响应性。
附图说明
图1是概念性地表示实施例的车辆用制动系统的整体结构的图。
图2是表示构成图1所示的制动系统的电动制动装置的剖视图。
图3是表示构成图2所示的电动制动装置的电动制动促动器的剖视图。
图4是用于说明图3所示的促动器具有的施力机构的补充图。
图5是表示在实施例的车辆用制动系统中执行的制动控制程序的流程图。
图6是表示构成图5的制动控制程序的目标制动力决定副例程的流程图。
图7是用于说明实施例的车辆用制动系统的典型的动作的时间图。
图8是用于说明实施例的车辆用制动系统的另一典型的动作的时间图。
符号说明
10：车轮32：再生制动装置34：电动制动装置110：电动制动促动器122：圆盘转子〔旋转体〕124a、124b：制动块126：摩擦构件FSUM *：需要整体制动力FRG：再生制动力FRG *：目标再生制动力FRG-MAX：最大再生制动力ΔFRG：再生制动力差ΔFRG0：设定差FEM：电动制动力FEM *：目标电动制动力FIS：不足制动力P：活塞位置PB：后退位置PS：等待位置CL：间隙CL1：第一间隙CL2：第二间隙v：车辆行驶速度vRG：再生制动禁止速度vTH：阈值速度v1：第一阈值速度v2：第二阈值速度
具体实施方式
以下，作为用于实施可申请发明的方式，参照附图，详细说明作为可申请发明的实施例的车辆用制动系统。需要说明的是，可申请发明除了下述实施例之外，以前述〔发明的方案〕的项所记载的方式为源头，能够以基于本领域技术人员的知识实施了各种变更、改良的各种方式实施。
【实施例】
[A]车辆驱动系统的结构及车辆用制动系统的整体结构
搭载有实施例的车辆用制动系统(以下，有时简称为“制动系统”)的车辆如图1示意性所示，是前后左右具备四个车轮10(以下，有时将前方的两个车轮10分别称为“前轮10”，将后方的两个车轮分别称为“后轮10”)的混合动力车辆，将两个前轮10设为驱动轮。首先，对车辆驱动系统进行说明的话，搭载于本车辆的车辆驱动系统具有作为驱动源的发动机12、主要作为发电机发挥功能的发电机14、连结上述发动机12、发电机14的动力分割机构16、作为另一个驱动源的电动机18。
动力分割机构16具有将发动机12的旋转分割成发电机14的旋转和输出轴的旋转的功能。电动机18经由作为减速器发挥功能的减速机构20而与输出轴相连。输出轴的旋转经由差动机构22、驱动轴24L、24R而传递，驱动左右的前轮10旋转。发电机14经由变换器26G而与蓄电池28相连，通过发电机14的发电而得到的电能蓄积于蓄电池28。而且，电动机18经由变换器26M而也与蓄电池28相连，电动机18的工作、发电机14的工作通过分别控制变换器26M、变换器26G来控制。蓄电池28的充电量的管理、变换器26M、变换器26G的控制由包含计算机、构成该车辆驱动系统的各设备的驱动电路(驱动器)等而构成的混合动力电子控制单元(以下，有时如图示那样简称为“HB-ECU”)30进行。
如图1示意性所示，搭载于本车辆的实施例的制动系统构成为大致包括：(a)向两个前轮10分别施加制动力的再生制动装置32；(b)与基于再生制动装置32的制动力另行独立地向四个车轮10分别施加制动力的四个电动制动装置34。该制动系统的工作在原则上基于驾驶者对作为制动操作构件的制动踏板40的操作来控制。
[B]再生制动装置的结构
再生制动装置32在硬件上可认为构成上述车辆驱动系统的一部分。在车辆减速时，通过前轮10的旋转，电动机18不接受来自蓄电池28的电力的供给地旋转。利用通过该旋转而产生的电动势，电动机18发电，其发电的电力经由变换器26M而作为电量蓄积于蓄电池28。即，使电动机18作为发电机发挥功能而对蓄电池28充电。以与被充电的电量相当的能量的程度使前轮10的旋转，即，车辆减速。在本车辆中，构成这样的再生制动装置32。由该再生制动装置32向前轮10施加的制动力(以下，有时称为“再生制动力”)依赖于发电量，产生的再生制动力通过由HB-ECU30进行的变换器26M的控制来控制。再生制动装置32可以采用一般性的结构，因此关于再生制动装置32，省略详细说明。
[C]电动制动装置的结构
如图2所示，各电动制动装置34构成为包括配设电动制动促动器110(以下，有时简称为“促动器110”)作为中心性的结构要素的制动钳120(以下，有时简称为“钳120”)和与车轮一起旋转的作为旋转体的圆盘转子122。
i)制动钳的结构
钳120以跨圆盘转子122的方式能够沿轴线方向(图的左右方向)移动地保持于固定件(省略图示)，该固定件设置于将车轮保持为能够旋转的载体(省略图示)。一对制动块(以下，有时简称为“块”)124a、124b在被容许轴线方向上的移动的状态下，以隔着圆盘转子122的方式保持于固定件。块124a、124b分别包括位于与圆盘转子122接触的一侧的摩擦构件126和支承该摩擦构件126的支承板128而构成。需要说明的是，也可以将块124a、124b自身考虑为摩擦构件。
为了简便起见，如果以图中的左方为前方并以右方为后方进行说明，则前方侧的块124a支承于钳主体130的前端部即爪部132。促动器110在钳主体130的后方侧的部分以该促动器110的壳体140被固定的方式保持。促动器110具有相对于壳体140进退的活塞142，该活塞142通过前进而使前端部，详细而言使前端与后方侧的块124b，详细而言块与124b的支承板128卡合。并且，活塞142以卡合的状态进一步前进，由此一对块124a、124b将圆盘转子122夹紧。换言之，将各块124a、124b的摩擦构件126向圆盘转子122按压。通过该按压，依据圆盘转子122与摩擦构件126之间的摩擦力而产生相对于车轮的旋转的制动力，即，用于使车辆减速、停止的制动力。
ii)促动器的结构
如图3所示，促动器110除了上述的壳体140、上述的活塞142之外，还包括作为驱动源的电动机144、用于使电动机144的旋转减速的减速机构146、通过经由该减速机构146减速后的电动机144的旋转而旋转的输入轴148、将该输入轴148的旋转动作即电动机144的旋转动作变换成活塞142的进退动作的动作变换机构150等而构成。需要说明的是，在以下的说明中，为了简便起见，将图的左方称为前方，将右方称为后方，将活塞142向左方的移动称为前进，将向右方的移动称为后退。此外，将使活塞142前进的方向的输入轴148及电动机144的旋转称为正向旋转，将使活塞142后退的方向的输入轴148及电动机144的旋转称为反向旋转。
活塞142包括活塞头152和作为该活塞142的中空的筒部的输出筒154而构成，另一方面，电动机144具有圆筒状的旋转驱动轴156。并且，输出筒154在旋转驱动轴156的内部且输入轴148在输出筒154的内部以相互成为同轴的方式，详细而言，旋转驱动轴156、输出筒154、输入轴148以它们的轴线相互成为共同的轴线即轴线L的方式配设。其结果是，本促动器110成为紧凑的结构。
旋转驱动轴156在壳体140经由径向轴承158保持为能够旋转且不能沿轴线方向(轴线L延伸的方向，图中的左右方向)移动。电动机144包括在旋转驱动轴156的外周配置于一个圆周上的磁铁160和以包围这些磁铁160的方式固定于壳体140的内周的线圈162而构成。
减速机构146是行星齿轮式减速机构，包括在旋转驱动轴156的后端固定地附设的中空的太阳轮164、固定于壳体140的齿圈166、与上述太阳轮164和齿圈166这两方啮合而绕太阳轮164公转的多个行星齿轮168(在图中，仅示出一个)。多个行星齿轮168分别能够自转地保持于作为载体的凸缘170。输入轴148是构成前方侧的部分的前方轴172与构成后方侧的部分的后方轴174螺合而成的结构，凸缘170被夹持而固定在上述前方轴172与后方轴174之间，由此与前方轴172及后方轴174一体地，即，与输入轴148一体地旋转。经由这样构成的减速机构146，旋转驱动轴156的旋转，即，电动机144的旋转作为输入轴148的旋转而被减速传递。此外，输入轴148经由凸缘170、推力轴承176、支承板178而在壳体140支承为能够旋转且不能沿轴线方向移动。
在输入轴148的前方轴172的外周形成有外螺纹180，另一方面，在输出筒154的内侧形成有与该外螺纹180螺合的内螺纹182。即，形成有外螺纹180的输入轴148作为通过电动机144的旋转而能够旋转的旋转构件发挥功能，形成有内螺纹182的输出筒154作为为了使活塞142进行进退动作而能够进退的直动构件发挥功能，包括上述输入轴148和输出筒154而构成动作变换机构150。此外，在本促动器110中，可以考虑将直动构件与活塞进行一体化。
在外螺纹180及内螺纹182中，作为强度比较高的螺纹而采用梯形螺纹，在上述外螺纹180与内螺纹182之间夹置有用于使该动作变换机构150的动作，即，该促动器110的动作顺畅的润滑脂作为润滑剂。需要说明的是，在本促动器110中，采用了在旋转构件形成有外螺纹而在直动构件形成有内螺纹的动作变换机构，但是也可以采用在旋转构件形成有内螺纹而在直动构件形成有外螺纹的动作变换机构来构成促动器。
从以上的说明可知，在本促动器110中，通过使电动机144旋转而使活塞142进退。图示的状态是活塞142在可动范围内位于最后端侧的位置(以下，有时称为“设定后退端位置”)的状态，详细而言，如果从该状态开始使电动机144正向旋转，则活塞142前进，从图2可知，在活塞142的前端与块124b卡合的状态下，块124a、124b被按压于圆盘转子122，产生制动力。此外，该制动力的大小成为与向电动机144供给的电流相应的大小。然后，如果使电动机144反向旋转，则活塞142后退，活塞142与块124b的卡合被解除，成为不产生制动力的状态，最后，活塞142恢复到图3所示的设定后退端位置。
除了以上说明的结构要素之外，在本促动器110中，设有旋转变压器188作为用于检测电动机144的旋转角的马达旋转角传感器。基于该旋转变压器188的检测信号，能够检测活塞142的轴线方向上的位置、移动量，严格来说，输入轴148的旋转位置。而且，在支承板178与推力轴承176之间配设有用于检测作用于输入轴148的推力方向的力，即，轴力(轴载荷)的轴力传感器190(负载传感器)。该轴力相当于活塞142将制动块124b向圆盘转子122按压的力，基于轴力传感器190的检测值，能够检测该电动制动装置34产生的制动力。
另外，在本促动器110中，为了输出作为电动停车制动器的功能，还设有禁止输入轴148的旋转的机构。详细而言，在上述凸缘170的外周形成有棘齿192，另一方面，设有在前端具有用于将棘齿192卡定的卡定爪194的柱塞196和固定于壳体140的外周而使柱塞196进退的螺线管198。在使螺线管198励磁而使柱塞196突出的状态下使电动机144正向旋转而使活塞142前进，使棘齿192卡定于卡定爪194。在该卡定的状态下即使解除螺线管198的励磁，也能禁止活塞142的后退。在解除卡定爪194的卡定的情况下，只要使螺线管198保持非励磁状态而使电动机144正向旋转即可。
在活塞142前进而产生制动力的状态下，例如，在切断向电动机144的电流等时，无法使活塞142后退，产生制动力的状态持续。想到这样的情况，本促动器110具备通过弹性体输出的弹性力使活塞142后退的机构，即，将活塞142后退的方向的旋转作用力(也可以称为“旋转转矩”)向输入轴148施加的施力机构200。
具体而言，施力机构200包括固定于壳体140的外圈202、在输入轴148的后方轴174以与其一体旋转的方式固定并配置于外圈202的内侧的内圈204、配设在外圈202和内圈204中分别与另一方面对的部分彼此之间的作为弹性体的盘簧(有时也称为“发条弹簧”或“发条”)206而构成。在盘簧206为图3所示的状态，即，活塞142位于上述的设定后退端位置的状态下，如图4的(a)所示，盘簧206几乎未弹性变形，成为大致未产生弹性力的状态。从该状态开始，随着通过电动机144使输入轴148旋转而使活塞142前进，如图4的(b)所示，盘簧206逐渐卷紧，产生弹性力。即，与活塞142从设定后退端位置前进的前进量相应的大小的弹性力作为克服活塞142的前进的作用力，即，使活塞142后退的方向的作用力输出作用。换言之，通过盘簧206而作用于输入轴148的作用力随着使活塞142前进而增大。通过这样的旋转作用力，即使在活塞142前进而产生有制动力的状态下无法通过电动机144使活塞142后退的情况下，也能够使活塞142后退。
需要说明的是，虽然先前说明的动作变换机构150是反向效率(通过活塞142的进退使输入轴148旋转时的效率)比正向效率(通过输入轴148的旋转使活塞142进退时的效率)小的结构，但是由于外螺纹180、内螺纹182的导程角被设得一定程度的大，因此具有一定程度的大小的反向效率。因此，在要使活塞142维持于可动范围的中间的位置的情况下，向电动机144供给产生克服施力机构200的作用力的力的电流。
在以上说明的结构下，电动制动装置34利用摩擦力而产生用于阻止车轮10的旋转的制动力，即，用于对车辆进行制动的制动力(以下，有时称为“电动制动力”)。需要说明的是，如图1所示，从与上述蓄电池28不同的蓄电池即辅机蓄电池220向四个电动制动装置34各自的电动机144供给电流。
[D]车辆用制动系统的基本的控制
i)控制系统
本制动系统的控制，详细而言，制动力F(各种制动力的总称)的控制通过图1所示的控制系统进行。具体而言，控制系统具有以计算机为主体的制动系统电子控制单元(以下，有时简称为“BS-ECU”)230作为主控制器。各电动制动装置34的控制在BS-ECU230的控制下，通过作为各电动制动装置34的结构要素的电动制动装置用电子控制单元(以下，有时简称为“EM-ECU”)232进行。EM-ECU232作为电动制动装置34的控制器发挥功能，包括计算机、构成电动制动装置34的各设备的驱动器(驱动电路)、变换器等而构成。再生制动装置32的控制在BS-ECU230的控制下，如先前说明的那样通过HB-ECU30进行。在该控制系统中，BS-ECU230作为也对HB-ECU30、EM-ECU232进行总括的总括控制装置发挥功能。
更具体而言，HB-ECU30进行构成再生制动装置32的变换器26G、26M的控制，各EM-ECU232进行各电动制动装置34的电动机144的控制，由此控制对于前轮10的再生制动力FRG、分别对于四个车轮10的电动制动力FEM。由此，控制向车辆整体施加的制动力F即整体制动力FSUM。在本车辆用制动系统中，HB-ECU30、BS-ECU230、EM-ECU232经由车辆内的网络(CAN)而相互连接，相互进行通信，并进行各自的控制。
需要说明的是，搭载有本制动系统的车辆能够追随前车而自动行驶或避免该车辆的碰撞。即，具有能够进行车辆的自动操作(也可以称为“自动驾驶”)的自动操作系统，在该车辆搭载有成为该系统的核心的车辆自动操作电子控制单元(以下，有时称为“AO-ECU”)234。AO-ECU234基于来自该车辆具备的周边监控系统(也可以考虑为自动操作系统的一部分)的信息，进行该车辆的自动操作。在自动操作中，例如，在相对于前车的车间距离缩小或者向障害物的碰撞的可能性升高的情况下，作出不基于驾驶者的意图的制动要求，即，自动制动的要求。该要求从AO-ECU234向BS-ECU230作为关于所需要的整体制动力FSUM(后述)的信号而传递。此外，也可以考虑包括HB-ECU30、BS-ECU230、EM-ECU232、AO-ECU234而构成该制动系统的一个控制器，该控制器的一部分作为电动制动装置34的控制器发挥功能。
ii)制动力的基本的控制
本制动系统的制动力的基本的控制(以下，有时简称为“制动力控制”)如下进行。驾驶者意图的制动力要求基于以该要求为指标的制动操作量δ而取得。在本制动系统中，如图1所示，设有用于检测制动踏板40的行程量作为制动操作量δ的行程传感器240，基于检测到的制动操作量δ来决定驾驶者对于车辆整体的制动力要求，即，作为车辆整体所需要的制动力F(向四个车轮10施加的制动力F的合计)的需要整体制动力FSUM *。此外，也可以将由驾驶者向制动踏板40施加的操作力，即，制动操作力作为制动力要求的指标。
需要说明的是，在需要自动制动的情况下，在AO-ECU234中，决定需要整体制动力FSUM *，将与该决定出的需要整体制动力FSUM *相关的信息从AO-ECU234向BS-ECU230发送。这种情况下，BS-ECU230以基于接收到的信息的需要整体制动力FSUM *为基础进行制动力控制。
在本车辆用制动系统中，粗略地说，使再生制动力FRG优先产生，需要整体制动力FSUM *中的通过再生制动力FRG无法供足的量即不足制动力FIS由各电动制动装置34产生的电动制动力FEM提供。此外，以下，为了简化说明，再生制动力FRG可考虑为由再生制动装置32向两个前轮10分别施加的各制动力F的合计。另一方面，电动制动力FEM可考虑为由各个电动制动装置34向四个车轮10分别单独施加的制动力，可考虑向四个车轮10施加的各个电动制动力FEM(以下，有时称为“四个电动制动力FEM”)的合计向车辆整体施加。此外，不足制动力FIS对于四个车轮10均等地分配，四个电动制动力FEM可认为相互相等。
从HB-ECU30向BS-ECU230发送关于在该时间点能够产生的再生制动力FRG即最大再生制动力FRG-MAX的信号。最大再生制动力FRG-MAX基于该时间点的辅机蓄电池220的充电量(充电残量)的程度、车辆的行驶速度(车辆行驶速度)v等而由HB-ECU30决定。具体而言，例如，在辅机蓄电池220为充满电状态时，再生制动装置32无法产生再生制动力FRG，最大再生制动力FRG-MAX为0。而且，在车辆行驶速度v降低到一定程度的情况下，从有效的再生制动力的产生困难等的理由出发，在车辆行驶速度v成为再生制动禁止速度vRG以下时，最大再生制动力FRG-MAX也为0。需要说明的是，虽然省略图示，但车辆行驶速度v基于在各车轮10设置的车轮速传感器的检测值来确定。
BS-ECU230基于作为信号发送的最大再生制动力FRG-MAX和上述需要整体制动力FSUM *，在不超过需要整体制动力FSUM *且不超过最大再生制动力FRG-MAX的范围内将最大的再生制动力FRG决定为目标再生制动力FRG *。接下来，BS-ECU230通过从需要整体制动力FSUM *减去目标再生制动力FRG *来决定上述不足制动力FIS。接下来，为了通过四个电动制动力FEM来提供不足制动力FIS，将目标电动制动力FEM *决定为应产生的各电动制动力FEM。关于目标再生制动力FRG *、目标电动制动力FEM *的信号从BS-ECU230向HB-ECU30、各EM-ECU232发送。
并且，再生制动装置32、四个电动制动装置34的每一个分别基于目标再生制动力FRG *、目标电动制动力FEM *而被控制。详细而言，HB-ECU30以使再生制动力FRG成为目标再生制动力FRG *的方式控制上述的变换器26M，四个电动制动装置34各自的EM-ECU232以使对于对应的一个车轮10的电动制动力FEM成为目标电动制动力FEM *的方式控制向对应的电动制动装置34的上述电动机144供给的供给电流I。关于电动制动力FEM，具体而言，以使由上述的轴力传感器190检测的轴力(推力载荷)WS成为基于目标电动制动力FEM *而决定的目标轴力WS *的方式对于向电动机144供给的电流进行反馈控制。以下，有时将与电动制动装置34相关的该控制称为轴力反馈控制(轴力FB控制)。
[E]没有电动制动力的要求时的电动制动装置的控制
i)电动制动装置的响应性和拖曳现象
无论在何种制动装置中，从有制动力要求至产生实际的制动力为止都存在某些时滞。该时滞越短，则可以说响应性良好。另一方面，在上述电动制动装置34中，在未产生电动制动力FEM的要求时，在制动块124a、124b的摩擦构件126被按压于圆盘转子122的状态下车辆行驶的现象，所谓拖曳现象成为问题。该拖曳现象成为使车辆的燃油经济性恶化的原因之一。
在电动制动装置34中，以在没有电动制动力FEM的要求时在摩擦构件126与圆盘转子122之间设有一定程度的间隙CL的方式设置活塞142，即，作为直动构件的输出筒154的位置。此外，严格来说，该间隙CL可以考虑为在图2中所示的四个部位的间隙，即，钳主体130的爪部132与制动块124a的支承板128之间的间隙CLa、制动块124a的摩擦构件126与圆盘转子122之间的间隙CLb、圆盘转子122与制动块124b的摩擦构件126之间的间隙CLc、制动块124b的支承板128与活塞142之间的间隙CLd的合计。此外，在图2中，间隙CLa～CLd被夸张地描绘。
ii)电动制动装置的活塞的位置控制
在鉴于上述的响应性的情况下，上述间隙CL希望尽可能小，反之，在鉴于上述拖曳现象的避免或减轻的情况下，上述间隙CL希望一定程度的大。因此，在本制动系统中，在电动制动装置34中没有电动制动力FEM的要求的情况下，在原则上，为了容许上述间隙CL成为第一间隙CL1而使电动制动装置34的活塞142位于“后退位置PB”，该第一间隙CL1是较大得设定为拖曳现象几乎不会产生的程度的间隙。并且，在电动制动力FEM的要求产生的可能性升高到一定程度时，即，预测到电动制动力FEM快要产生时，为了使间隙CL最大不超过设定得比第一间隙CL1小的第二间隙CL2而使活塞142位于“等待位置PS”。简而言之，在满足规定条件时，使活塞142前进，以使活塞142的位置(以下，有时称为“活塞位置P”)从后退位置PB向等待位置PS变化。需要说明的是，在产生电动制动力FEM的要求的可能性降低到一定程度时，使活塞142后退，以使活塞位置P从等待位置PS向后退位置PB变化。
上述的活塞142的位置控制(严格来说，对输出筒154的位置进行控制)基于促动器110的旋转变压器188的检测值而由EM-ECU232进行。虽然省略详细说明，但是EM-ECU232在使活塞142前进的情况下，始终掌握通过轴力传感器190检测到的轴力WS产生的时间点即上述间隙CL成为0的时间点的活塞位置P，以该位置为基准，将间隙CL成为第一间隙CL1、第二间隙CL2的各位置分别设定为后退位置PB、等待位置PS。然后，将活塞位置P的控制中的作为目标位置的目标活塞位置P*决定为后退位置PB和等待位置PS中的任一个，以使活塞位置P到达目标活塞位置P*或者活塞位置P维持目标活塞位置P*的方式对于向电动机144供给的供给电流进行反馈控制。以下，有时将与电动制动装置34相关的该控制称为活塞位置反馈控制(活塞位置FB控制)。
在活塞位置反馈控制中，如果将用于使活塞142位于后退位置PB的控制，即，使活塞142移动至后退位置PB或者维持于后退位置PB的控制称为后退控制，将用于使活塞142位于等待位置PS的控制，即，使活塞142移动至等待位置PS或者维持于等待位置PS的控制称为等待控制，则如先前说明的那样，在没有电动制动力FEM的要求的情况下，原则上，执行后退控制，在电动制动力FEM的要求的可能性升高到一定程度的情况下，即，满足规定条件的情况下，执行等待控制。
iii)等待控制、后退控制的具体的执行条件
等待控制基于车辆行驶速度v进行。具体而言，例如，在车辆在减速的过程中成为一定程度的车辆行驶速度的情况下，考虑为对于车辆的制动力的要求产生的可能性升高，在车辆行驶速度v比设定的阈值速度vTH即第一阈值速度v1低的情况下，认为对于该车辆的制动力F的要求，即，整体制动力FSUM的产生要求的可能性升高而执行等待控制。需要说明的是，在通过等待控制而使活塞142位于等待位置PS的情况下，在车辆行驶速度v成为设定的阈值速度vTH即第二阈值速度v2以上时，整体制动力FSUM的产生要求的可能性降低，执行后退控制。为了防止等待控制与后退控制的切换中的波动，第二阈值速度v2设定得比第一阈值速度v1高。此外，如先前说明的那样，在车辆行驶速度v成为再生制动禁止速度vRG以下的情况下，不再产生再生制动力FRG，因此第一阈值速度v1、第二阈值速度v2设定得比再生制动禁止速度vRG高。需要说明的是，在以下的说明中，有时将活塞142位于后退位置PB时的第一阈值速度v1、活塞142位于等待位置PS时的第二阈值速度v2总称为阈值速度vTH。
在即使车辆行驶速度v为上述阈值速度vTH以上也无法产生再生制动力FRG的状况下，即，在上述的最大再生制动力FRG-MAX成为0时，基于制动踏板40、作为加速操作构件的加速踏板242(参照图1)的操作状态来决定是进行等待控制还是进行后退控制。制动踏板40、加速踏板242的操作状态基于分别设置于制动踏板40、加速踏板242的踏板传感器244、246来判断。踏板传感器244、246分别只需要通过驾驶者的脚放在制动踏板40、加速踏板242上就能够检测制动踏板40、加速踏板242被操作。因此，关于制动踏板40而言，即使通过先前说明的行程传感器240未检测到制动操作量δ，也判断为制动踏板40被操作。在进行制动踏板40的操作时，或者既未进行制动踏板40的操作也未进行加速踏板242的操作时，认为整体制动力FSUM的产生要求的可能性升高而执行等待控制，在不进行制动踏板40的操作且进行加速踏板242的操作时，认为整体制动力FSUM的产生要求的可能性低而执行后退控制。通常，不同时操作制动踏板40和加速踏板242，简而言之，在进行加速操作时，使活塞142位于后退位置PB，在未进行加速操作时，使活塞142位于等待位置PS。需要说明的是，在不具备再生制动装置的制动系统中，通常，如在此说明的那样，基于制动踏板、加速踏板的操作状态来决定是进行等待控制还是进行后退控制。
另外，即使在车辆行驶速度v为上述阈值速度vTH以上且能够产生再生制动力FRG的情况下，也执行以下的再生制动力依据等待控制，使活塞142位于等待位置PS。如果将最大再生制动力FRG-MAX与实际产生的再生制动力FRG(以下，有时称为“实际再生制动力FRG”)之差(FRG-MAX-FRG)称为再生制动力差ΔFRG，则在该再生制动力差ΔFRG成为设定差ΔFRG0以下时，认为电动制动力FEM的产生要求的可能性快要升高而执行再生制动力依据等待控制。即，在车辆行驶速度v小于上述阈值速度vTH的情况下，如上所述执行等待控制，再生制动力依据等待控制是在车辆行驶速度v成为上述阈值速度vTH以上的情况下考虑再生制动力FRG的产生状态而进行的控制，换言之，是以车辆行驶速度v成为上述阈值速度vTH以上为前提而执行的控制。此外，在通过再生制动力依据等待控制而使活塞142位于等待位置的情况下，在再生制动力差ΔFRG大于设定差ΔFRG0时，使活塞142位于后退位置PB。需要说明的是，在是否执行再生制动力依据等待控制的判定中，可以假设为实际再生制动力FRG与目标再生制动力FRG *相等，再生制动力差ΔFRG使用最大再生制动力FRG-MAX与目标再生制动力FRG *之差(FRG-MAX-FRG *)。而且，在本制动系统中，如先前说明那样，在车辆行驶速度v比再生制动禁止速度vRG高的情况下，只要需要整体制动力FSUM *不超过最大再生制动力FRG-MAX，就不会产生电动制动力FEM，因此再生制动力差ΔFRG可以使用最大再生制动力FRG-MAX与需要整体制动力FSUM *之差(FRG-MAX-FSUM *)。
[F]控制流程
上述的制动力F的控制及没有电动制动力FEM的要求时的构成电动制动装置34的促动器110的活塞142的位置控制通过BS-ECU230以短的时间间距(例如，几msec～几十msec)反复执行图5中流程图所示的制动控制程序来进行。以下，参照该流程图，简单说明控制的流程。
在按照制动控制程序的控制处理中，首先，在步骤1(以下，简称为“S1”。其他的步骤也同样。)中，如先前说明的那样，需要整体制动力FSUM *基于制动踏板40的制动操作量δ或者从AO-ECU234发送的关于需要整体制动力FSUM *的信号来确定，接下来，在S2中，如先前说明的那样，基于来自HB-ECU30的信号，取得在该时间点可能产生的再生制动力FRG即最大再生制动力FRG-MAX。接下来，在S3中，执行图6中流程图所示的目标制动力决定副例程，从而决定目标再生制动力FRG *及目标电动制动力FEM *。
详细而言，在按照目标制动力决定副例程的控制处理中，首先，在S31中，判定车辆行驶速度v是否为上述的再生制动禁止速度vRG以下。在车辆行驶速度v为再生制动禁止速度vRG以下时，在S32中，将目标再生制动力FRG *决定为0。在车辆行驶速度v比再生制动禁止速度vRG高时，在S33中，判定需要整体制动力FSUM *是否为最大再生制动力FRG-MAX以下，在需要整体制动力FSUM *为最大再生制动力FRG-MAX以下时，在S34中，将目标再生制动力FRG *决定为需要整体制动力FSUM *，在需要整体制动力FSUM *比最大再生制动力FRG-MAX大时，在S35中，将目标再生制动力FRG *决定为最大再生制动力FRG-MAX。然后，在S36中，通过从需要整体制动力FSUM *减去决定的目标再生制动力FRG *来决定不足制动力FIS，通过将该不足制动力FIS除以电动制动装置34的个数即4从而决定关于各制动装置34的目标电动制动力FEM *。
在接下来的S4中，将决定的关于目标再生制动力FRG *的信号向HB-ECU30发送。HB-ECU30基于该目标再生制动力FRG *而产生再生制动力FRG。接下来，在S5中，判定决定的目标电动制动力FEM *是否大于0，即，是否有电动制动力FEM的要求。在有电动制动力FEM的要求时，在S6中，对于与各电动制动装置34对应的EM-ECU232发送关于目标电动制动力FEM *的信号，各EM-ECU232基于该目标电动制动力FEM *而对于对应的电动制动装置34执行先前说明那样的轴力反馈控制。由此，各电动制动装置34产生基于目标电动制动力FEM *的电动制动力FEM。
在没有电动制动力FEM的要求时，在S7中，判定等待位置标志FP的标志值。等待位置标志FP是在构成各电动制动装置34的促动器110的活塞142位于上述的等待位置时或者要位于等待位置时，将标志值设为“1”，在位于上述的后退位置时或者要位于后退位置时，将标志值设为“0”的标志。即，等待位置标志FP是在执行上述的等待控制的情况下将标志值设为“1”，在执行上述的后退控制的情况下将标志值设为“0”的标志。在执行后退控制的情况下，在S8中，上述的阈值速度vTH，即，成为用于选择基于车辆行驶速度v的等待控制和后退控制的基准的速度被决定为比再生制动禁止速度vRG设定得高的第一阈值速度v1，在进行等待控制的情况下，在S9中，决定为比第一阈值速度v1设定得高的第二阈值速度v2。
接下来，在S10中，判定车辆行驶速度v是否为决定的阈值速度vTH以上。在车辆行驶速度v比阈值速度vTH低的情况下，如先前说明的那样，执行等待控制。具体而言，在S15中，将等待位置标志FP的标志值设为“1”，在S16中，将目标活塞位置P*决定为等待位置PS，以使上述的间隙CL成为比较小的第二间隙CL2，在S19中，如先前说明的那样，基于决定的目标活塞位置P*，执行活塞位置反馈控制。
在车辆行驶速度v为阈值速度vTH以上时，在S11中，判定最大再生制动力FRG-MAX是否大于0，即，在再生制动装置32中是否能够产生再生制动力FRG。在能够产生再生制动力FRG的情况下，在S12中，判定最大再生制动力FRG-MAX与能够假设为产生的再生制动力FRG的目标再生制动力FRG *之差即再生制动力差ΔFRG是否为设定差ΔFRG0以下。在再生制动力差ΔFRG为设定差ΔFRG0以下时，进行等待控制。具体而言，在S15中，将等待位置标志FP的标志值设为“1”，在S16中，将目标活塞位置P*决定为等待位置PS，在S19中，基于决定的目标活塞位置P*，执行活塞位置反馈控制。另一方面，在再生制动力差ΔFRG大于设定差ΔFRG0的情况下，进行后退控制。具体而言，在S17中，将等待位置标志FP的标志值设为“0”，在S18中，如先前说明的那样，将目标活塞位置P*决定为后退位置PB，以使间隙CL成为比较大的第一间隙CL1，在S19中，基于决定的目标活塞位置P*，执行活塞位置反馈控制。
在S11中，在判定为不能产生再生制动力FRG的情况下，基于S13、S14的判定而在作出制动操作时及既未作出制动操作也未作出加速操作时，进行等待控制，使活塞142位于等待位置PS，在作出加速操作时，进行后退控制，使活塞142位于后退位置PB。
在按照本制动控制程序的处理中，通过经由S11的判定、S12的判定而执行的S15、S16、S19的处理，从而执行先前说明的再生制动力依据等待控制。
[G]关于车辆用制动系统的动作的典型例子和优点
依照上述的制动力F的控制及没有电动制动力FEM的要求时的电动制动装置34的控制的实施例的、制动系统的动作，特别是执行上述的再生制动力依据等待控制时的动作典型地例如图7所示的时间图那样进行。图7示出与时间t的经过相伴的车辆行驶速度v、加速踏板242及制动踏板40的操作、需要整体制动力FSUM *及目标电动制动力FEM *的变化、电动制动装置34中的上述的间隙CL的变化。
对加速踏板242进行操作，车辆行驶速度v从再生制动禁止速度vRG与第一阈值速度v1之间的速度开始增加，在车辆行驶速度v成为第二阈值速度v2以上的时间点t1，开始后退控制，使活塞142位于后退位置而间隙CL成为间隙CL1。在时间点t2结束加速操作，在时间点t3操作了制动踏板40的情况下，需要整体制动力FSUM *增加，在最大再生制动力FRG-MAX与需要整体制动力FSUM *之差成为上述的设定差ΔFRG0的时间点t4，开始再生制动力依据等待控制，使活塞142位于等待位置而间隙CL成为间隙CL2。并且，在时间未经过多久而需要整体制动力FSUM *超过了最大再生制动力FRG-MAX的时间点t5，产生电动制动力FEM。在使车辆减速而车辆行驶速度v到达了再生制动禁止速度vRG的时间点t6，再生制动力FRG成为0，使电动制动力FEM增加与消失的再生制动力FRG相当的量。
从以上的动作可知，通过再生制动力依据等待控制，极端来说，在产生电动制动力的稍前一点，使活塞142从后退位置向等待位置移动，因此能良好地确保电动制动装置34的响应性。在一般性的手法中，如双点划线所示，在时间点t2，即，在加速操作结束的时间点，使活塞142从后退位置向等待位置移动，但是与基于这样的手法的情况相比，在本制动系统中，使活塞142额外地在时间点t2与时间点t4之间的时间(时间图中的划出阴影的时间)位于后退位置，由此在电动制动装置34中，能够积极地避免或减轻上述的拖曳现象。
在通常的制动操作中，多是仅通过再生制动力FRG来提供需要整体制动力FSUM *，这种情况下，本制动系统如图8所示的时间图那样动作。图8的时间图所示的典型例子示出需要整体制动力FSUM *远小于最大再生制动力FRG-MAX时的动作。在这种情况下，在车辆行驶速度v成为第一阈值速度v1的时间点t4’开始等待控制，使活塞142位于等待位置而间隙CL成为间隙CL2。因此，能良好地确保电动制动装置34的响应性，并且与一般性的手法的情况相比，通过使活塞142在更长的时间位于后退位置，能够更积极地避免或减轻拖曳现象。
需要说明的是，虽然在图7、图8的时间图中未明确示出，但是在有需要整体制动力FSUM *的要求并且使活塞142位于等待位置的情况下，在车辆行驶速度v成为第二阈值速度v2以上时，以最大再生制动力FRG-MAX与需要整体制动力FSUM *之差大于上述的设定差ΔFRG0为前提，通过后退控制使活塞142位于后退位置。

Claims (5)

1.一种车辆用制动系统，具备：
再生制动装置，产生再生制动力，该再生制动力是利用了基于车轮的旋转的发电而产生的制动力；及
电动制动装置，具有与车轮一起旋转的旋转体、被向该旋转体按压的摩擦构件及通过利用电动机使活塞前进而将所述摩擦构件向所述旋转体按压的促动器，所述电动制动装置产生电动制动力，该电动制动力是依赖于电动机输出的力的制动力，
所述车辆用制动系统构成为，车辆整体所需要的需要整体制动力中的通过再生制动力无法供足的部分即不足制动力由电动制动力提供，其中，
所述车辆用制动系统构成为，在没有电动制动力的要求的情况下，(a)原则上使所述活塞位于容许所述摩擦构件与所述旋转体之间的间隙成为第一间隙的后退位置，(b)在能够产生的最大的再生制动力即最大再生制动力与实际产生的再生制动力之差成为设定差以下时，执行使所述活塞从所述后退位置变为位于等待位置的再生制动力依据等待控制，该等待位置是所述摩擦构件与所述旋转体之间的间隙最大不超过比所述第一间隙设定得小的第二间隙的位置。
2.根据权利要求1所述的车辆用制动系统，其中，
所述车辆用制动系统构成为，在所述活塞位于所述后退位置的情况下，以车辆的行驶速度为第一阈值速度以上为前提，执行所述再生制动力依据等待控制。
3.根据权利要求2所述的车辆用制动系统，其中，
所述车辆用制动系统构成为，在所述活塞位于所述等待位置的情况下，在车辆的行驶速度成为比所述第一阈值速度设定得高的第二阈值速度以上时，使所述活塞位于所述后退位置。
4.根据权利要求2或3所述的车辆用制动系统，其中，
所述车辆用制动系统构成为，在车辆的行驶速度成为比所述第一阈值速度设定得低的再生制动禁止速度以下时，使所述再生制动装置不产生再生制动力。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的车辆用制动系统，其中，
所述车辆用制动系统构成为，在所述再生制动装置无法产生再生制动力的状况下，即使没有电动制动力的要求，在进行制动操作构件的操作时，或者既未进行制动操作构件的操作且也未进行加速操作构件的操作时，也使所述活塞位于所述等待位置。
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