JP2002220043A - 自動ブレーキ装置 - Google Patents
自動ブレーキ装置Info
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Abstract
ように、電子制御倍力装置の付勢力特性を設定する。
Description
装置に関し、特に、自動作動可能な気圧式の倍力装置を
備える自動ブレーキ装置に関する。
ブレーキ装置は、自車の車両運動状態や周囲環境により
ブレーキ力が必要と判断される場合に、運転者のブレー
キ操作から独立してブレーキ力を発生させたり、緊急時
に運転者のブレーキ操作力を助勢する力を発生させるも
のである。
力装置として、例えば、特開平11−208453号公
報のような、ソレノイドにより電磁気的にハウジング内
の弁機構を作動させるようにした電子制御倍力装置が発
明されている。この電子制御倍力装置では、電磁気的に
大気−変圧室間の弁を開き、変圧室を増圧させ、変圧室
より低圧に保たれた定圧室との差圧によってブレーキ力
を発生させる。この弁機構では、ばね力と変圧室−定圧
室間の差圧が弁をフロント側へ付勢し、ソレノイドの電
磁気力が弁をリア側へ付勢する機構となっており、これ
らの付勢力が均衡すると弁が閉鎖される。この弁機構に
よって、ソレノイドの電磁気力に応じた差圧が発生する
ことになり、ソレノイドに通電する電流の大小に応じて
電子制御倍力装置の出力を自由に調整することができ
る。
術の電子制御倍力装置を備える自動ブレーキ装置では、
弁機構の付勢力がバランスし、閉弁保持状態となる電流
値(以下、均衡電流値と呼ぶ)がある。この均衡電流値
から電流値を増減させると、この電流値偏差の分だけ弁
機構の付勢力バランスがくずれることによって、弁が開
弁し、電子制御倍力装置の出力が変化する。このとき、
均衡電流値からの電流値偏差が大きいほど、弁の開弁量
は大きくなり、空気流量が大きくなるため、電子制御倍
力装置の出力変化率が大きくなる。
力の特性が増圧時と減圧時とで異なるため、電流値偏差
に対する開弁量が、増圧時と減圧時とで異なるという特
性を有する。これによって、増圧時と減圧時とで電流偏
差に対する液圧変化率が異なるので、出力の円滑な制御
が困難となる。
操作できる自動ブレーキ装置を提供することを目的とす
る。
よれば、自動ブレーキ装置において、前記第一の戻しば
ねのばね定数が、前記第二の戻しばねのばね定数より大
きいことにより達成される。これにより、増減圧間にお
ける特性変化を抑制することができるので、ブレーキ力
を円滑に操作できる自動ブレーキ装置を実現可能とな
る。さらに上記目的は、請求項2によれば、自動ブレー
キ装置において、前記第一の戻しばねが、収縮するに伴
ってばね定数が増加する非線形特性を有することにより
達成される。これにより、消費電力が増大することな
く、増減圧間における特性変化を抑制することができる
ので、ブレーキ力を円滑に操作できる自動ブレーキ装置
を実現可能となる。さらに上記目的は、請求項3によれ
ば、自動ブレーキ装置において、前記ソレノイドが、前
記真空弁が閉弁するに伴って電磁気力が減少する特性を
有することにより達成される。これにより、増減圧間に
おける特性変化を抑制することができるので、ブレーキ
力を円滑に操作できる自動ブレーキ装置を実現可能とな
る。さらに上記目的は、請求項4によれば、自動ブレー
キ装置において、前記ソレノイドが、該真空弁が閉弁す
るに伴って電磁気力の減少率が増加する非線形特性を有
することことにより達成される。これにより、消費電力
が増大することなく、増減圧間における特性変化を抑制
することができるので、ブレーキ力を円滑に操作できる
自動ブレーキ装置を実現可能となる。
の実施の形態を図面に基づいて説明する。 ≪基本構成≫ [自動ブレーキ装置全体]図1に示すように、本発明の
実施の形態の自動ブレーキ装置は、ブレーキペダル2
と、ブレーキペダル2の操作または電磁気的な操作によ
り作動される気圧式の電子制御倍力装置1と、この電子
制御倍力装置1の出力により2つの液室にそれぞれブレ
ーキ液圧を発生するマスタシリンダ3と、このマスタシ
リンダ3の液室に発生したブレーキ液圧を各輪に伝達す
る液圧配管4a,4bと、4つの車輪の各ホイールシリ
ンダ6a〜6dと、ブレーキ液圧を検出する液圧検出手
段20と、電子制御倍力装置1に負圧を供給する負圧源
7と、車両の運転状態を検知する運転状態検出手段21
と、他車や障害物などの外界環境の状態を検知する外界
環境検出手段22と、目標液圧を演算する目標液圧演算
装置23と、電子制御倍力装置1を駆動制御する制御装
置10とを備えている。
する負圧と大気圧との圧力差を利用してブレーキ力を発
生する。この電子制御倍力装置1は、運転者によるブレ
ーキ操作時にはブレーキペダル2の操作量に応じて圧力
差を調整し、マスタシリンダ3に出力する力を増大させ
る。また、自動ブレーキ時にはソレノイド66への駆動
電流値に応じて圧力差を調整し、マスタシリンダ3に出
力する力を発生する。
の入力を液圧に変換するピストン43と、第一液室41
と、第二液室42とを備え、第一液室41は、液圧配管
4aを経由して、右前輪のホイールシリンダ6aと左前
輪のホイールシリンダ6bと連通しており、第二液室4
2は、液圧配管4bを経由して、右後輪のホイールシリ
ンダ6cと左後輪のホイールシリンダ6dと連通してい
る。
速度、車両の加速度、車両の旋回角速度、各車輪の回転
速度、各車輪のスリップ状態、ブレーキペダル踏込み
量、ステアリングの舵角、エンジンのスロットル開度、
などを検出し、各運転状態に応じた信号を目標液圧演算
装置23へ送るものである。外界環境検出手段22は、
前方走行車との車間距離や相対速度、障害物の有無、道
路勾配、などを検出し、外界環境に応じた信号を目標液
圧演算装置23へ送るものである。目標液圧演算装置2
3は、運転状態検出手段21と外界環境検出手段22の
信号から、ブレーキ液圧の目標値を演算し、制御装置1
0へ送るものである。液圧検出手段20は、ブレーキ液
圧を検出するセンサで、例えば圧力センサである。制御
装置10は、目標液圧演算装置23と、液圧検出手段2
0からの信号に応じて、電子制御倍力装置1への駆動電
流値を演算し、ソレノイド66を駆動制御する。
の内部には、筒状のバルブボディ51を設け、バルブボ
ディ51の外周に設けたダイヤフラム52によって、フ
ロント側の定圧室53と、リア側の変圧室54とで区画
してあり、定圧室53と変圧室54との連通状態を切換
える弁機構60を設けている。この弁機構60は、バル
ブボディ51の内周部に設けた真空弁座61と、真空弁
座61に開弁方向の付勢力を与えるソレノイドスプリン
グ57(第一の戻しばね)と、ブレーキペダル2に連結
された大気弁座62と、バルブスプリング55(第二の
戻しばね)の付勢力によって真空弁座61、大気弁座6
2にリア側から着座する弁体63とを備えている。
3のシート部とによって真空弁64を構成してあり、こ
の真空弁64よりも外周側の空間は、定圧室53に連通
している。定圧室53は負圧源7と連通しており、常時
負圧が導入されている。また、大気弁座62とそれに接
離する弁体63のシート部とによって大気弁65を構成
している。そして、大気弁65の外周側の空間は、変圧
室54に連通しており、大気弁65の内周側の空間は、
大気に連通している。入力ロッド32とバルブボディ5
1との間にバルブスプリング55より大きな荷重を有す
るスプリング56を配置している。これにより、電子制
御倍力装置1の非作動状態では、大気弁65を閉鎖させ
るとともに、真空弁64を開放させている。なお、入力
ロッド32はブレーキペダル2に連結されている。
ド66が設けあり、ソレノイド66の内周部には、円筒
状のピストン67を摺動可能なように配置してある。バ
ルブボディ51の内周部には筒状部材68が摺動可能な
ように配置されてあり、筒状部材68のフランジ部が真
空弁座61となっている。また筒状部材68のフロント
側はピストン67と当接してある。筒状部材68と入力
ロッド32の間には、ソレノイドスプリング57が配置
してあり、筒状部材68とソレノイド66をフロント側
に向けて付勢してある。電子制御倍力装置の非作動時、
および運転者の踏込力による通常ブレーキ時には、ソレ
ノイドスプリング57が筒状部材68を図1に示す位置
に保持させている。
レノイドスプリング57のばね反力、及び、開弁量に対
する電磁気力を図2−(a)に示す。横軸は、開弁量0
を境界として、左側が真空弁の開弁量、右側が大気弁の
開弁量となる。実線がばね反力であり、破線が電磁気力
である。減圧時は、バルブスプリング55の付勢力は作
用しないので、開弁量に対するばね反力の勾配(以下、
ばね反力勾配と呼ぶ)は、ソレノイドスプリング57の
ばね定数K1となる。増圧時は、バルブスプリング55
とソレノイドスプリング57の付勢力が作用するので、
この場合のばね反力勾配は、ソレノイドスプリング57
のばね定数K1とバルブスプリング55のばね定数K2
の和となる。破線は電流値一定のときの電磁気力であ
り、電流値Iを一定間隔iで変化させた場合の様子を複
数の破線で示している。
プリング57のばね定数K1は、バルブスプリング55
のばね定数K2よりも大きく設定してある。増圧時はソ
レノイドスプリング57とバルブスプリング55のばね
力が付勢されるのに対し、減圧時はソレノイドスプリン
グ57のばね力のみ付勢される。したがって、ソレノイ
ドスプリング57のばね定数K1を、バルブスプリング
55のばね定数K2よりも大きく設定することによっ
て、増圧時と減圧時とで、弁機構60の付勢力変化を低
減できる。図2−(b)はK1<K2とした場合のばね
反力特性である。減圧時と増圧時で、ばね反力勾配が大
きく異なるため、出力の円滑な制御が難しくなる。
とき、ピストン67の位置がリア側にあるほど、電磁気
力が小さくなる特性をもつ。ピストン67のリア側への
移動量に対する電磁気力減少の割合(以下、電磁気力勾
配と呼ぶ)を大きくすることは、ソレノイドスプリング
57のばね定数K1を増加させることと等価であるた
め、電磁気力勾配の増加によって、増圧時と減圧時と
で、弁機構60の付勢力変化を低減できる。
ド33が配置してあり、バルブボディ51と出力ロッド
33のあいだにリアクションディスク34を収納してい
る。バルブボディのフロント側にはリターンスプリング
35が配置してあり、非作動時にはバルブボディ51を
図1に示す位置に保持させている。出力ロッド34はマ
スタシリンダ3のピストン43と連動する。 ≪電子制御倍力装置の動作≫以上のような基本構成をも
つ自動ブレーキ装置の動作について、以下説明する。 [通常ブレーキ時]ブレーキペダル2の踏込力により入
力ロッド32がフロント側へ前進されるので、弁機構6
0が作動し、負圧室53と変圧室54は遮断状態、変圧
室54と大気は連通状態となる。これにより、大気が変
圧室54に導入されて、変圧室54内部の圧力が負圧室
53内部の圧力よりも高くなる。従って、ダイヤフラム
52の前後に圧力差が生じ、ダイヤフラム52および出
力ロッド33がフロント側へ推進し、入力ロッド32か
らの入力を所定の倍率で倍力しマスタシリンダ3のピス
トン43へ出力する。ピストン43の作動により第一液
室41および第二液室42にブレーキ液圧が発生する。
第一液室41の液圧はホイールシリンダ6a、6bに供
給され、第二液室42の液圧はホイールシリンダ6c、
6dに供給され、各輪にブレーキ力が発生する。 [自動ブレーキ時]電子制御倍力装置1を自動ブレーキ
として作動させる場合には、外界環境検出手段22によ
り車両の前方に他車や障害物が検知された場合、また
は、運動状態検出手段21により車輪の過大なスリップ
率や不安定な車両挙動が検出された場合、目標液圧演算
装置23は、ブレーキ液圧の目標値を演算し、制御装置
10へブレーキ力の発生を要求する。制御装置10は、
運転者のブレーキ操作の有無に関わらず、電子制御倍力
装置1を駆動し、自動ブレーキを作動させる。 [増圧時]ブレーキ力を増加させる場合には、ソレノイ
ド66に通電する電流値を増加させる。電流値に応じた
電磁気力によって、バルブスプリング55とソレノイド
スプリング57に抗してピストン67がリア側へ移動さ
れる。これ伴って、真空弁64が遮断され、大気弁65
が開放される。これにより、大気が変圧室54に導入さ
れる。変圧室54へ大気が導入されると、変圧室54内
部の圧力が負圧室53内部の圧力よりも高くなり、ダイ
ヤフラム36の前後に圧力差が生じ、バルブボディ5
1、ダイヤフラム52および出力ロッド33がフロント
側に推進し、マスタシリンダ3の液圧が上昇する。
側には定圧室53の負圧が作用し、フランジ部69のリ
ア側には変圧室54の圧力が作用する。このため、フラ
ンジ部69には、変圧室54の圧力増加に伴う差圧が作
用し、ピストン67に対するフロント側への付勢力とな
る。変圧室54の圧力が上昇すると、差圧によるフロン
ト側への付勢力が増加し、ピストン67はフロント側へ
移動される。従って、大気弁65の開弁量は減少し、変
圧室54へ導入される大気の流量は次第に減少し、ブレ
ーキ液圧の変化率は減少する。差圧による付勢力がさら
に増加すると、大気弁65は閉じられ、大気の流入が遮
断されるので、ブレーキ液圧が保持される。これによっ
て、弁機構60はサーボバランス状態となり、自動ブレ
ーキとして作動された電子制御倍力装置1は所望の出力
を得られたことになる。
は、ソレノイド66の電流値を減少させる。電流値の減
少に伴って電磁気力が減少する。サーボバランス状態に
あった弁機構60では、ソレノイド66によるリア側へ
の付勢力が減少することによって付勢力のバランスがく
ずれる。このとき、弁機構60には、バルブスプリング
55の付勢力は作用しない。付勢力のバランスがくずれ
ると、ピストン67はフロント側へ移動される。これ伴
って、真空弁64が開放され、変圧室54の空気が定圧
室53へ流出され、変圧室54内部の圧力が減少する。
変圧室54の圧力が減少すると、ダイヤフラム52の前
後の圧力差が減少し、バルブボディ51、ダイヤフラム
52および出力ロッド33がリア側へ戻され、マスタシ
リンダ3の液圧が減少する。
るフロント側への付勢力が減少し、ピストン67はリア
側へ移動される。従って、真空弁64の開弁量が小さく
なるのに伴い、定圧室53へ流出する空気の流量は次第
に減少し、ブレーキ液圧の変化率は減少する。差圧によ
る付勢力がさらに減少すると、真空弁64は閉じられ、
空気の流出が遮断されるので、ブレーキ液圧が保持され
る。これによって、弁機構60はサーボバランス状態と
なり、自動ブレーキとして作動された電子制御倍力装置
1は所望の出力を得られたことになる。
状態(閉弁保持状態)となった均衡電流値から、電流値
を変化させると、弁機構60の付勢力バランスがくずれ
ることにより大気弁65または真空弁64が開弁する。
せると、大気弁65が開弁する。大気弁65は、電磁気
力によるリア側への付勢力と、バルブスプリング55、
ソレノイドスプリング57によるフロント側への付勢力
が釣合う開弁量となる。従って、均衡電流値からの電流
値の偏差(以下、電流値偏差と呼ぶ)が大きいほど、大
気弁65の開弁量は大きくなる。これにより、変圧室5
4へ導入される大気の流量も大きくなり、ブレーキ液圧
の変化率は大きくなる。
少させると、真空弁64は、電磁気力によるリア側への
付勢力と、ソレノイドスプリング57によるフロント側
への付勢力が釣合う開弁量となる。電流値偏差が大きい
ほど、ピストン67の位置はフロント側へ移動すること
となり、真空弁64の開弁量は大きくなる。これによ
り、定圧室54へ流出する大気の流量も大きくなり、ブ
レーキ液圧の変化率は大きくなる。
は作用しないので、ばね反力勾配は増圧時より小さい。
しかしながら、図2−(a)に示す通り、ソレノイドス
プリング57のばね定数K1をバルブスプリング55の
ばね定数K2よりも大きく設定してあるので、増圧時と
比較して2分の1以上のばね反力勾配を、減圧時に確保
することができる。従って、減圧時のばね反力勾配を増
圧時のばね反力勾配に近づけることが可能となり、増圧
時と減圧時とで、弁機構60の付勢力変化を低減でき
る。図2−(b)はK1<K2とした場合の、ばね反力
特性である。減圧時と増圧時で、ばね反力勾配が大きく
異なるため、出力の円滑な制御が難しくなる。
のとき、ピストン67の位置がリア側にあるほど、電磁
気力が小さくなる特性をもつ。ピストン67のリア側へ
の移動量に対する電磁気力の勾配を大きくすることは、
ソレノイドスプリング57のばね定数K1を増加させる
ことと等価である。従って、電磁気力勾配の増加によっ
て、増圧時と減圧時とで、弁機構60の付勢力変化を低
減できる。
減圧間における付勢力特性の変化を抑制することがで
き、円滑にブレーキ力を発生する自動ブレーキ装置を提
供することが可能となる。
が、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、
発明の趣旨から逸脱しない限り、種々の変更を行うこと
ができる。 ≪他の実施形態例≫例えば、上記実施の形態では、ソレ
ノイドスプリング57とバルブスプリング55を線形ば
ねとして扱ったが、図3のように非線形ばねとすること
も可能である。この非線形ばねは、収縮するに伴ってば
ね定数が増加する非線形特性を有するため、増圧時と減
圧時の境界周辺でのばね定数を変更させることなく、筒
状部材68の全ストローク範囲でばね反力を確保するこ
とができ、ソレノイド66の非励磁時には、筒状部材6
8を図1に示す位置に保持させることが可能となる。し
たがって、増圧時と減圧時の境界周辺でのばね反力を低
減でき、均衡電流値を下げることが可能となる。例え
ば、図2−(a)に示す特性では、電流値I=3iで閉
弁保持状態となるが、図3の特性によれば、電流値I=
2iで閉弁保持状態となる。以上のような特性によっ
て、消費電力の少ない自動ブレーキ装置を提供すること
が可能となる。
うな電磁気力特性の非線形化によっても実現可能であ
る。この電磁気力特性は、一定電流値に対し、真空弁6
4の開弁に伴って、電磁気力の上昇率が減少するような
非線形特性、つまりソレノイド66の筒状部材68がフ
ロント側へ移動するのに伴って、電磁気力の上昇率が減
少する非線形特性を有する。これにより、増圧時と減圧
時の境界周辺での電磁気力変化特性を変更させることな
く、筒状部材68の全ストローク範囲で電磁気力を確保
するこができ、図1に示す位置から筒状部材68を吸引
することが可能となる。したがって、増圧時と減圧時の
境界周辺での電磁気力を増加させることができ、均衡電
流値を低減することが可能となる。例えば、図2−
(a)に示す特性では、電流値I=3iで閉弁保持状態
となるが、図4の特性によれば、電流値I=2iで閉弁
保持状態となる。以上のような特性によって、消費電力
の少ない自動ブレーキ装置を提供することが可能とな
る。
減圧時とで付勢力特性の変化の少ない電子制御倍力装置
を用いてブレーキ力を制御する。したがって、円滑にブ
レーキ力を発生する自動ブレーキ装置を提供することが
可能となる。
ある。
図である。
図である。
出手段、53…定圧室、54…変圧室、55…バルブス
プリング、57…ソレノイドスプリング、60…弁機
構、64…真空弁、65…大気弁、66…ソレノイド。
Claims (4)
- 【請求項1】空気圧を変動制御される変圧室、大気圧よ
り低圧に保たれる定圧室、該変圧室と該定圧室を区画
し、差圧を出力に変換するダイヤフラム、該変圧室と大
気の連通状態を制御する大気弁、該変圧室と該定圧室の
連通状態を制御する真空弁、該大気弁に開弁方向の、該
真空弁に閉弁方向の付勢力を与え、通電する電流の大小
に応じて付勢力を変更可能なソレノイド、該真空弁に開
弁方向の付勢力を与える第一の戻しばね、該大気弁に閉
弁方向の付勢力を与える第二の戻しばねを備える電子制
御倍力装置と、該電子制御倍力装置によってピストンを
作動されブレーキ液圧を発生するマスタシリンダと、該
マスタシリンダからブレーキ液圧が供給されてブレーキ
力を発生させるホイールシリンダと、該ブレーキ液の実
液圧を検出する液圧検出手段と、前記電子制御倍力装置
を駆動制御する制御装置とを備え、該第一の戻しばねの
ばね定数は、該第二の戻しばねのばね定数より大きいこ
とを特徴する自動ブレーキ装置。 - 【請求項2】空気圧を変動制御される変圧室、大気圧よ
り低圧に保たれる定圧室、該変圧室と該定圧室を区画
し、差圧を出力に変換するダイヤフラム、該変圧室と大
気の連通状態を制御する大気弁、該変圧室と該定圧室の
連通状態を制御する真空弁、該大気弁に開弁方向の、該
真空弁に閉弁方向の付勢力を与え、通電する電流の大小
に応じて付勢力を変更可能なソレノイド、該真空弁に開
弁方向の付勢力を与える第一の戻しばね、該大気弁に閉
弁方向の付勢力を与える第二の戻しばねを備える電子制
御倍力装置と、該電子制御倍力装置によってピストンを
作動されブレーキ液圧を発生するマスタシリンダと、該
マスタシリンダからブレーキ液圧が供給されてブレーキ
力を発生させるホイールシリンダと、該ブレーキ液の実
液圧を検出する液圧検出手段と、前記電子制御倍力装置
を駆動制御する制御装置とを備え、該第一の戻しばね
は、収縮するに伴ってばね定数が増加する非線形特性を
有することを特徴する自動ブレーキ装置。 - 【請求項3】空気圧を変動制御される変圧室、大気圧よ
り低圧に保たれる定圧室、該変圧室と該定圧室を区画
し、差圧を出力に変換するダイヤフラム、該変圧室と大
気の連通状態を制御する大気弁、該変圧室と該定圧室の
連通状態を制御する真空弁、該大気弁に開弁方向の、該
真空弁に閉弁方向の付勢力を与え、通電する電流の大小
に応じて付勢力を変更可能なソレノイド、該真空弁に開
弁方向の付勢力を与える第一の戻しばね、該大気弁に閉
弁方向の付勢力を与える第二の戻しばねを備える電子制
御倍力装置と、該電子制御倍力装置によってピストンを
作動されブレーキ液圧を発生するマスタシリンダと、該
マスタシリンダからブレーキ液圧が供給されてブレーキ
力を発生させるホイールシリンダと、該ブレーキ液の実
液圧を検出する液圧検出手段と、前記電子制御倍力装置
を駆動制御する制御装置とを備え、該ソレノイドは、通
電される電流値が一定のとき、該真空弁が閉弁するに伴
って電磁気力が減少する特性を有することを特徴する自
動ブレーキ装置。 - 【請求項4】該ソレノイドは、通電される電流値が一定
のとき、該真空弁が開弁するに伴って電磁気力の増加率
が減少する非線形特性を有することを特徴する請求項3
に記載の自動ブレーキ装置。
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Publication Number | Publication Date |
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Cited By (2)
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- 2001-01-23 JP JP2001013944A patent/JP4585695B2/ja not_active Expired - Fee Related
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