JP2003237554A - 自動車用制動装置のシミュレーション方法、プログラム、並びに当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】実車による検証テストに近い精度でのブレーキ
操作フィーリングや制動性能の検証を行う。 【解決手段】ペダルモデル２〜マスタシリンダモデル４
までの各部品群を機械的損失系モデルとして定義し、マ
スタシリンダモデル４〜フロントブレーキモデル７及び
リアブレーキモデル１１までの各部品群を消費液量系モ
デルとして定義し、これら各モデルを機械的損失及び消
費液量を求めるという同一の基準で連続したモデルとし
て互いに連結してシミュレーションモデルを作成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用制動装置
の制動性能を検証するシミュレーションに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車の性能評価は試作車を用い
た実験研究による検証からシミュレーションによる仮想
検証に移行してきている。

【０００３】例えば、特開平９−２５７６６３号公報に
は、タイヤが路面に接地したトレッド面のパターン要素
の単位時間当たりの接地面積の平均値からタイヤ騒音の
良否を評価するシミュレーション方法が提案されてい
る。

【０００４】また、特開平９−１４７００７号公報に
は、物体同士の干渉チェックをするために、干渉チェッ
ク対象物のＣＡＤデータと単位形状の集合体とを予め指
定された位置関係でモデル化して動作シミュレーション
を行い、物体同士の干渉空間又は非干渉空間を生成する
シミュレーション方法が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記シミュレーション
を用いた仮想検証においては、シミュレーションの完成
度を高めることによって試作車の低減にも貢献し、或い
は試作車の効率的な利用を図り、結果として自動車の開
発期間の大幅な短縮、試作車の削減（解消）、開発コス
ト低減などを実現できることが望まれている。ここで、
自動車用制動装置に着目すると、ドライバによるブレー
キ操作時の制動性能の検証のみならず、踏力量やストロ
ーク量などのブレーキ操作フィーリングに関係する制動
性能の検証が行えることや、これらの検証によってブレ
ーキライニングなどの部品交換、即ち、部品性能の変更
に応じて再シミュレーションが容易にかつ正確に行える
ことが望まれている。

【０００６】本発明は、上述の事情に鑑みてなされ、そ
の目的は、実車による検証テストに近い精度でのブレー
キ操作フィーリングや制動性能の検証が行えるシミュレ
ーション方法を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し、目的
を達成するために、本発明の自動車用制動装置の制動性
能を検証するシミュレーション方法は、前記制動装置を
複数の部品群に分類し、前記分類された各部品群の夫々
に対して、制動時の踏み込み動作に伴う踏込ストローク
によって生じる制動力を発生させるために用いられる制
動ストロークに対する損失量を、所定の入力値ごとに測
定記憶し、前記入力値に応じて前記各部品群ごとの前記
損失量を個々に演算すると共に、それらをすべて加算す
ることで前記損失量を差し引いた真の制動ストローク量
を検証可能とした。

【０００８】また、好ましくは、前記制動ストロークに
対する損失量は、少なくともブレーキペダル、倍力装
置、マスタシリンダの機械的なガタに起因した機械的損
失系と、少なくともブレーキ装置、ブレーキホースの液
圧の作用に伴う部材変形に起因した消費液量系とから構
成されている。

【０００９】また、好ましくは、車両や前記各部品群の
制動性能に関する固有の諸元が予め定義され、前記制動
ストローク量に比例して発生する減速度、若しくは踏力
により発生する減速度が検証可能である。

【００１０】また、好ましくは、前記ストローク量によ
り発生する減速度の目標値、若しくは踏力により発生す
る減速度の目標値が予め定義され、当該減速度と当該目
標値との差が検証可能である。

【００１１】また、好ましくは、前記部品群は、少なく
ともブレーキペダル、ブレーキブースタ、マスタシリン
ダ、ブレーキ液圧ユニット、フロント及びリアブレーキ
ホース、フロント及びリアブレーキ装置、フロント及び
リアタイヤを含む。

【００１２】また、好ましくは、前記各部品群は個々に
独立して制動性能に関する諸元及び制動ストロークに対
する損失量を設定したモデルとして定義され、当該モデ
ルは各部品群の組み合わせ及び変更が可能となるように
構成されている。

【００１３】また、好ましくは、前記部品群のうち、ブ
レーキ摩擦材は、初速度とブレーキ液圧と摩擦係数特性
との三次元マトリックスデータを用いて当該ブレーキ摩
擦材の摩擦係数特性が定義され、当該データに基づいて
踏力の変化に応じた演算を行う。

【００１４】また、好ましくは、前記部品群のうち、ブ
レーキホースは、所定の踏力付与時におけるブレーキ液
圧の作用に起因したブレーキホースの膨張量を前記消費
液量として定義され、当該消費液量は、実際のレイアウ
トに近づけて予め設定された所定の条件下で所定の入力
値ごとに測定され、当該測定されたデータに基づいて踏
力の変化に応じた演算を行う。

【００１５】また、好ましくは、前記部品群のうち、マ
スタシリンダは、制動性能に関する諸元としてスプリン
グの変位量に対するばね力が定義されており、当該スプ
リングの変位量は、前記損失量から演算される制動スト
ローク量に反映されるように、当該マスタシリンダのス
プリングの変位量の演算値にフィードバックされる。

【００１６】尚、上記シミュレーション方法を実行する
ためのプログラムや当該プログラムが記録されたコンピ
ュータ読み取り可能な記録媒体を、コンピュータに供給
して、当該コンピュータが記録媒体に記録されたプログ
ラムコードを読み出して、上記シミュレーションを実行
するようにしてもよい。

【００１７】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、制動装置を複数の部品群に分類し、分類された各部
品群の夫々に対して、制動時の踏み込み動作に伴う踏込
ストロークによって生じる制動力を発生させるために用
いられる制動ストロークに対する損失量を、所定の入力
値ごとに測定記憶し、入力値に応じて各部品群ごとの前
記損失量を個々に演算すると共に、それらをすべて加算
することで損失量を差し引いた真の制動ストローク量を
検証可能としたことにより、制動装置を部品単位に分類
して、これら各部品群を、損失量を求めるという同一の
基準でモデル化してため、各部品群が連続したモデルと
して互いに連結することが可能となり、シミュレーショ
ンによる検証が可能となった。また、制動性能の検証の
みならず、ブレーキ操作フィーリングに関係する制動性
能の検証が行え、実車テストと同様に、部品群単位で性
能を変更した場合にも再シミュレーションが容易に、か
つ正確に行えるという効果がある。

【００１８】請求項２の発明によれば、制動ストローク
に対する損失量は、少なくともブレーキペダル、倍力装
置、マスタシリンダの機械的なガタに起因した機械的損
失系と、少なくともブレーキ装置、ブレーキホースの液
圧の作用に伴う部材変形に起因した消費液量系とから構
成されていることにより、機械系部分、油圧系部分の双
方の部品群に対してガタに起因した機械損失と、液圧に
起因した部材変形に伴う消費液量という損失量でモデル
を定義でき、各部品群が連続したモデルとして互いに連
結することが可能となり、シミュレーションによる検
証、特に、実情に耐えうる制動性能の検証が可能となっ
た。

【００１９】請求項３の発明によれば、車両や前記各部
品群の制動性能に関する固有の諸元が予め定義され、制
動ストローク量に比例して発生する減速度、若しくは踏
力により発生する減速度が検証可能であることにより、
ブレーキ操作時のブレーキ操作フィーリングや制動性能
が確実に検証可能であることから、実車による検証を減
少又は削除することができる。

【００２０】請求項４の発明によれば、ストローク量に
より発生する減速度の目標値、若しくは踏力により発生
する減速度の目標値を予め定義し、当該減速度と当該目
標値との差を検証することにより、より目標値に近づく
ように各部品群を定義して検証することができる。

【００２１】請求項５の発明によれば、部品群は、少な
くともブレーキペダル、ブレーキブースタ、マスタシリ
ンダ、ブレーキ液圧ユニット、フロント及びリアブレー
キホース、フロント及びリアブレーキ装置、フロント及
びリアタイヤを含むことにより、実車テストと同等の条
件での検証が可能となる。

【００２２】請求項６の発明によれば、各部品群は個々
に独立して制動性能に関する諸元及び制動ストロークに
対する損失量を設定したモデルとして定義され、当該モ
デルは各部品群の組み合わせ及び変更が可能となるよう
に構成されていることにより、実車テストと同様に、性
能の異なる部品に交換した場合の再検証を容易に、かつ
迅速に行うことができる。

【００２３】請求項７の発明によれば、部品群のうち、
ブレーキ摩擦材は、初速度とブレーキ液圧と摩擦係数特
性との三次元マトリックスデータを用いて当該ブレーキ
摩擦材の摩擦係数特性が定義され、当該データに基づい
て踏力の変化に応じた演算を行うことにより、ブレーキ
摩擦材の摩擦係数特性を正確に定義でき、実車テストと
同等のシミュレーション結果を得ることができる。

【００２４】請求項８の発明によれば、部品群のうち、
ブレーキホースは、所定の踏力付与時におけるブレーキ
液圧の作用に起因したブレーキホースの膨張量を消費液
量として定義され、当該消費液量は、実際のレイアウト
に近づけて予め設定された所定の条件下で所定の入力値
ごとに測定され、当該測定されたデータに基づいて踏力
の変化に応じた演算を行うことにより、制動性能の検証
精度を向上させることができる。

【００２５】請求項９の発明によれば、部品群のうち、
マスタシリンダは、制動性能に関する諸元としてスプリ
ングの変位量に対するばね力が定義されており、当該ス
プリングの変位量は、前記損失量から演算される制動ス
トローク量に反映されるように、当該マスタシリンダの
スプリングの変位量の演算値にフィードバックされるこ
とにより、スプリングの変位によるストローク量及び変
位に伴う反力の発生タイミングを正確にし、踏力を検証
する際の検証精度を大幅に向上させることができる。

【００２６】請求項１０，１１の発明によれば、上記シ
ミュレーション方法を実行するためのプログラムや当該
プログラムコードが記録されたコンピュータ読み取り可
能な記録媒体を、コンピュータに供給して、当該コンピ
ュータが記録媒体に記録されたプログラムコードを読み
出して、上記シミュレーションを実行するようにしても
同様の効果を奏する。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて、添付図面を参照して詳細に説明する。

【００２８】尚、以下に説明する実施の形態は、本発明
の実現手段としての一例であり、本発明は、その趣旨を
逸脱しない範囲で下記実施形態を修正又は変形したもの
に適用可能である。

【００２９】はじめに、本発明のシミュレーション対象
となる自動車用制動装置の機械的構成について説明す
る。 ［自動車用制動装置］図１は本発明に係る実施形態の自
動車用制動装置の概略構成を例示する図であり、図２は
図１の油圧回路図である。

【００３０】本実施形態の自動車用制動装置はＡＢＳシ
ステムを構成し、図１及び図２に示すように、ブレーキ
ブースタ（バキュームブースタやハイドロブースタを含
む）２１はエンジンの吸気負圧、圧縮空気、油圧などを
利用してドライバが踏み込んだブレーキペダル２２の踏
力圧を増大させ、ドライバがブレーキペダル２２を踏み
込む際に必要な踏力を軽減させる。マスタシリンダ２３
はブレーキブースタ２１で増大された踏圧力に応じたブ
レーキ液圧（マスタシリンダ圧）を発生させる。マスタ
シリンダ２３で発生したブレーキ液圧は、２本の液圧供
給ライン２４、２５により周知の液圧ユニット２６に送
給され、この液圧ユニット２６により車両の前後左右の
４車輪に分配されて、右前輪ＦＲのブレーキ装置２７Ｆ
Ｒ、左前輪ＦＬのブレーキ装置２７ＦＬ、右後輪ＲＲの
ブレーキ装置２７ＲＲ、左後輪ＲＬのブレーキ装置２７
ＲＬに夫々送給される。

【００３１】上記液圧ユニット２６は、モータ２６ａに
より電気的に駆動される液圧ポンプ２６ｂを備え、各液
圧供給ライン２４、２５内のブレーキ液圧を所望の圧力
に保持している。

【００３２】２本の液圧供給ライン２４、２５のうち、
第１液圧供給ライン２４は液圧ユニット２６から前輪と
後輪に分岐して、夫々右前輪のブレーキ装置２７ＦＲの
キャリパピストンと左後輪のブレーキ装置２７ＲＬのホ
イールシリンダとに接続される一方、第２液圧供給ライ
ン２５も同様に分岐して左前輪のブレーキ装置２７ＦＬ
のキャリパピストンと右後輪のブレーキ装置２７ＲＲの
ホイールシリンダとに接続されており、ブレーキ液圧配
管はいわゆるクロスタイプの２系統配管を構成してい
る。

【００３３】また、第１液圧供給ライン２４は、当該ラ
イン内のブレーキ液圧を増圧する増圧ソレノイドバルブ
２４ａと減圧する減圧ソレノイドバルブ２４ｂを介して
右前輪のブレーキ装置２７ＦＲのキャリパピストンを駆
動すると共に、増圧ソレノイドバルブ２４ｃと減圧する
減圧ソレノイドバルブ２４ｄを介して左後輪のブレーキ
装置２７ＲＬのホイールシリンダを駆動する。

【００３４】また、第２液圧供給ライン２５も同様に、
当該ライン内のブレーキ液圧を増圧する増圧ソレノイド
バルブ２５ａと減圧する減圧ソレノイドバルブ２５ｂを
介して左前輪のブレーキ装置２７ＦＬのキャリパピスト
ンを駆動すると共に、増圧ソレノイドバルブ２５ｃと減
圧する減圧ソレノイドバルブ２５ｄを介して右後輪のブ
レーキ装置２７ＲＬのホイールシリンダを駆動する。

【００３５】上記増圧ソレノイドバルブ２４ａ，２４
ｃ，２５ａ，２５ｃ、減圧ソレノイドバルブ２４ｂ，２
４ｄ，２５ｂ，２５ｄは、２ポート２位置の常開型の電
磁弁であり、ＡＢＳコントローラ４０からの信号を受け
て開状態と閉状態との間で切り替えられて、各ブレーキ
装置２７ＦＲ、２７ＦＬ、２７ＲＲ、２７ＲＬのキャリ
パピストンやホイールシリンダに対してマスタシリンダ
２３から供給されるブレーキ液圧を調整する。

【００３６】また、第１及び第２液圧供給ライン２４，
２５にはリザーバ３０が設けられ、ブレーキ液圧の減圧
時に減圧をスムーズに行うためにキャリパピストンから
のブレーキ液を一時的に貯える。

【００３７】そして、ＡＢＳコントローラ４０からの制
御信号が出力されない間は、ドライバによるブレーキペ
ダル２２の踏み込み操作に応じてマスタシリンダ２３で
発生したブレーキ液圧が、開状態になっている増圧ソレ
ノイドバルブ２４ａ，２４ｃ，２５ａ，２５ｃを介して
キャリパピストンやホイールシリンダに供給されて各車
輪に制動力が付与される。また、ＡＢＳコントローラ４
０からの制御信号の入力を受けて増圧ソレノイドバルブ
２４ａ，２４ｃ，２５ａ，２５ｃ及び減圧ソレノイドバ
ルブ２４ｂ，２４ｄ，２５ｂ，２５ｄが夫々独立に開閉
作動されることでブレーキ装置２７ＦＲ、２７ＦＬのキ
ャリパピストン圧とブレーキ装置２７ＲＲ、２７ＲＬの
ホイールシリンダ圧が増減されて、各車輪に付与される
制動力が夫々制御される。

【００３８】ＡＢＳコントローラ４０は、ＣＰＵ、ＲＯ
Ｍ、ＲＡＭ、インターフェース回路等からなり、各種セ
ンサからの検出信号として車輪速度、シフトレンジ、ブ
レーキ液圧、エンジン回転数などに基づいて、増圧ソレ
ノイドバルブ２４ａ，２４ｃ，２５ａ，２５ｃ及び減圧
ソレノイドバルブ２４ｂ，２４ｄ，２５ｂ，２５ｄに制
御信号を夫々出力してＡＢＳ制御を実行する。 ［制動性能のシミュレーション］次に、自動車用制動装
置をモデル化してその制動性能をコンピュータシステム
を用いたシミュレーションにより検証する方法について
説明する。

【００３９】本実施形態の自動車用制動装置の制動性能
検証シミュレーションは、上記自動車用制動装置を複数
の部品群に分類し、これらの分類された各部品群に対し
て個々に独立して制動性能に関する諸元及び制動ストロ
ークに対する損失量を設定したモデルが作成されてお
り、これらモデルは各部品群の組み合わせ及び変更が可
能となるように構成されている。

【００４０】そして、これらの各部品群の夫々に対し
て、ドライバの制動操作時のブレーキペダルの踏み込み
動作に伴う各部品群の制動ストロークと、ブレーキペダ
ルから入力される踏力によって生じる制動力を発生させ
るために用いられる制動ストロークに対する損失量を、
所定の入力値ごとに予め測定により記憶してモデルに反
映させ、この入力値を変化させることにより各部品群ご
との損失量を個々に演算すると共に、それらをすべて加
算することで踏力に対する損失量を差し引いた真の制動
ストローク量を検証可能としたもので、このようなシミ
ュレーションが実行可能に構築されたコンピュータシス
テム、若しくは市販のコンピュータシステムに供給され
て上記シミュレーションを実行可能なコンピュータプロ
グラム、或いは当該コンピュータシステムによって読み
取り可能な当該コンピュータプログラムを記録した記録
媒体の形態で実現される。

【００４１】上記シミュレーションでは、予め実験など
によって車両諸元や各部品群の固有の諸元を定義してモ
デルが作成され、上記ブレーキペダルのストローク量に
より発生する車体減速度、若しくは上記踏力により発生
する車体減速度を検証するに当たって、上記ストローク
量や踏力により発生する車体減速度の目標値を予め定義
し、当該車体減速度と当該目標値との差を検証すること
により、より実車に近いブレーキ操作フィーリングや制
動性能の検証を行う。尚、車体減速度から急制動時の停
止距離を検証してもよい。

【００４２】図３は、本実施形態に係る自動車用制動装
置のシミュレーションモデル全体の構成を例示する図で
ある。

【００４３】図３において、本実施形態のシミュレーシ
ョンモデルは、大別すると、制動ストロークに対する損
失量として、少なくともブレーキペダル、ブレーキブー
スタ（倍力装置）、マスタシリンダの機械的なガタに起
因した機械的損失系モデルと、少なくともブレーキ装
置、ブレーキホースの液圧の作用に伴う部材変形に起因
した消費液量系モデルとから構成され、各部品群が連続
したモデルとして互いに連結されている。

【００４４】具体的には、ドライバ１のブレーキ操作に
伴う踏力データが入力されると共に、この踏力データに
基づいてオペレーションロッドの推力データを出力する
ブレーキペダル及びペダル支持構成をモデル化したペダ
ルモデル２と、ペダルモデル２からオペレーションロッ
ドの推力データが入力されると共に、この推力データに
基づいてプッシュロッドの推力データを出力するブレー
キブースタをモデル化したブレーキブースタモデル３
と、このブレーキブースタモデル３からプッシュロッド
の推力データが入力されると共に、この推力データに基
づいてマスタシリンダ圧データを出力するマスタシリン
ダをモデル化したマスタシリンダモデル４と、このマス
タシリンダモデル４からマスタシリンダ圧データが入力
されると共に、このマスタシリンダ圧データに基づいて
前輪ブレーキ装置へのフロント液圧データと後輪ブレー
キ装置へのリア液圧データを出力するＡＢＳシステムの
液圧ユニットをモデル化した液圧ユニットモデル５と、
この液圧ユニットモデル５からフロント液圧データが入
力されると共に、このフロント液圧データに基づいて前
輪ブレーキ装置のキャリパピストンへのピストン液圧デ
ータを出力するフロントブレーキホースをモデル化した
フロントブレーキホースモデル６と、このフロントブレ
ーキホースモデル６からピストン液圧データが入力され
ると共に、このピストン液圧データに基づいてフロント
タイヤへのフロント制動トルクデータを出力する前輪ブ
レーキ装置をモデル化したフロントブレーキモデル７
と、このフロントブレーキモデルからフロント制動トル
クデータが入力されると共に、このフロント制動トルク
データに基づいてフロントタイヤに対するフロント制動
力データを出力するフロントタイヤをモデル化したフロ
ントタイヤモデル８と、液圧ユニットモデル５からリア
液圧データが入力されると共に、リア液圧データに基づ
いてリアプロポーショニング（Ｐ）バルブ液圧データを
出力するＰバルブをモデル化したＰバルブモデル９と、
このＰバルブモデル９からＰバルブ液圧データが入力さ
れると共に、このＰバルブ液圧データに基づいて後輪ブ
レーキ装置のホイールシリンダへのホイールシリンダ液
圧データを出力するリアブレーキホースをモデル化した
リアブレーキホースモデル１０と、このリアブレーキホ
ースモデル１０からリアホイールシリンダ液圧データが
入力されると共に、このリアホイールシリンダ液圧デー
タに基づいてリアタイヤへのリア制動トルクデータを出
力する後輪ブレーキ装置をモデル化したリアブレーキモ
デル１１と、このリアブレーキモデル１１からリア制動
トルクデータが入力されると共に、このリア制動トルク
データに基づいてリアタイヤに対するリア制動力データ
を出力するリアタイヤをモデル化したリアタイヤモデル
１２とを備え、上記フロント制動力データとリア制動力
データとから減速度が出力される。

【００４５】また、上記マスタシリンダモデル４、液圧
ユニットモデル５、フロントブレーキホースモデル６、
フロントブレーキモデル７、Ｐバルブモデル９、リアブ
レーキホースモデル１０、リアブレーキモデル１０は、
ブレーキホースなどのブレーキ液の供給系統に対するブ
レーキ液圧の作用に伴う部材変形に起因した消費液量が
個々に定義されており、各モデルごとの消費液量が個々
に演算されると共に、各モデルにおける消費液量を加算
した総消費液量がマスタシリンダモデル４にフィードバ
ックされる。

【００４６】マスタシリンダモデル４は、この総消費液
量データを含む反力としてマスタシリンダピストンスト
ロークデータをプッシュロッド−マスタシリンダ連結モ
デル１３に出力し、このプッシュロッド−マスタシリン
ダ連結モデル１３は、マスタシリンダピストンストロー
クデータに基づいた反力としてプッシュロッドストロー
クデータをブレーキブースタモデル３に出力する。

【００４７】更に、ブレーキブースタモデル３は、プッ
シュロッドストロークデータに基づいた反力としてオペ
レーションロッドストロークデータをオペレーションロ
ッド−ペダル連結モデル１４に出力し、このオペレーシ
ョンロッド−ペダル連結モデル１４は、オペレーション
ロッドストロークデータに基づいた反力としてブレーキ
ペダルストロークデータをペダルモデル２に出力する。

【００４８】また、ペダルモデル２は、ブレーキペダル
ストロークデータに基づいた反力として支点変位データ
を車体剛性モデル１５に出力し、この車体剛性モデル１
５は、支点変位データに基づいて踏力に対する反力とし
てペダルストロークデータを出力する。

【００４９】また、上記マスタシリンダモデル４は、ス
プリングの変位量に対するばね力が定義されており、当
該スプリングの変位量は上記消費液量が反映されされる
ように、当該マスタシリンダモデル４のスプリングの変
位量の演算値にフィードバックされるので、スプリング
の変位によるストローク量及び変位に伴う反力の発生タ
イミングを正確にし、踏力を検証する際の検証精度を大
幅に向上させることができる。

【００５０】上記プッシュロッド−マスタシリンダ連結
モデル１３、オペレーションロッド−ペダル連結モデル
１４、ボディ剛性モデル１５は、機械的なガタや変形に
起因した機械的損失が個々に定義されており、各モデル
ごとの機械的損失が個々に演算されると共に、バキュー
ムブースタモデル３、ペダルモデル２にフィードバック
されて、上記消費液量と機械的損失を差し引いた真のペ
ダルストロークデータが演算される。

【００５１】ここで、ペダルモデル２〜マスタシリンダ
モデル４までの各部品群は、上記機械的損失系モデルと
して定義される一方、マスタシリンダモデル４〜フロン
トブレーキモデル７及びリアブレーキモデル１１までの
各部品群は、上記消費液量系モデルとして定義される。

【００５２】尚、上記ブレーキ液の消費液量にはブレー
キ液の圧縮性を示すデータが含まれている。また、ブレ
ーキブースタモデル３には、エンジンの吸気負圧、圧縮
空気、油圧などのデータも入力される。

【００５３】更に、フロントブレーキモデル７及びリア
ブレーキモデル１１には車両の制動時の初速度データが
入力され、フロントタイヤモデル８及びリアタイヤモデ
ル１２には路面の摩擦係数データが夫々入力される。

【００５４】そして、車体減速度は、フロント制動力デ
ータとリア制動力データの加算値を車体重量データで除
算して空力特性などの走行抵抗データを差し引くことに
より出力される。

【００５５】上記車体重量データは車両諸元、即ち、車
両重量、重心位置、制動時の重心位置、ホイールベース
などに基づいて予め定義されている。

【００５６】図４はフロントブレーキモデルが持つフロ
ントブレーキ摩擦材の摩擦係数特性を示し、図５はリア
ブレーキモデルが持つリアブレーキ摩擦材の摩擦係数特
性を示しており、フロント及びリアブレーキモデル７，
１１では、ブレーキ摩擦材（ブレーキパッドやブレーキ
シュー）の摩擦係数特性データが予め定義されている。

【００５７】上記フロントブレーキモデル７のブレーキ
摩擦材の摩擦係数特性は、図４に示すように、車両の制
動時の初速度とキャリパピストン液圧と摩擦係数特性と
の三次元マトリックスデータを用いて定義されている。
また、上記リアブレーキモデル１１のブレーキ摩擦材の
摩擦係数特性も、図５に示すように、車両の制動時の初
速度とホイール心理だ液圧と摩擦係数特性との三次元マ
トリックスデータを用いて定義されている。

【００５８】そして、上記初速度とブレーキ液圧と摩擦
係数特性との三次元マトリックスデータから踏力の変化
に応じた演算を行うことで、ブレーキ摩擦材の摩擦係数
特性を正確に定義でき、実車テストと同等のシミュレー
ション結果を得ることができる。

【００５９】図４及び図５において、各ブレーキモデル
７，１０の摩擦係数は、初速度及びブレーキ液圧に対す
るマップで示される特性を持っている。 ［消費液量の演算］図６及び図７は、フロント及びリア
の各ブレーキホースモデル６，１０におけるフロント液
圧データ及びリア液圧データに対する消費液量の変化を
示すマップであり、各ブレーキホースモデル６，１０で
の消費液量は、所定の踏力付与時におけるブレーキ液圧
の作用に起因したブレーキホースの膨張量として定義さ
れ、例えば、マスタシリンダ４から各車輪のブレーキ装
置に配管される鋼管部分の消費液量と、各車輪のブレー
キ装置において鋼管部分からキャリパピストンやホイー
ルシリンダに連結されるフレキシブルホースの消費液量
が夫々図示のように予め定義される。尚、フレキシブル
ホースの消費液量は、雰囲気温度ごとの設定が可能であ
る。

【００６０】また、各ブレーキホースモデル６，１０で
のブレーキ液の消費液量は、鋼管部分では曲折による機
械損失、フレキシブルホースではブレーキホースの膨張
による機械損失を考慮した実際のレイアウトに近い条件
で定義されている。

【００６１】そして、ブレーキホースモデル６，１０の
消費液量は、実際のレイアウトに近づけて予め設定され
た条件下で踏力値ごとに測定され、当該測定されたデー
タに基づいて踏力の変化に応じた演算を行うことによ
り、制動性能の検証精度を向上させることができる。 ［シミュレーション結果］図８はブレーキペダルに入力
される踏力に対するブレーキペダルのストローク量の変
化であって、本実施形態によるシミュレーション結果と
目標値とを比較して示すマップ、図９はブレーキペダル
のストローク量に対する車体減速度の変化であって、本
実施形態によるシミュレーション結果と目標値とを比較
して示すマップ、図１０はブレーキペダルに入力される
踏力に対する車体減速度の変化であって、本実施形態に
よるシミュレーション結果と目標値とを比較して示すマ
ップである。

【００６２】図８乃至図１０に示すように、上記ブレー
キペダルの踏力に対するストローク量や、上記ストロー
ク量や踏力により発生する車体減速度の目標値を予め設
定しておき、当該ストローク量や車体減速度と各目標値
との差を検証でき、この差をできるだけ少なくするよう
に各部品群のパラメータを設定することができ、より目
標値に近づくように各部品群を定義して検証することが
できる。

【００６３】また、図１１は各部品群のペダルストロー
ク量への寄与度を消費液量との関係で示し、シミュレー
ション結果としてのペダルストローク量を各部品群の消
費液量との関係から解析することができる。

【００６４】本実施形態によれば、制動装置を部品単位
に分類して、これら各部品群を、損失量を求めるという
同一の基準でモデル化してため、各部品群が連続したモ
デルとして互いに連結することが可能となり、シミュレ
ーションによる検証が可能となる。また、制動性能の検
証のみならず、ブレーキ操作フィーリングに関係する制
動性能の検証が行え、実車テストと同様に、部品群単位
で性能を変更した場合にも再シミュレーションが容易
に、かつ正確に行える。

【００６５】また、機械系部分、油圧系部分の双方の部
品群に対してガタに起因した機械損失と、液圧に起因し
た部材変形に伴う消費液量という損失量でモデルを定義
でき、各部品群が連続したモデルとして互いに連結する
ことが可能となり、シミュレーションによる検証、特
に、実情に耐えうる制動性能の検証が可能となる。

【００６６】また、ブレーキ操作時のブレーキ操作フィ
ーリングや制動性能が確実に検証可能であることから、
実車による検証を減少又は削除することができる。

【００６７】また、部品群は、少なくともブレーキペダ
ル、ブレーキブースタ、マスタシリンダ、ブレーキ液圧
ユニット、フロント及びリアブレーキホース、フロント
及びリアブレーキ装置、フロント及びリアタイヤを含む
ことにより、実車テストと同等の条件での検証が可能と
なる。

【００６８】また、各モデルは各部品群の組み合わせ及
び変更が可能となるように構成されていることにより、
実車テストと同様に、性能の異なる部品に交換した場合
の再検証を容易に、かつ迅速に行うことができる。尚、
上述のシミュレーションを実行するコンピュータプログ
ラムが格納された記憶媒体を、上記コンピュータに供給
して、当該コンピュータが記憶媒体に格納されたプログ
ラムコードを読み出して、上記処理を実行するようにし
てもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施形態の自動車用制動装置の概
略構成を例示する図である。

【図２】図１の油圧回路図である。

【図３】本実施形態に係る自動車用制動装置のシミュレ
ーションモデル全体の構成を例示する図である。

【図４】フロントブレーキモデルが持つフロントブレー
キ摩擦材の摩擦係数特性を示す図である。

【図５】リアブレーキモデルが持つリアブレーキ摩擦材
の摩擦係数特性を示す図である。

【図６】フロントブレーキホースモデルにおけるフロン
ト液圧データに対する消費液量の変化を示す図である。

【図７】リアブレーキホースモデルにおけるリア液圧デ
ータに対する消費液量の変化を示す図である。

【図８】ブレーキペダルに入力される踏力に対するブレ
ーキペダルのストローク量の変化であって、本実施形態
によるシミュレーション結果と目標値とを比較して示す
図である。

【図９】ブレーキペダルのストローク量に対する車体減
速度の変化であって、本実施形態によるシミュレーショ
ン結果と目標値とを比較して示す図である。

【図１０】ブレーキペダルに入力される踏力に対する車
体減速度の変化であって、本実施形態によるシミュレー
ション結果と目標値とを比較して示す図である。

【図１１】各部品群のペダルストローク量への寄与度を
消費液量との関係で示した図である。

【符号の説明】

２１ ブレーキブースタ ２２ ブレーキペダル ２３ マスタシリンダ ２４，２５ 液圧供給ライン ２６ 液圧ユニット ２７ＦＲ、２７ＦＬ、２７ＲＲ、２７ＲＬ ブレーキ装
置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺島 久視 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 Ｆターム(参考） 3D046 BB03 BB28 CC02 EE01 HH02 HH26 KK00 LL02 LL05 LL08 LL14 LL43 5B046 AA04 JA04

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動車用制動装置の制動性能を検証する
   シミュレーション方法であって、 前記制動装置を複数の部品群に分類し、 前記分類された各部品群の夫々に対して、制動時の踏み
   込み動作に伴う踏込ストロークによって生じる制動力を
   発生させるために用いられる制動ストロークに対する損
   失量を、所定の入力値ごとに測定記憶し、 前記入力値に応じて前記各部品群ごとの前記損失量を個
   々に演算すると共に、それらをすべて加算することで前
   記損失量を差し引いた真の制動ストローク量を検証可能
   としたことを特徴とする自動車用制動装置のシミュレー
   ション方法。
2. 【請求項２】 前記制動ストロークに対する損失量は、
   少なくともブレーキペダル、倍力装置、マスタシリンダ
   の機械的なガタに起因した機械的損失系と、少なくとも
   ブレーキ装置、ブレーキホースの液圧の作用に伴う部材
   変形に起因した消費液量系とから構成されていることを
   特徴とする請求項１に記載の自動車用制動装置のシミュ
   レーション方法。
3. 【請求項３】 車両や前記各部品群の制動性能に関する
   固有の諸元が予め定義され、前記制動ストローク量に比
   例して発生する減速度、若しくは踏力により発生する減
   速度が検証可能であることを特徴とする請求項１又は２
   に記載の自動車用制動装置のシミュレーション方法。
4. 【請求項４】 前記ストローク量により発生する減速度
   の目標値、若しくは踏力により発生する減速度の目標値
   が予め定義され、当該減速度と当該目標値との差が検証
   可能であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
   １項に記載の自動車用制動装置のシミュレーション方
   法。
5. 【請求項５】 前記部品群は、少なくともブレーキペダ
   ル、ブレーキブースタ、マスタシリンダ、ブレーキ液圧
   ユニット、フロント及びリアブレーキホース、フロント
   及びリアブレーキ装置、フロント及びリアタイヤを含む
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載
   の自動車用制動装置のシミュレーション方法。
6. 【請求項６】 前記各部品群は個々に独立して制動性能
   に関する諸元及び制動ストロークに対する損失量を設定
   したモデルとして定義され、当該モデルは各部品群の組
   み合わせ及び変更が可能となるように構成されているこ
   とを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の
   自動車用制動装置のシミュレーション方法。
7. 【請求項７】 前記部品群のうち、ブレーキ摩擦材は、
   初速度とブレーキ液圧と摩擦係数特性との三次元マトリ
   ックスデータを用いて当該ブレーキ摩擦材の摩擦係数特
   性が定義され、当該データに基づいて踏力の変化に応じ
   た演算を行うことを特徴とする請求項１乃至６のいずれ
   か１項に記載の自動車用制動装置のシミュレーション方
   法。
8. 【請求項８】 前記部品群のうち、ブレーキホースは、
   所定の踏力付与時におけるブレーキ液圧の作用に起因し
   たブレーキホースの膨張量を前記消費液量として定義さ
   れ、当該消費液量は、実際のレイアウトに近づけて予め
   設定された所定の条件下で所定の入力値ごとに測定さ
   れ、当該測定されたデータに基づいて踏力の変化に応じ
   た演算を行うことを特徴とする請求項１乃至７のいずれ
   か１項に記載の自動車用制動装置のシミュレーション方
   法。
9. 【請求項９】 前記部品群のうち、マスタシリンダは、
   制動性能に関する諸元としてスプリングの変位量に対す
   るばね力が定義されており、当該スプリングの変位量
   は、前記損失量から演算される制動ストローク量に反映
   されるように、当該マスタシリンダのスプリングの変位
   量の演算値にフィードバックされることを特徴とする請
   求項１乃至８のいずれか１項に記載の自動車用制動装置
   のシミュレーション方法。
10. 【請求項１０】 自動車用制動装置の制動性能を検証す
    るシミュレーション方法を実行するプログラムであっ
    て、 コンピュータに、前記制動装置を複数の部品群に分類し
    た各部品群の夫々に対して、制動時の踏み込み動作に伴
    う踏込ストロークによって生じる制動力を発生させるた
    めに用いられる制動ストロークに対する損失量を、所定
    の入力値ごとに測定記憶し、前記入力値に応じて前記各
    部品群ごとの前記損失量を個々に演算すると共に、それ
    らをすべて加算することで前記損失量を差し引いた真の
    制動ストローク量を検証可能とする機能を実現させるた
    めのプログラム。
11. 【請求項１１】 自動車用制動装置の制動性能を検証す
    るシミュレーション方法を実行するプログラムを記録し
    たコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、 コンピュータに、前記制動装置を複数の部品群に分類し
    た各部品群の夫々に対して、制動時の踏み込み動作に伴
    う踏込ストロークによって生じる制動力を発生させるた
    めに用いられる制動ストロークに対する損失量を、所定
    の入力値ごとに測定記憶し、前記入力値に応じて前記各
    部品群ごとの前記損失量を個々に演算すると共に、それ
    らをすべて加算することで前記損失量を差し引いた真の
    制動ストローク量を検証可能とする機能を実現させるた
    めのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な
    記録媒体。