JP2004314747A - 車両用制動装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】左前輪FLは2対のピストンに夫々独立に液圧を与えられる独立制御キャリパ16FLを備える。前側ピストン161FLに第1の液圧を与え、後側ピストン162FLと左後輪RLの後輪ピストン163RLとに第2の液圧を与える。右側前後輪も左側と同じ構成とする。左前輪にブレーキ鳴きが発生した場合は、左前後輪の総制動力を不変とした上で、第1の液圧を増加、第2の液圧を減少して前側および後側ピストンの発生する制動力の配分比率を変更する。これにより、独立制御キャリパの接触面圧分布の変化、すなわち共振状態の変化をもたらし、鳴きを低減、抑制できる。しかも、右側または左側の前後輪の総制動力が不変のため、車両挙動に異常が発生することがない。これを、通常の4CH油圧配管により簡易に実現できる。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用制動装置に係り、特に、ブレーキ鳴きを抑制するのに好適な車両用制動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、1つの車輪に2個のキャリパを持つブレーキ構成において、ブレーキ鳴きを検出したときにその鳴きが発生した車輪の総制動力を維持しながら、それら2個のキャリパの制動力比率を制御して、鳴きの発生領域を回避するものがあった(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開昭62−122856号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
この従来技術では、ブレーキ鳴きの抑制と1輪の総制動力の保証は達成されるが1輪に2個のキャリパを設置することが必要であり、そのためには足回り部品の搭載スペースをある程度必要とするため、装置が大型化するという問題がある。すなわち、装置の大型化は、大幅なコスト高、および、足回りのばね下の大型化および重量増による運動性能の悪化につながり、搭載が困難になる。
【0005】
本発明は上記点に鑑みて、簡素なシステム構成で鳴き防止制御を行うことを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、車輪(FL、FR)とともに回転するブレーキディスク(17FL、17FR)に押し付けられるように配置された摩擦部材(19a、19b)と、該摩擦部材の第1および第2の部位(P1、P2)をブレーキディスクに向けてそれぞれ所定の押圧力で押圧する第1の加圧手段(161FL、161FR)および第2の加圧手段(162FL、162FR)とを備えた独立制御キャリパ(16FL、16FR)と、第1および第2の加圧手段をそれぞれ独立に駆動して押圧力を発生させる制動力発生手段(5、6、13FL、14FL、13FR、14FR)と、車輪にブレーキ鳴きが発生したとき、第1および第2の加圧手段が発生する各押圧力の配分比率を変更するよう制動力発生手段を制御する制御手段(10)と、を備えることを特徴とする。
【0007】
この発明によれば、摩擦部材の異なる2つの部位を第1および第2の加圧手段により所定の押圧力で押すことにより、摩擦部材をブレーキディスクに押し付けて制動力を発生させる場合、ブレーキ鳴きが発生したときには、第1および第2の加圧手段のそれぞれが発生する押圧力の少なくとも一方を変化させることにより各押圧力の配分比率を変え、これにより、摩擦部材がブレーキディスクに接触するとき第1の部位と第2の部位との圧力分布を変えることができる。したがって、一つの独立制御キャリパ内で、摩擦部材の接触面圧分布を変化させて共振状態を変えることができ、これによりブレーキ鳴きを抑制することができる。
【0008】
したがって、1輪にキャリパを2個設ける必要がなく、簡素なシステムでブレーキ鳴きの抑制を実現できる。なお、第1および第2の加圧手段は、液圧により摩擦部材を押すピストンを備えた液圧ブレーキであっても、あるいは、電動モータの回転力を利用して摩擦部材を押す電動ブレーキであってもよい。
【0009】
請求項2に記載の発明は、制御手段は、押圧力の制御を、第1および第2の加圧手段の押圧力の和が不変となるようにして行うことを特徴とする。
【0010】
これにより、ブレーキ鳴きを抑制するために、1輪における総押圧力、すなわち総制動力を不変として押圧力を制御するので、この制御によって車両挙動は変化せず、運転者は違和感を感じることがない。
【0011】
請求項3に記載の発明は、第1、第2、第3および第4の管路(B1、B2、B3、B4)に、それぞれ独立に設定可能な第1、第2、第3および第4の液圧を付与する制動力発生手段(5、6、13FL、14FL、13RL、14RL、13FR、14FR、13RR、14RR)を備え、車両の前左右輪(FL、FR)および後左右輪(RL、RR)のいずれか一方の左右輪にはそれぞれ独立制御キャリパ(16FL、16FR)が配置され、この各独立制御キャリパはそれぞれブレーキディスク(17FL、17FR)に押し付けられるように配置された摩擦部材(19a、19b)と、摩擦部材の第1および第2の部位(P1、P2)を、ブレーキディスクに向けてそれぞれ与えられる液圧に応じた押圧力で押圧する第1および第2の加圧手段(161FL、161FR、162FL、162FR)を備え、前左右輪および後左右輪の他方の左右輪にはそれぞれ単配管キャリパ(16RL、16RR)が配置され、この各単配管キャリパはそれぞれブレーキディスク(17RL、17RR)に押し付けられるように配置された摩擦部材(19a、19b)と、この摩擦部材をブレーキディスクに向けて与えられる液圧に応じた押圧力で押圧する第3の加圧手段(163RL、163RR)を備え、左側の第1の加圧手段は第1の管路が接続されて第1の液圧を付与され、左側の第2の加圧手段および左側の第3の加圧手段はともに第2の管路が接続されてそれぞれ第2の液圧を付与され、右側の第1の加圧手段は第3の管路が接続されて第3の液圧を付与され、右側の第2の加圧手段および右側の第3の加圧手段はともに第4の管路が接続されてそれぞれ第4の液圧を付与されるとともに、各車輪の少なくともいずれか一つにブレーキ鳴きが発生したとき、車両の左側および右側のうち鳴きの発生した側の独立制御キャリパが備える第1の加圧手段および第2の加圧手段に与える各液圧を制御して第1および第2の加圧手段の発生する各押圧力に差を与える制御手段(10)を備えることを特徴とする。
【0012】
この発明において、車両の前側2輪および後側2輪のいずれか一方の各2輪に第1および第2の加圧手段を備えた独立制御キャリパを配置し、他方の各2輪に第3の加圧手段を備えた通常用いられる単配管キャリパを配置している。さらに、車両の左側の前後および右側の前後のそれぞれで、第2の加圧手段と第3の加圧手段とに同じ液圧である第2または第4の液圧を独立に与える。一方、左右の各第1の加圧手段には第1または第3の液圧を独立に与える。
【0013】
そして、ブレーキ鳴きが発生した場合に、制御手段は、ブレーキ鳴きが発生した側の独立制御キャリパが備える第1および第2の加圧手段に与える各液圧を制御して、それぞれの加圧手段が発生する各押圧力を変化させて配分比率を変える。これにより、ブレーキ鳴きが発生した側の独立制御キャリパでは、第1および第2の加圧手段が摩擦部材を押圧する各押圧力の配分比率が変化するため、ブレーキディスクへの接触面圧分布の変化、すなわち共振状態の変化が生じ、これによりこの独立制御キャリパを備える車輪においてはブレーキ鳴きの発生を抑制し、あるいはブレーキ鳴きの発生防止が可能となる。さらに、この第1および第2の加圧手段の各押圧力を変化させて配分比率を変えることは、同時に、第3の加圧手段に与える液圧も変化することになり、したがって第3の加圧手段が発生する押圧力も変化(増加または減少)する。これにより、ブレーキ鳴きの発生した側の第3の加圧手段を備える車輪においてもブレーキ鳴きを抑制し、あるいはブレーキ鳴きの発生を防止することが可能である。
【0014】
さらに、4輪がそれぞれ備える第1ないし第3の加圧手段である6つの加圧手段に対して、簡易な4チャネルの配管系統でそれぞれ独立に液圧、すなわち各輪の制動力を制御することができ、複雑なシステム構成とする必要がない。
【0015】
請求項4に記載の発明は、制御手段は、鳴きの発生した側の第1および第2および第3の加圧手段がそれぞれ発生する制動力の和が不変となるように、第1および第2の加圧手段に与える各液圧を制御することを特徴とする。
【0016】
この発明において、第1および第2の加圧手段の発生する押圧力に差を生じさせるよう第1の加圧手段に与える液圧(第1または第3の液圧)を増加/減少させ、第2および第3の加圧手段に与える液圧(第2または第4の液圧)を減少/増加させて、増加/減少する第1の加圧手段の押圧力と、減少/増加する第2および第3の加圧手段の押圧力との和を、不変、すなわち制御前と変わらないようにすることができる。これにより、ブレーキ鳴きの抑制、防止のためにブレーキ制御を行ってもブレーキ鳴きの発生した側における前後輪の総制動力の和は変わらないので、車両挙動に異常が発生することなく、運転者に違和感を与えることがない。
【0017】
請求項5に記載の発明は、第1および第2の部位はブレーキディスクの回転方向に対して前後に位置し、制御手段は、第1および第2の部位のうちブレーキディスクの回転に対して前側にある一方の部位を押圧する押圧力を他方の部位を押圧する押圧力より大きくなるよう制御することを特徴とする。
【0018】
この発明によれば、独立制御キャリパにおいて、第1および第2の加圧手段が発生する各押圧力に差を与える場合、ブレーキディスクの回転に対して前側にある部位、すなわちブレーキディスクが時計回りを正側として回るとき摩擦部材の負側方向にある部位を、正側にある部位よりも大きな押圧力で押すことにより、摩擦部材のブレーキディスクへの食いつきを増すことができ、確実な制動力を得ることができる。
【0019】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【0020】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態の車両用制動装置(ECB)について、図面を参照して説明する。図1は、第1実施形態の概略構成を示す図である。なお、図1において、ブレーキが作動していないときの各電磁弁への通電がすべてOFFの状態を示している。
【0021】
本第1実施形態は、ブレーキECU(以下、ECUという)10を備え、ECU10は各種センサからの検出信号に基づき、各車輪のキャリパ16(16FL、16RL、16FR、16RR)に与える液圧を制御して、4輪独立に制動力を制御するものである。なお、以下では、左前輪、右前輪、左後輪および右後輪を、それぞれ順に、FL、FR、RLおよびRRで表す。
【0022】
マスタシリンダ(以下、M/C)3は、ブレーキペダル1の踏み込みに応じてM/C圧を発生し、後述するパワーサプライ系に異常が生じたときM/C3の一方の液室に接続された管路A1を介して左前輪FLにこのM/C圧を与えて制動力を発生させる。すなわち、管路A1は、M/C3の液室から、マスタカット弁11を介して左前輪FLの独立制御キャリパ16FLの前側ピストン161FLに接続されている。マスタカット弁11は通常のブレーキの非作動状態で連通、作動状態で遮断される常開弁であり、ブレーキ作動状態に異常が発生した場合に連通状態とされ、M/C圧を前側ピストン161FLに与えることにより、前輪に制動力を発生させる。なお、圧力センサ11aはM/C圧を検出し、検出信号をECU10へ出力する。
【0023】
また、M/C3の他方の液室に接続された管路A2は、マスタカット弁12を介して右前輪FRの独立制御キャリパ16FRの前側ピストン161FRに接続されている。さらに、この管路A2には、シミュレータカット弁9を介してストロークシミュレータ8が接続されている。すなわち、通常ブレーキ時には、シミュレータカット弁9がON(連通)されてストロークシミュレータ8とM/C3とが連通し、ブレーキペダル1にストロークシミュレータ8からの反力を発生させる。これにより、運転者は通常ブレーキ時において、ブレーキペダル1の踏み込みに応じたペダル反力を感じることができる。また、シミュレータカット弁9はブレーキの非作動状態および、パワーサプライ系の異常発生時にはOFF(遮断)されて、これによりストロークシミュレータ8とM/C3とが遮断される。なお、ブレーキペダル1には、ストロークセンサ2が配置されている。ストロークセンサ2は、ブレーキペダル1の踏み込み量を検出し、ECU10へ検出信号を出力する。
【0024】
左前輪FLおよび右前輪FRには、それぞれ独立制御キャリパ16FLおよび16FRが設けられている。また、左後輪RLおよび右後輪RRには、それぞれ単配管キャリパ16RLおよび16RRが設けられている。左右の独立制御キャリパ16FL、16FRおよび左右の単配管キャリパ16RL、16RRはそれぞれ左右で同一構造である。また、左側の前後輪FL、RLについての配管系統と右側の前後輪FR、RRについての配管系統は基本的に同じである。
【0025】
すなわち、左前輪FLに連通する第1の管路B1および第1の管路B1内の第1の液圧と右前輪FRに連通する第3の管路B3および第3の管路B3内の第3の液圧とはそれぞれ同じ構成、作用を備えている。また、左後輪RLおよび左前輪FLに連通する第2の管路B2および第2の管路B2内の第2の液圧と右後輪RRおよび右前輪FRに連通する第4の管路B4および第4の管路B4内の第4の液圧とはそれぞれ同じ構成、作用を備えている。したがって、以下では左側前後輪FL、RLへの配管系統を中心に説明し、右側前後輪FR、RRへの配管系統については説明を簡略化する。
【0026】
図2(a)は独立制御キャリパ16FLの平面図であり、図2(b)は(a)におけるX−X断面図である。独立制御キャリパ16FLには、それぞれ第1の加圧手段としての一対の前側ピストン161FLおよび第2の加圧手段としての一対の後側ピストン162FLが、同一のキャリパボデー内に、ブレーキディスク17FLの回転方向に対して前後に配置されている。
【0027】
すなわち、独立制御キャリパ16FLは、いわゆる4ポッドキャリパとして、2対のピストン161FL、162FLがブレーキディスク17FLを挟むように配置され、前側および後側ピストン161FL、162FLが摩擦部材19a、19bをそれぞれ第1の部位P1および第2の部位P2で左右から第1の液圧および第2の液圧によりそれぞれ形成される押圧力により押しつけることによりブレーキディスク17FLに制動力を与える。ただし、後述するように第1および第2の液圧は、それぞれ独立に与えられるので、第1および第2の部位P1、P2をそれぞれ押圧する押圧力を互いに異ならせることができる。
【0028】
なお、前側および後側ピストン161FL、162FLとは、ブレーキディスク17FLの回転に対して独立制御キャリパ16FL内のそれぞれ前側および後側に配置されたものをいう。すなわち、図2(a)に時計回り方向の矢印で示したブレーキディスク17FLの回転方向DRを正側方向としたとき、独立制御キャリパ16FL内の負側方向にあるピストンを前側ピストン161FLという。
【0029】
したがって、前側ピストン161FLが押圧する摩擦部材19a、19bの第1の部位P1は、後側ピストン162FLが押圧する摩擦部材19a、19bの第2の部位P2よりも、回転するブレーキディスク17FLの所定位置に早く当たることになる。これにより、たとえば、前側ピストン161FLに与える第1の液圧を後側ピストン162FLに与える第2の液圧よりも高くして、前側ピストン161FLが発生する押圧力を後側ピストン162FLが発生する押圧力よりも大きくすることにより、独立制御キャリパ16FL内で摩擦部材19a、19bの面圧分布を変化させることができるとともに、ブレーキディスク17FLの前側の面圧がより大きくなるため、摩擦部材19a、19bのブレーキディスク17FLへの”食いつき”を良くして、より確実な制動力を発生させることができる。
【0030】
左後輪RLが備える単配管キャリパ16RLは、通常の油圧ブレーキで用いられる形式のものであり、第3の加圧手段としての一対の後輪ピストン163RLに第3の液圧を与えることにより、摩擦部材19a、19b(図示せず)をブレーキディスク17RLに押し付けて制動力を発生する。
【0031】
また、左前輪FLの独立制御キャリパ16FLおよび左後輪RLの単配管キャリパ16RLには、それぞれ振動センサ18FL、18RLが配置され、これら振動センサ18FL、18RLはブレーキ鳴きによりキャリパボデーに発生する振動を検出し、その検出信号をECU10へ供給する。さらに、各車輪FL、RL、FR、RRにはそれぞれ車輪速センサ19(19FL、19RL、19FR、19RR)が配置され、これら車輪速センサ19は各輪の回転速度を検出し、それら検出信号をECU10へ供給する。
【0032】
ポンプ5はモータ5aにより駆動される。ポンプ5の吸入口は主管路Aによりリザーバ4に連通している。また、ポンプ5は主管路Aを介してリザーバ4からブレーキ液を汲み上げ、高液圧をアキュムレータ6に供給する。アキュムレータ6は、ポンプ5で発生された液圧を蓄圧し、ブレーキ制御のパワーサプライ系を構成する。圧力センサ13aは、主管路Aのポンプ5の吐出口における吐出圧、すなわちアキュムレータ6の蓄圧を検出し、その検出信号をECU10へ出力する。なお、リリーフ弁7は、パワーサプライ系の異常高圧時にブレーキ液をリザーバ4へリリーフする。リザーバ4は、M/C3およびパワーサプライ系のブレーキ液を蓄える。
【0033】
主管路Aは左前輪FLの前側ピストン161FLへ至る第1の管路B1に連通しているとともに、左後輪RLの第3の加圧手段としての後輪ピストン163RLおよび左前輪FLの後側ピストン162FLへそれぞれ至る第2の管路B2に連通している。第1の管路B1には第1増圧リニア弁13FLが配設され、第2の管路B2には第2増圧リニア弁13RLが配設されている。
【0034】
第1の管路B1の第1増圧リニア弁13FLと前側ピストン161FLとの間の部位、および、第2の管路B2の第2増圧リニア弁13RLと後側ピストン162FLおよび後輪ピストン163RLとの間の部位には、それぞれ、第1減圧リニア弁14FLおよび第2減圧リニア弁14RLを介して戻り管路A3が連通している。そして戻り管路A3は、リザーバ4に連通している。
【0035】
なお、第1の管路B1の液圧Pfおよび第2の管路B2の液圧Prはそれぞれ圧力センサ15FLおよび15RLにより検出され、その検出信号はECU10へ供給されている。
【0036】
これらの第1および第2増圧リニア弁13FL、13RLはともに、ECU10によりそれぞれ独立にリニア制御されることによりアキュムレータ6に蓄圧され、主管路Aにより導かれた高液圧を調圧して、それぞれ第1および第2の管路B1、B2に液圧を与える。また、第1および第2減圧リニア弁14FL、14RLは、ECU10によりそれぞれ独立にリニア制御されることにより、第1および第2の管路B1、B2内の液圧Pf、Prを制御する。
【0037】
具体的には、第1の管路B1内の液圧Pfの増圧行程では、第1増圧リニア弁13FLを目標の制動力が得られるよう弁開度をリニア制御して調圧状態とするとともに、第1減圧リニア弁14FLをOFFして遮断状態とする。また、第1の管路B1内の液圧Pfの保持行程では、第1増圧リニア弁13FLおよび第1減圧リニア弁14FLをともにOFFして遮断状態とする。さらに、第1の管路B1内の液圧Pfの減圧行程では、第1増圧リニア弁13FLをOFFして遮断状態とするとともに、第1減圧リニア弁14FLを目標の制動力が得られるよう弁開度をリニア制御して調圧状態とする。
【0038】
そして、第1の管路B1の液圧Pfが、上記増圧・保持・減圧行程において、圧力センサ15FLの検出値のフィードバック制御により制御され、左前輪FLの前側ピストン161FLが制御された液圧Pfに応じた制動力を発生する。
【0039】
第2の管路B2内の液圧Prの第2増圧リニア弁13RLおよび第2減圧リニア弁RLのリニア制御による増圧・保持・減圧行程も、第2減圧リニア弁14RLがOFFにより連通状態となること以外は、上記第1の管路B1に対する制御と同様であるので説明を省略する。
【0040】
なお、第2の管路B2の液圧Prも圧力センサ15RLの検出値のフィードバック制御により制御され、この制御された液圧Prが左前輪FLの後側ピストン162FLと左後輪RLの後輪ピストン163RLとに同一の液圧Prとして与えられる。
【0041】
その結果、左前輪FLおよび左後輪RLには、それぞれ数式1のように表される左前輪制動力Ffおよび左後輪制動力Frが発生する。
【0042】
【数1】
Ff=Kf・(Pf+Pr)
Fr=Kr・Pr
ただし、Kfは左前輪FLの前側および後側ピストン161FL、162FLの制動力定数であり、Krは左後輪RLの後輪ピストン163RLの制動力定数である。
【0043】
ECU10は、左前輪FLおよび左後輪RLに発生させるべき目標の制動力Ff、Frを、各種センサ出力から得られるブレーキペダル1の踏み込み量や各輪の車輪速等に基づき、それぞれ独立に算出し、さらに数式1に基づき第1および第2の管路B1、B2に与える第1および第2の液圧Pf、Prを算出する。そして、この算出値を目標液圧として、圧力センサ15FL、15RLの検出値をフィードバック制御する。
【0044】
以上説明した、通常ブレーキ時の増圧・保持・減圧行程における左側前後輪FL、RLの第1および第2増圧リニア弁13FL、13RLおよび第1および第2減圧リニア弁14FL、14RLの作動パターンは、右側前後輪FR、RRの第1および第2増圧リニア弁13FR、13RRおよび第1および第2減圧リニア弁14FR、14RRにおいても同様にECU10により実行される。
【0045】
次に、ブレーキ鳴きが発生した場合の、鳴き防止ブレーキ制御における各車輪に与える液圧の設定方法について説明する。なお、以下では左側の前後輪FL、RLのいずれかにブレーキ鳴きが発生した場合を例に説明する。本第1実施形態では、左側前後輪FL、RLにそれぞれ与える第1および第2の液圧は、右側前後輪FR、RRにそれぞれ与える第3および第4の液圧とは独立に設定するものであるので、以下の左側前後輪FL、RLに関する制御方法は、同様に右側前後輪FR、RRに関しても用いることができる。
【0046】
なお、以下では、鳴き防止ブレーキ制御の実行前後において、第1の液圧、第2の液圧、左前輪FLの目標制動力、および左後輪RLの目標制動力をそれぞれ、Pf、Pf*;Pr、Pr*;Ff、Ff*;Fr、Fr*と標記する。
【0047】
(1)左後輪RLに鳴きが発生し、この鳴きを低減、抑制する場合は、まず、後輪の目標制動力Fr*を、元の目標制動力Frに対して数式2のように変更する。
【0048】
【数2】
Fr*=Fr−α
ここで、αは、予め設定された、左後輪RLの単配管キャリパ16RLにおける摩擦部材の共振形態を変えるに必要な一定の制動力であり、正または負の値を採りうる。
【0049】
すなわち、周知のようにブレーキ鳴きは制動力が特定の範囲(鳴き発生領域)にあるときに発生しやすいので、制動力を鳴き発生領域から外れるように増加または減少させることによりブレーキ鳴きを低減、抑制さらには防止することができる。したがって、上記制動力の変化量αは、単配管キャリパ16RLの後輪ピストン163RLの制動力を鳴き発生領域から鳴きが発生しない領域へずらすための増加量または減少量である。
【0050】
これより、第2の管路B2に与えるべき第2の液圧Pr*は、数式3のように表される。
【0051】
【数3】
Pr*=Fr*/Kr=(Fr−α)/Kr
ただし、数式3において、Pr*<0の場合は、Pr*=0とする。これは、α=Frと同義である。
【0052】
本第1実施形態では、異常な車両挙動を発生させないようにするために、鳴き防止ブレーキ制御を行う前と後とで、左側前後輪FL、RLの総制動力を不変とする。したがって、次の数式4が成立する。
【0053】
【数4】
Ff+Fr=Ff*+Fr*
数式2および数式4より、数式5となる。
【0054】
【数5】
Ff*=Ff+α
一方、右前輪FLの鳴き防止ブレーキ制御後の目標制動力Ff*は、数式6のように表されるので、数式5に数式3および数式6を代入して数式7が導かれる。
【0055】
【数6】
Ff*=Kf(Pf*+Pr*)
【0056】
【数7】
Pf*=(Ff+α)/Kf−(Fr−α)/Kr
以上のように、第1および第2の液圧の目標値Pf*、Pr*を、数式7および数式3のように変更することにより、左側前後輪FL、RLの総制動力を不変としたままで、左後輪RLの鳴きを低減、抑制することができる。
【0057】
(2)左前輪FLに鳴きが発生し、この鳴きを低減、抑制する場合は、左前輪FLの前側および後側ピストン161FL、162FL間に、制動力差βを与える。この制動力差βは、予め設定されている。
【0058】
すなわち、独立制御キャリパ16FL内の前側ピストン161FLおよび後側ピストン162FLがそれぞれ発生する制動力の配分比率が変化することにより、独立制御キャリパ内の共振状態が変化するので、ブレーキ鳴きを低減、抑制さらには防止することができる。この前後の配分比率は、前側および後側ピストンに発生させる制動力に差βを与えることに相当する。したがって、前後の総制動力を不変として一方のピストンの制動力増加量=他方のピストンの制動力減少量=β/2となるよう設定しても、あるいは前後の総制動力を不変とせず少なくとも一方のピストンの制動力を増加または減少させて制動力差βとなるよう設定しても、いずれでもよい。
【0059】
この制動力差βを実現するために、数式8に示すように、第1および第2の液圧をPf*、Pr*に変更する。このとき、左前輪FLの目標制動力Ff*は数式9で、左後輪RLの目標制動力Fr*は数式10で表される。
【0060】
【数8】
β=Kf・(Pf*−Pr*)
【0061】
【数9】
Ff*=Kf・(Pf*+Pr*)
【0062】
【数10】
Fr*=Kr・Pr*
上記(1)と同様、左側前後輪FL、RLの総制動力を不変とするために、数式4を用い、これと数式8、9、10とにより、数式11および数式12が導かれる。
【0063】
【数11】
Pf*=(Ff+Fr+β(1+Kr/Kf))/(2Kf+Kr)
【0064】
【数12】
Pr*=(Ff+Fr−β)/(2Kf+Kr)
ただし、数式12においてPr*<0の場合は、Pr*=0とする。これにより、数式8、9より、Ff*=β、Fr*=0となるので、数式4は、Ff*=Ff+Frとなる。したがって、数式9より数式13が導かれる。
【0065】
【数13】
Pf*=(Ff+Fr)/Kf
以上のように、第1および第2の液圧の目標値Pf*、Pr*を、数式11および数式12、またはPr*<0のときは数式13およびPr*=0のように変更することにより、左側前後輪FL、RLの総制動力を不変としたままで、左前輪FLの鳴きを低減、抑制することができる。
【0066】
次に、本第1実施形態における、ブレーキ鳴き発生時の鳴き防止ブレーキ制御について説明する。図3は、ECU10が実行するブレーキ制御のメインルーチンの処理内容を表すフローチャートである。
【0067】
ステップS100でイグニッションがONされたか否かを監視し、イグニッションがONされたら、ステップS102で制動操作信号、たとえばブレーキペダル1の踏み込み状態を検出するストロークセンサ2の検出信号を取り込む。
【0068】
ステップS104で、制動操作信号なしと判定されるとステップS118へ移行してECBの制御を終了して、スタートへ戻る。制動操作信号が有りと判定されると、ステップS106へ移行し、各種センサ信号に基づき、4輪それぞれの目標制動力(Ff、Fr)が演算される。
【0069】
次に、ステップS108で、各車輪速センサ19の出力信号に基づき、車両が走行中か否かが判断される。否と判定された場合は、車両は停止状態であるので、ブレーキ鳴きは発生していないものとしてステップS116へ移行する。車両が走行中である場合は、鳴き検出信号、すなわち各振動センサ18の検出信号を採り込み、ステップS112で、各振動センサ18の検出信号に基づき少なくとも1つの車輪で鳴きが発生しているかを判定する。具体的には、振動センサ18の検出信号にブレーキ鳴きに相当する周波数成分(たとえば1kHzないし6kHz程度)が含まれているか否かにより、当該車輪にブレーキ鳴きが発生していると判定する。
【0070】
ステップS112での判定結果が、否定である場合はステップS116へ、肯定である場合はステップS114へ移行する。ステップS114では、鳴き防止ブレーキ制御を行う。
【0071】
ステップS116は、各車輪において演算された目標制動力を実現するために、ECBにおいて第1ないし第4の液圧を発生すべく、ブレーキ液圧のフィードバック制御を行う。
【0072】
図4は、上記ステップS114で実行される鳴き防止ブレーキ制御のルーチンを示すフローチャートである。なお、以下の説明では、左側前後輪FL、RLについての処理内容を示したものであるが、右側前後輪FR、RRについても同様の処理が、左側と同時に行われる。
【0073】
ステップS200で、各振動センサ18の出力信号に基づき、ブレーキ鳴きが発生した車輪が後輪のみか否かが判定される。肯定、すなわち、左後輪RLのみに鳴きが発生した場合には、ステップS202に移行し、鳴き発生輪の左後輪の後輪ピストン163RLの目標液圧Pr*を数式3に基づき演算する。
【0074】
ステップS204で、演算されたPr*が負の値か否かが判定され、負の値であればステップS206でPr*=0としてステップS208へ移行し、Pr*が負の値でなければそのままステップS208へ移行する。
【0075】
ステップS208では、鳴き発生輪と同じ側である左側の前輪FLの前側ピストン161FLの目標液圧(第1の液圧)Pf*を、数式7に基づき演算する。
【0076】
これにより、車両の左側または右側の内、ブレーキ鳴きが発生した側の前後の車輪の総制動力を不変としたまま、ブレーキ鳴きが発生した左後輪RLの鳴きを低減、抑制する、第1の液圧および第2の液圧の目標値Pf*、Pr*を決定することができる。したがって、4輪すべての総制動力が不変、かつ、鳴きの発生した側の前後輪の総制動力を不変とすることができ、異常な車両挙動を生ずることがない。
【0077】
一方、ステップS200で、鳴き発生輪が後輪のみでない、すなわち、左前輪FLまたは左前輪FLおよび右後輪RLで鳴きが発生したと判定された場合は、ステップS210へ移行する。ステップS210では、鳴きが発生した側の左前輪FLの前側ピストン161FLの目標液圧Pf*を数式11に基づき演算する。次に、ステップS212で、鳴きが発生した側の左後輪RLの後輪ピストン163RLおよび左前輪FLの後側ピストン162FLの目標液圧(第2の液圧の目標値)Pr*を数式12に基づき演算する。
【0078】
ステップS214では、演算された第2の液圧の目標値Pr*が負の値であるか否かを判定する。負の値でなければこのルーチンを終了し、メインルーチンに戻る。負の値であれば、負の液圧は発生できないのでステップS216でPr*=0と設定し、次のステップS218で、数式13に基づきPf*を演算する。
【0079】
これにより、車両の左側または右側の内、ブレーキ鳴きが発生した側の前後の車輪の総制動力を不変としたまま、ブレーキ鳴きが発生した側の左前輪FLの鳴きを低減、抑制するとともに、同じ側の左後輪RLで鳴きが発生した場合でもこの左後輪RLの鳴きの低減、抑制が可能な、第1の液圧および第2の液圧の目標値Pf*、Pr*を決定することができる。
【0080】
すなわち、鳴きが発生している左前輪FLにおいては、第1および第2の加圧手段である前側および後側ピストンに与える第1および第2の液圧を変更して両者に制動力差βを生じさせて同一キャリパ内の前後の制動力配分比率を変更することによりブレーキ鳴きを低減、抑制することができる。このとき、同じ側の左後輪RLに与える第2の液圧も変更されるので、左後輪RLの第3の加圧手段としての後輪ピストン163RLの制動力も必然的に変更されて鳴き発生領域から外れることが可能であり、したがって左後輪RLのブレーキ鳴きを低減、抑制さらには防止することが可能である。
【0081】
したがって、4輪すべての総制動力が不変、かつ、鳴きの発生した側の前後輪の総制動力を不変とすることができ、異常な車両挙動を生ずることがない。
【0082】
(第2実施形態)
次に第2実施形態について説明する。本第2実施形態は、ECU10が実行する鳴き防止ブレーキ制御(図4)における鳴き発生輪の判定ステップ(ステップS200)において、「鳴き発生輪が後輪のみか否か」の代わりに、「後輪が最大のブレーキ鳴きを発生している車輪か否か」という判定とする点が、上記第1実施形態と異なる。図4のフローチャートにおける他のステップは第1実施形態と同じである。なお、第2実施形態においても、ECBの構成(図1)、独立制御キャリパ16FL、16FRの構成(図2)およびECU10が実行するメインルーチン(図3)の処理内容は上記第1実施形態と同じであり、説明を省略する。
【0083】
すなわち、本第2実施形態では、メインルーチン(図3)のステップS112において、ECU10は各輪の振動センサ18FL、18RL、18FR、18RRの検出信号の振幅等に基づき、ブレーキ鳴きの振動の大きさを判定する。そして、ステップS200で、左側後輪RLが最大の鳴きを発生している車輪かを判定する。この処理は、上記第1実施形態と同様に、右側前後輪FR、RRに対しても同時に並列処理される。
【0084】
ここでの判定結果が肯定の場合は、第1実施形態と同様、ステップS202ないしステップS208の処理を行う。これにより、この最大の鳴きを発生している左後輪RLの鳴きを低減、抑制するために必要な第2の液圧Pr*、およびPr*に応じて算出される第1の液圧Pf*を決定し、これら目標値Pf*、Pr*となるよう、第1および第2の液圧のフィードバック制御が行われる。
【0085】
したがって、最大の鳴きを発生している左後輪RLの第3の加圧手段としての後輪ピストン163RLには、第2の液圧Pr*の変更により鳴き発生領域からずれるように制動力の変動量αを与えることができ、これにより左後輪RLの鳴きを低減、抑制することができる。同時に、総制動力不変の条件下で第1の液圧Pf*も変更することにより同じ側の左前輪FLの第1および第2の加圧手段である前側および後側のピストン161FL、162FLにも制動力差を与えうるので左前輪FLの鳴きの低減、抑制さらには防止を可能とする。
【0086】
また、ステップS200での判定結果が否定の場合、すなわち、左前輪FLにのみ鳴きが発生した、または、左後輪RLに発生した鳴きよりも左前輪FLに発生した鳴きの方が大きいのいずれかの場合は、ステップS210ないしステップS218の処理を行う。これにより最大の鳴きを発生している左前輪FLの鳴きを低減、抑制できるよう左前輪FLの前側および後側ピストン161FL、162FLの間に制動力差βを生ずるよう第1および第2の液圧の目標値Pf*、Pr*を決定できる。
【0087】
したがって、最大の鳴きを発生している左前輪FLの第1および第2の加圧手段としての前側および後側ピストン161FL、162FLに、それぞれ変更した第1および第2の液圧Pf*、Pr*を与えることにより両者に制動力差βを与えて制動力配分比率を変更し、これにより左前輪FLの鳴きを低減、抑制することができる。また、同時に、第2の液圧Pr*の変更により同じ側の左後輪RLの第3の加圧手段としての後輪ピストン163RLの制動力も変化し、鳴きの低減、抑制あるいは防止が可能となる。
【0088】
(他の実施形態)
上記第1および第2実施形態においては、左右前輪FL、FRのそれぞれに第1および第2の加圧手段を備える独立制御キャリパを配置し、左右後輪RL、RRのそれぞれに第3の加圧手段を備える単配管キャリパを配置した例を示したが、これとは逆の配列、すなわち、左右前輪FL、FRのそれぞれに第3の加圧手段を備える単配管キャリパを配置し、左右後輪RL、RRのそれぞれに第1および第2の加圧手段を備える独立制御キャリパを配置してもよい。
【0089】
上記第1および第2実施形態においては、車両の左側(または右側、以下同様)の前後輪FL、RL(FR、RR)に与える第1(第3)の液圧Pfおよび第2(第4)の液圧Prをそれぞれ独立に制御することにより、左側(右側)の前後輪の総制動力を不変としたまま、左側(右側)前輪FL(FR)の独立制御キャリパ16FL(16FR)内の前後ピストンに制動力差を生じさせてブレーキ鳴きの低減、抑制を行う例を示したが、これに限らない。すなわち、後輪にも前輪と同じ独立制御キャリパとし、各輪で前後のピストンの総制動力が不変となるよう前後のピストンに与える液圧を独立に制御することが可能である。これにより、各輪毎に、総制動力を変化させることなくブレーキ鳴きを低減、抑制することが可能となる。
【0090】
上記第1および第2実施形態において、独立制御キャリパ16FL、16FRは4ポッドキャリパ、すなわち、一対の前側ピストンおよび一対の後側ピストンの4つのピストンを用いる対向型キャリパとしたが、浮動型キャリパ、すなわち、前側ピストンおよび後側ピストンはともに1個ずつ備えた形式でもよい。このような浮動型キャリパを用いても、上記第1および第2実施形態と同様、第1および第2の管路B1、B2により、それぞれ1個の前側ピストンに第1の液圧および1個の後側ピストンに第2の液圧を独立に与えることができる。これにより、浮動型キャリパ内の前後のピストン間に制動力差βを与えて、ブレーキ鳴きを低減、抑制および防止することができる。
【0091】
上記第1および第2実施形態においては、液圧ブレーキシステム、すなわち、ブレーキディスクに摩擦部材を押し付ける加圧手段を、液圧により押圧力を発生するピストンを用いる例を示したが、この液圧ブレーキの代わりに、電動モータの回転力を直動変換して摩擦部材を押す電動ブレーキとしてもよい。この場合は、独立制御キャリパには2つの電動モータを備え、これら2つの電動モータを独立に制御するとともに、同一キャリパ内の2つの部位に発生する制動力の配分比率を変更することにより、ブレーキ鳴きを低減、抑制および防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態の車両用制動装置の概略構成を示す図である。
【図2】(a)は独立制御キャリパの平面図であり、(b)は(a)のX−X断面図である。
【図3】ECU10が実行するブレーキ制御のメインルーチンの処理内容を表すフローチャートである。
【図4】鳴き防止ブレーキ制御のルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
1…ブレーキペダル、2…ストロークセンサ、
3…マスタシリンダ(M/C)、4…リザーバ、5…ポンプ、
6…アキュムレータ、8…ストロークシミュレータ、
9…シミュレータカット弁、10…ブレーキECU、
11、12…マスタカット弁、
11a、12a、13a、15(FL、RL、FR、RR)…圧力センサ、
13FL、13FR…第1増圧リニア弁、
14FL、14FR…第1減圧リニア弁、
13RL、13RR…第2増圧リニア弁、
14RL、14RR…第2減圧リニア弁、
16FL、16FR…独立制御キャリパ、
16RL、16RR…単配管キャリパ、
161FL、161FR…前側ピストン(第1の加圧手段)、
162FL、162FR…後側ピストン(第2の加圧手段)、
163RL、163RR…後輪ピストン(第3の加圧手段)、
17(FL、RL、FR、RR)…ブレーキディスク、
18(FL、RL、FR、RR)…振動センサ、
19(FL、RL、FR、RR)…車輪速センサ。
Claims (5)
- 車輪(FL、FR)とともに回転するブレーキディスク(17FL、17FR)に押し付けられるように配置された摩擦部材(19a、19b)と、該摩擦部材の第1および第2の部位(P1、P2)を前記ブレーキディスクに向けてそれぞれ所定の押圧力で押圧する第1の加圧手段(161FL、161FR)および第2の加圧手段(162FL、162FR)とを備えた独立制御キャリパ(16FL、16FR)と、
前記第1および第2の加圧手段をそれぞれ独立に駆動して前記押圧力を発生させる制動力発生手段(5、6、13FL、14FL、13FR、14FR)と、
前記車輪にブレーキ鳴きが発生したとき、前記第1および第2の加圧手段が発生する前記各押圧力の配分比率を変更するよう前記制動力発生手段を制御する制御手段(10)と、
を備えることを特徴とする車両用制動装置。 - 前記制御手段は、前記押圧力の制御を、前記第1および第2の加圧手段の押圧力の和が不変となるようにして行うことを特徴とする請求項1に記載の車両用制動装置。
- 第1、第2、第3および第4の管路(B1、B2、B3、B4)に、それぞれ独立に設定可能な第1、第2、第3および第4の液圧を付与する制動力発生手段(5、6、13FL、14FL、13RL、14RL、13FR、14FR、13RR、14RR)を備え、
車両の前左右輪(FL、FR)および後左右輪(RL、RR)のいずれか一方の左右輪にはそれぞれ独立制御キャリパ(16FL、16FR)が配置され、該各独立制御キャリパはそれぞれブレーキディスク(17FL、17FR)に押し付けられるように配置された摩擦部材(19a、19b)と、該摩擦部材の第1および第2の部位(P1、P2)を、前記ブレーキディスクに向けてそれぞれ与えられる液圧に応じた押圧力で押圧する第1および第2の加圧手段(161FL、161FR、162FL、162FR)を備え、
前記前左右輪および後左右輪の他方の左右輪にはそれぞれ単配管キャリパ(16RL、16RR)が配置され、該各単配管キャリパはそれぞれブレーキディスク(17RL、17RR)に押し付けられるように配置された摩擦部材(19a、19b)と、該摩擦部材を前記ブレーキディスクに向けて与えられる液圧に応じた押圧力で押圧する第3の加圧手段(163RL、163RR)を備え、
前記左側の第1の加圧手段は前記第1の管路が接続されて前記第1の液圧を付与され、前記左側の第2の加圧手段および前記左側の第3の加圧手段はともに前記第2の管路が接続されてそれぞれ前記第2の液圧を付与され、前記右側の第1の加圧手段は前記第3の管路が接続されて前記第3の液圧を付与され、前記右側の第2の加圧手段および前記右側の第3の加圧手段はともに前記第4の管路が接続されてそれぞれ前記第4の液圧を付与されるとともに、
前記各車輪の少なくともいずれか一つにブレーキ鳴きが発生したとき、前記車両の左側および右側のうち該鳴きの発生した側の前記独立制御キャリパが備える前記第1の加圧手段および第2の加圧手段に与える各液圧を制御して該第1および第2の加圧手段の発生する各押圧力の配分比率を変える制御手段(10)を備えることを特徴とする車両用制動装置。 - 前記制御手段は、前記鳴きの発生した側の前記第1および第2および第3の加圧手段がそれぞれ発生する制動力の和が不変となるように、前記第1および第2の加圧手段に与える各液圧を制御することを特徴とする請求項3に記載の車両用制動装置。
- 前記第1および第2の部位は前記ブレーキディスクの回転方向に対して前後に位置し、
前記制御手段は、前記第1および第2の部位のうち前記ブレーキディスクの回転に対して前側にある前記一方の部位を押圧する押圧力を前記他方の部位を押圧する押圧力より大きくなるよう制御することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の車両用制動装置。
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