JP2005022501A - Vehicular brake device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧によりホイールシリンダを駆動し摩擦材を回転体に押し付けて、車両の制動力を得る車両用ブレーキ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、自動車車両のブレーキ装置として、ブレーキペダルの踏動状態を検出して、この踏動状態に応じてブレーキ油圧回路のホイールシリンダに加わる圧力を変化させるものが一般的である(例えば、特許文献1参照。)。これにより、ホイールシリンダ側の摩擦材と車輪側の回転体との間の摩擦力が調整され、車両の制動力が調整されるようになっている。
【0003】
この車両用ブレーキ装置の問題点として、摩擦材と回転体との間でスティック・スリップ現象が生じると、いわゆるブレーキ鳴きが発生してしまうことが周知である。このブレーキ鳴きは、発散する自励振動であることが知られており、スティック・スリップ現象が生じた後、音圧レベルが人間の可聴音領域となると、車両乗員や車両の周囲の人間にブレーキ鳴きが認識されることとなる。
【0004】
ブレーキ鳴きは、近年、自動車車両において主流となりつつあるディスクブレーキ方式のものに発生し易い。この問題を解決するため、回転体としてのブレーキロータ、摩擦材としてのブレーキパッド等の固有振動数を調整することにより、ブレーキ鳴きの抑制が図られている。
【0005】
【特許文献1】
特開平10−184747号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記車両用ブレーキ装置では、ブレーキ鳴きが発生し難いように、回転体、摩擦材等の部品の固有振動数を設定したとしても、部品製造時のばらつきでブレーキ鳴きが生じることは勿論、長期間の使用等による経年劣化や摩耗等により各部品の固有振動数が変化すると、ブレーキ鳴きが発生してしまうという問題点があった。
また、一部の部品のみを交換しても、全体として固有振動数が変化するので、ブレーキ鳴きが発生してしまうため、その都度に確認実験が必要となり、多大な開発試験工数が必要となる。そのため、車種、グレード等に応じて一部の部品のみ交換することができない。従って、異なる車種、グレード間で部品を流用することができず、結果として、製造コストが嵩むという問題点もある。
【0007】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、装置を構成する部品の製造ばらつき、部品の仕様、部品の経年劣化、摩耗等によることなく、ブレーキ鳴きを確実に防止することができる車両用ブレーキ装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、ブレーキペダルの踏動状態に応じてブレーキ油圧回路のホイールシリンダに加わる圧力を変化させることにより、ホイールシリンダ側の摩擦材と車輪側の回転体との間の摩擦力を調整する車両用ブレーキ装置において、前記ブレーキ油圧回路のホイールシリンダ側の圧力を、間欠的にほぼ零となるように所定の周波数で変動させるよう制御する周波制御手段を備えたことを特徴とする。
【0009】
請求項1に記載の発明によれば、回転体と摩擦材との間でスティック・スリップ現象が生じた場合には、ブレーキ油圧回路のホイールシリンダ側の圧力が間欠的にほぼ零となるので、回転体と摩擦材との摩擦が一時的に解除され、これに伴ってスティック・スリップ現象が解除される。これにより、回転体と摩擦材との間の振動エネルギーが蓄積されて振動が可聴音領域に達する前に、回転体と摩擦材との間の振動エネルギーが開放される。
ここで、所定の周波数で変動するホイールシリンダ側の圧力は、間欠的にほぼ零となるのみであるので、車輪には必要な制動力が付与され、車輪の制動に支障をきたすことはない。
【0010】
従って、回転体と摩擦材との振動が可聴音領域に達することはなく、装置を構成する部品の製造ばらつき、部品の仕様、部品の経年劣化、摩耗等とは無関係に、回転体と摩擦材のブレーキ鳴きを確実に防止することができる。これにより、開発試験工数を大幅に低減できる。また、異なる車種、グレード間で、一部部品の流用等が可能となり、車両の製造コストの低減を図ることもできる。
【0011】
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の車両用ブレーキ装置において、前記周波制御手段は、ブレーキ油圧回路の圧力発生装置とホイールシリンダとの間に設けられたリニア制御弁を有することを特徴とする。
【0012】
請求項2に記載の発明によれば、請求項1の作用に加え、リニア制御弁により油圧を可変制御することにより、ホイールシリンダ側の圧力を所定の周波数となるよう変化させことができる。従って、切替弁による圧力調整よりも、バルブ切替による振動騒音を抑制することができ、実用に際して極めて有利である。
【0013】
請求項3に記載の発明では、請求項1または2に記載の車両用ブレーキ装置において、前記ブレーキ油圧回路は、前記ブレーキペダルの踏動状態に対応する圧力発生装置から前記ホイールシリンダ側へ圧力を伝達する通常制御回路部と、所定の車両条件のときにこの通常制御回路部に代わって、前記ブレーキペダルの踏動と連動するマスタシリンダから前記ホイールシリンダ側へ圧力を伝達するマスタシリンダ回路部と、を有するものであって、前記通常制御回路の圧力発生装置の圧力が前記マスタシリンダ回路へ供給されるように、前記通常制御回路とマスタシリンダ回路を連結したことを特徴とする。
【0014】
請求項3に記載の発明によれば、請求項1または2の作用に加え、車両の通常走行時には、通常制御回路部によって圧力発生装置からホイールシリンダ側へ圧力が伝達され、乗員の踏動力よりも大きな力で車輪が制動されることとなる。
また、例えば故障により液圧制御が失陥した時等の所定の車両状態のときは、通常制御回路部に代わって、マスタシリンダにより乗員の踏動力が直接的にホイールシリンダ側へ圧力として伝達される。このとき、通常制御回路部の圧力発生装置からマスタシリンダ回路部側へ圧力が供給され、一般的な機械油圧式のハイドロブースタ機能が継続できるようにしたので、乗員の踏動力が増幅された状態でホイールシリンダ側へ伝達される。
【0015】
従って、マスタシリンダ回路部によりホイールシリンダへ圧力伝達する際にも、圧力発生装置の助力を得て車輪の制動を行うことができ、乗員の踏動力が小さい場合であっても、十分な制動力を得ることができる。
【0016】
請求項4に記載の発明では、請求項2または3に記載の車両用ブレーキ装置において、前記ブレーキ油圧回路は、車両の前軸左側及び後軸右側のホイールシリンダを同期して制御し、前軸右側及び後軸左側のホイールシリンダを同期して制御するものであって、前記前軸左側及び後軸右側のホイールシリンダと、前記前軸右側及び後軸左側のホイールシリンダとで、圧力変動の周波の位相が略180度ずれるようにしたことを特徴とする。
【0017】
請求項4に記載の発明によれば、請求項2または3の作用に加え、前軸及び後軸の左右輪で圧力変動の周波の位相が略180度ずれるようにしたので、左右輪全体の制動力変動を小さくすることができ、車両全体の一時的な制動力の低下を防止することができる。
【0018】
請求項5に記載の発明では、請求項2または3に記載の車両用ブレーキ装置において、前記ブレーキ油圧回路は、車両の前軸左側、前軸右側、後軸左側及び後軸右側のホイールシリンダを独立して制御するものであって、車両の前軸と後軸で、それぞれ、左側のホイールシリンダと、右側のホイールシリンダとで、圧力変動の周波の位相が略180度ずれるようにしたことを特徴とする。
【0019】
請求項5に記載の発明によれば、請求項2または3の作用に加え、前軸及び後軸の左右輪で圧力変動の周波の位相が略180度ずれるようにしたので、左右輪全体の制動力変動を小さくすることができ、車両全体の一時的な制動力の低下を防止することができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
図1から図6は本発明を対角配管方式のブレーキ装置に適用した一実施形態を示すもので、図1は車両用ブレーキ装置の概略油圧回路図、図2は車両用ブレーキ装置の概略ブロック図、図3はマスタ側圧力検出器と平均圧力との関係を定義したマップ、図4はホイール側圧力検出器にて検出された圧力及び目標正弦圧力波P(t)の圧力差とリニア加圧制御弁及びリニア減圧制御弁による補正量との関係を定義したマップ、図5はブレーキECUの動作を示すフローチャート、図6はホイールシリンダ側の圧力変動とロータ及びパッドの振動の音圧レベルを示すグラフである。
【0021】
図1に示すように、この車両用ブレーキ装置1は、ブレーキペダル2の踏動状態に応じて、ブレーキ油圧回路3のホイールシリンダ4に加わる油圧を変化させることにより、ホイールシリンダ4側のブレーキパッドと車輪側のロータとの間の摩擦力を調整するものである。これにより、乗員によりブレーキペダル2が踏動されると、踏動状態に応じて車両に制動力が付与されるようになっている。
【0022】
ブレーキ油圧回路3は、ブレーキペダル2の踏動状態に対応して、圧力発生装置としてのアキュムレータ11側からホイールシリンダ4側へ圧力を伝達する通常制御回路部10と、ブレーキペダル2の踏動と連動するマスタシリンダ21からホイールシリンダ4側へ圧力を伝達するマスタシリンダ回路部20とを有している。
【0023】
通常制御回路部10は、圧力発生装置としてのアキュムレータ11と、アキュムレータ11の圧力補充等の際、非制動時や非液圧制御時に閉状態となる漏止弁12と、アキュムレータ11側からホイールシリンダ4側へ伝達される圧力をリニアに加圧可能なリニア加圧制御弁13と、マスタシリンダ回路部20によりホイールシリンダ4側へ圧力を供給する際の非液圧制御時に閉状態となる第1切換制御弁14とを、アキュムレータ11からホイールシリンダ4へ向かってこの順に直列的に有している。
【0024】
本実施形態においては、アキュムレータ11と漏止弁12との間にマスタシリンダ21からの配管が接続されている。この配管部分に、アキュムレータ11へ圧力を供給するポンプ15が設けられている。このポンプ15は、アキュムレータ11と漏止弁12との間に接続されるアキュムレータ圧力検出器16により検出された圧力に基づいて、作動及び停止する。
また、リニア加圧制御弁13と第1切換制御弁14との間からリザーバタンク30への配管が接続されている。この配管部分に、アキュムレータ11側からホイールシリンダ4側へ伝達される圧力をリニアに減圧可能なリニア減圧制御弁17が設けられている。
【0025】
本実施形態においては、リニア加圧制御弁13からホイールシリンダ4側は、車両の前軸左側及び後軸右側に対応するホイールシリンダ4側へ圧力を供給する第1配管10aと、前軸右側及び後軸左側に対応するホイールシリンダ4側へ圧力を供給する第2配管10bとに分岐する。これらの各配管10a,10bごとに、前述の第1切換制御弁14が設けられている。
【0026】
マスタシリンダ制御回路部20は、ブレーキペダル2と接続されたマスタシリンダ21と、通常制御回路部10によりホイールシリンダ4側へ圧力を供給する際に閉状態となる第2切換制御弁22とを有している。すなわち、マスタシリンダ制御回路部20は、所定の車両条件のときに通常制御回路部10に代わって、ホイールシリンダ4側へ圧力を伝達する。本実施形態においては、マスタシリンダ21から車両の前軸左側及び後軸右側に対応するホイールシリンダ4側へ圧力を供給する第3配管20aと、前軸右側及び後軸左側に対応するホイールシリンダ4側へ圧力を供給する第4配管20bとが独立して接続されている。これらの各配管20a,20bごとに、前述の第2切換制御弁22が設けられている。
【0027】
本実施形態においては、マスタシリンダ21はリザーバタンク30に接続されるとともに、通常制御回路部10のアキュムレータ11と漏止弁12との間に接続される。これにより、アキュムレータ11からの圧力がマスタシリンダ回路部20にも供給され、一般的な機械油圧式のハイドロブースタ機能が付与されるようになっている。
【0028】
通常制御回路部10の第1配管10aと、マスタシリンダ制御回路部20の第3配管20aとは、各切換制御弁14,22とホイールシリンダ4との間で合流する。そして、合流してから左輪のホイールシリンダ4へ向かう前軸左側シリンダ配管31と、右側のホイールシリンダ4へ向かう後軸右側シリンダ配管32とに分岐する。
【0029】
また、通常制御回路部10の第2配管10bと、マスタシリンダ制御回路部20の第4配管20bとは、各切換制御弁14,22とホイールシリンダ4との間で合流する。そして、合流してから前側右輪のホイールシリンダ4へ向かう前軸右側シリンダシリンダ配管33と、後側左輪のホイールシリンダ4へ向かう後軸左側シリンダ配管34とに分岐する。
【0030】
各シリンダ配管31,32,33,34には、それぞれ、ABS加圧制御弁35が設けられる。また、各シリンダ配管31,32,33,34は、ABS減圧制御弁36を介してリザーバタンク30に接続される。
【0031】
この車両用ブレーキ装置1のブレーキ油圧回路3では、通常制御時には、各第1切換制御弁14を開状態とし、各第2切換制御弁22を閉状態として、通常制御回路部10によりアキュムレータ11から各ホイールシリンダ4に圧力を供給する。通常制御回路部10の第1配管10aと第2配管10bには、通常制御時に、それぞれホイールシリンダ4に供給される圧力を検出するホイール側圧力検出器37が接続される。また、マスタシリンダ制御回路部20の第3配管20aと第4配管20bには、通常制御時に、閉回路となったマスタシリンダ制御回路部20におけるマスタシリンダ21の移動による圧力変動を検出するマスタ側圧力検出器38が接続される。
【0032】
また、ブレーキ油圧回路3は、ストロークシミュレータ39を有している。このストロークシミュレータ39は、ペダル操作ストロークに応じ、マスタシリンダ21から排出される液量分だけ内部ピストンが後退して一時的に流入できるよう構成され、各第2切換制御弁22を閉状態でペダル操作した時に板踏み感が発生しないようにするための装置である。また、適度なペダル反力を付与するため、反力ばねを内蔵し、ペダルの戻り時には、ばね圧により流入した液量を排出する。
【0033】
すなわち、この車両用ブレーキ装置1のブレーキECU100は、通常制御時には、マスタ側圧力検出器38からブレーキペダル2の踏動状態に基づくマスタシリンダ21の移動状態を検出し、ホイールシリンダ4の実際の圧力をホイール側圧力検出器37にて監視しながら、ホイールシリンダ4の圧力をブレーキペダル2の踏動状態に対応するように、リニア加圧制御弁13及びリニア減圧制御弁17を制御する。以下、このブレーキECU100について、図2を参照して説明する。
【0034】
図2に示すように、ブレーキECU100は、前述のリニア加圧制御弁13、リニア減圧制御弁17、ホイール側圧力検出器37、マスタ側圧力検出器38に接続されている。ブレーキECU100は、マスタ側圧力検出器38により検出された圧力に基づいて、ホイールシリンダ4側の目標圧力Pmを演算する。本実施形態においては、図3のマップに示すように、マスタ側圧力検出器38における検出圧力から目標圧力Pmが一義的に決定される。そして、この目標圧力Pmが平均圧力となるように、目標正弦圧力波P(t)を演算する。本実施形態においては、この目標正弦圧力波P(t)は、
P(t)=Pm×(1−cos(2πf×t))
f:周波数
t:時間
の式により決定される。この式から明らかなように、目標正弦圧力波P(t)は間欠的に零となる。本実施形態においては、周波数fは約20Hzである。
【0035】
また、ブレーキECU100は、ホイール側圧力検出器37により検出された実際の圧力波形を、所定のローパスフィルタにかけてノイズ等を除去する。これにより取得された圧力波形と、目標正弦圧力波P(t)とを比較して、各リニア制御弁13,17による補正量を演算する。そして、図4に示すように、演算された補正量に応じて、各リニア制御弁13,17を選択的に駆動する。これにより、ホイールシリンダ4側の圧力が、目標正弦圧力波P(t)に近づくよう制御される。すなわち、本実施形態においては、ブレーキECU100、各リニア制御弁13,17等が、周波制御手段をなしている。
【0036】
ここで、ブレーキECU100の動作について、図5に示すフローチャートを参照して説明する。
まず、車両の電源が投入されると、装置の各部に異常がないかを判定し(ステップS1)、異常がない場合は圧力の周波数制御に関するシステムに異常がないかを判定する(ステップS2)。
【0037】
ステップS1にて異常があると判定された場合は、非制御モードとしてシステムをダウンし(ステップS5)、ブレーキのシステムに関する警報を出力して(ステップS6)、運転席のメータパネルに設置されている警告灯を点灯させる。このときは、マスタシリンダ回路部20にて、ペダル操作によるアキュムレータ11の残圧を利用したハイドロブースタ加圧が行われる。
【0038】
また、ステップS2にて、異常があると判定された場合は、各ホイールシリンダ側4の圧力を目標正弦圧力波P(t)でなく、定常的に平均圧力Pmとなるよう制御する非周波制御モードに移行する(ステップS3)。そして、ブレーキの周波制御システムに関する警報を出力して(ステップS4)、例えば、運転席のメータパネルに設置されている鳴き防止制御不可の注意灯を点灯させる。
【0039】
ステップS2にて、周波制御システムに異常がないと判定されると周波制御モードに移行する。そして、前述のようにホイールシリンダ4側の圧力が目標正弦圧力波P(t)となるように制御する(ステップS7)。
【0040】
図6に示すように、ステップS7におけるホイールシリンダ4側における圧力変動は間欠的にほぼ零となるので、ロータとパッドの摩擦により蓄積される振動エネルギーは周期的に開放され、ロータの音圧もまた周期的に零となる。
【0041】
このように、本実施形態の車両用ブレーキ装置1によれば、ロータとパッドとの間でスティック・スリップ現象が生じた場合には、ブレーキ油圧回路3のホイールシリンダ4側の圧力が間欠的にほぼ零となるので、ロータとパッドとの摩擦が一時的に解除され、これに伴ってスティック・スリップ現象が解除される。これにより、ロータとパッドとの間の振動エネルギーが蓄積されて振動が可聴音領域に達する前に、ロータとパッドとの間の振動エネルギーが開放される。
尚、本実施形態においては、ロータ及びパッドは摩擦の継続時間が約90〜100ミリ秒で可聴音圧域のブレーキ鳴きが生じる組み合わせであり、周波数fを約20Hzとして約50ミリ秒おきにロータとパッドの摩擦を解除することにより、ブレーキ鳴きの発生がほぼ確実に防止される。
ここで、周波数fで変動するホイールシリンダ4側の圧力は、間欠的にほぼ零となるのみであるので、車輪には必要な制動力が付与され、車輪の制動に支障をきたすことはない。
【0042】
従って、ロータとパッドとの振動が可聴音領域に達することはなく、装置を構成する部品の製造ばらつき、部品の仕様、部品の経年劣化、摩耗等とは無関係に、ロータとパッドのブレーキ鳴きを確実に防止することができる。これにより、開発試験工数を大幅に低減できる。また、異なる車種、グレード間で、一部部品の流用等が可能となり、車両の製造コストの低減を図ることもできる。
【0043】
また、本実施形態の車両用ブレーキ装置1によれば、各リニア制御弁13,17により油圧を可変制御することにより、ホイールシリンダ4側の圧力を周波数fとなるよう変化させことができる。従って、切替弁による圧力調整よりも、バルブ切替による油圧ハンマリング等の振動騒音を抑制することができ、実用に際して極めて有利である。
【0044】
また、本実施形態の車両用ブレーキ装置1によれば、車両の通常走行時には、通常制御回路部10によってアキュムレータ11からホイールシリンダ4側へ圧力が伝達され、乗員の踏動力よりも大きな力で車輪が制動されることとなる。
また、例えば故障により液圧制御が失陥した時等の所定の車両状態のときは、通常制御回路部10に代わって、マスタシリンダ21により乗員の踏動力が直接的にホイールシリンダ4側へ圧力として伝達される。このとき、通常制御回路部10のアキュムレータ11からマスタシリンダ回路部20側へ圧力が供給され、一般的な機械油圧式のハイドロブースタ機能が継続できるようにしたので、乗員の踏動力が増幅された状態でホイールシリンダ4側へ伝達される。
【0045】
従って、マスタシリンダ回路部20によりホイールシリンダ4へ圧力伝達する際にも、アキュムレータ11の助力を得て車輪の制動を行うことができ、乗員の踏動力が小さい場合であっても、十分な制動力を得ることができる。
【0046】
尚、前記実施形態においては、リニア加圧制御弁13、リニア減圧制御弁17をそれぞれ1つ設けて、車両の対角配管の両方を同様の圧力で制御するものを示したが、例えば、図7に示すように、第1配管10aと第2配管10bとにそれぞれリニア加圧制御弁113を設け、各配管10a,10bとリザーバタンク30とをリニア減圧制御弁114を介して配管接続したものであってもよい。
【0047】
図7の構成としても、前記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。この場合、ブレーキ油圧回路103は、車両の前軸左側及び後軸右側のホイールシリンダ4を同期して制御し、前軸右側及び後軸左側のホイールシリンダ4を同期して制御することとなる。ここで、各リニア加圧制御弁113,各リニア減圧制御弁114を独立的に制御することにより、第1配管10aと第2配管10bとで圧力変動の周波の位相が略180度ずれるように制御することにより、前軸左側及び後軸右側のホイールシリンダ4と、前軸右側及び後軸左側のホイールシリンダ4とで、圧力変動の周波の位相が略180度ずれるようにすることが好ましい。このように制御することにより、前軸及び後軸の左右輪で圧力変動の周波の位相が略180度ずれて、左右輪全体の制動力変動を小さくすることができ、車両全体の一時的な制動力の低下を防止することができる。
【0048】
さらに、例えば、図8に示すように、前記実施形態におけるリニア加圧制御弁13及びリニア減圧制御弁17の代わりに、各ABS加圧制御弁35各ABS減圧制御弁36をそれぞれリニア加圧制御弁213及びリニア減圧制御弁217としてもよい。図8の構成としても、前記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【0049】
この場合、このブレーキ油圧回路203は、各リニア加圧制御弁213及び各リニア減圧制御弁217を独立して制御することにより、車両の前軸左側、前軸右側、後軸左側及び後軸右側のホイールシリンダ4を独立して制御することができる。この場合も、車両の前軸と後軸で、それぞれ、左側のホイールシリンダ4と、右側のホイールシリンダ4とで、圧力変動の周波の位相が略180度ずれるよう制御することが好ましい。このように制御することにより、前軸及び後軸の左右輪で圧力変動の周波の位相が略180度ずれて、左右輪全体の制動力変動を小さくすることができ、車両全体の一時的な制動力の低下を防止することができる。
【0050】
また、前記実施形態における目標正弦圧力波P(t)の式は、間欠的にほぼ零となるものであれば他の式であってもよい。また、車両用ブレーキ装置1は、ディスク式のものを示したが、例えばドラム式のものであってもよいし、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
また、前記実施形態においては対角配管方式のブレーキ装置に適用した例を示したが、前後配管方式のブレーキ装置においても同様に実施可能である。
【0051】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、回転体と摩擦材との間の振動エネルギーが蓄積されて振動が可聴音領域に達する前に、回転体と摩擦材との間の振動エネルギーが開放されるようにしたので、回転体と摩擦材との振動が可聴音領域に達することはなく、装置を構成する部品のばらつき、部品の仕様、部品の経年劣化、摩耗等とは無関係に、回転体と摩擦材のブレーキ鳴きを確実に防止することができる。これにより、開発試験工数を大幅に低減できる。また、異なる車種、グレード間で、一部部品の流用等が可能となり、車両の製造コストの低減を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す車両用ブレーキ装置の概略油圧回路図である。
【図2】車両用ブレーキ装置の概略ブロック図である。
【図3】マスタ側圧力検出器と平均圧力との関係を定義したマップである。
【図4】ホイール側圧力検出器にて検出された圧力及び目標正弦圧力波P(t)の圧力差と、リニア加圧制御弁及びリニア減圧制御弁による補正量との関係を定義したマップである。
【図5】ブレーキECUの動作を示すフローチャートである。
【図6】ホイールシリンダ側の圧力変動と、ロータ及びパッドの振動の音圧レベルを示すグラフである。
【図7】他の実施形態を示す車両用ブレーキ装置の概略油圧回路図である。
【図8】他の実施形態を示す車両用ブレーキ装置の概略油圧回路図である。
【符号の説明】
1 車両用ブレーキ装置
2 ブレーキペダル
3 ブレーキ油圧回路
4 ホイールシリンダ
10 通常制御回路部
11 アキュムレータ
13 リニア加圧制御弁
17 リニア減圧制御弁
20 マスタシリンダ制御回路部
21 マスタシリンダ
100 ブレーキECU
103 ブレーキ油圧回路
113 リニア加圧制御弁
117 リニア減圧制御弁
203 ブレーキ油圧回路
213 リニア加圧制御弁
217 リニア減圧制御弁[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle brake device that obtains a braking force of a vehicle by driving a wheel cylinder by hydraulic pressure and pressing a friction material against a rotating body.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a brake device for an automobile vehicle, it is common to detect a depression state of a brake pedal and change a pressure applied to a wheel cylinder of a brake hydraulic circuit according to the depression state (for example, Patent Documents). 1). Thereby, the frictional force between the friction material on the wheel cylinder side and the rotating body on the wheel side is adjusted, and the braking force of the vehicle is adjusted.
[0003]
It is well known that a so-called brake squeal occurs when a stick-slip phenomenon occurs between the friction material and the rotating body as a problem of the vehicle brake device. This brake squeal is known to be a self-excited vibration that diverges, and after the stick-slip phenomenon occurs, the brakes are applied to the vehicle occupant and the people around the vehicle when the sound pressure level falls within the human audible sound range. The squeal will be recognized.
[0004]
Brake squeal is likely to occur in the disc brake type that is becoming mainstream in automobile vehicles in recent years. In order to solve this problem, suppression of brake squeal is achieved by adjusting the natural frequencies of a brake rotor as a rotating body and a brake pad as a friction material.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-10-184747
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the vehicle brake device, even if the natural frequency of the parts such as the rotating body and the friction material is set so that the brake squeal is less likely to occur, of course, the brake squeal occurs due to variations at the time of manufacturing the part. When the natural frequency of each part changes due to long-term use or the like due to aging or wear, there is a problem that brake squeal occurs.
In addition, even if only some parts are replaced, the natural frequency changes as a whole, so that a brake squeal occurs. Therefore, a confirmation experiment is required each time, and a large number of development test man-hours are required. . Therefore, it is not possible to replace only some parts depending on the vehicle type, grade, and the like. Accordingly, there is a problem that parts cannot be diverted between different vehicle types and grades, resulting in increased manufacturing costs.
[0007]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to ensure brake squealing without being caused by manufacturing variations of parts constituting the apparatus, specification of parts, aging of parts, wear, etc. Another object of the present invention is to provide a vehicular brake device that can be prevented.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the friction material on the wheel cylinder side and the wheel side friction material are changed by changing the pressure applied to the wheel cylinder of the brake hydraulic circuit according to the depression state of the brake pedal. In a vehicle brake device that adjusts a frictional force with a rotating body, a frequency control means for controlling the pressure on the wheel cylinder side of the brake hydraulic circuit to fluctuate at a predetermined frequency so as to be intermittently substantially zero. It is provided with.
[0009]
According to the first aspect of the present invention, when the stick-slip phenomenon occurs between the rotating body and the friction material, the pressure on the wheel cylinder side of the brake hydraulic circuit intermittently becomes substantially zero. The friction between the rotating body and the friction material is temporarily released, and the stick-slip phenomenon is released accordingly. Thereby, the vibration energy between the rotating body and the friction material is released before the vibration energy between the rotating body and the friction material is accumulated and the vibration reaches the audible sound region.
Here, since the pressure on the wheel cylinder side that fluctuates at a predetermined frequency only becomes almost zero intermittently, a necessary braking force is applied to the wheel, and the braking of the wheel is not hindered.
[0010]
Therefore, the vibration of the rotating body and the friction material does not reach the audible sound range, and the rotating body and the friction material are independent of the manufacturing variation of the parts constituting the device, the specifications of the parts, the aging of the parts, the wear, etc. The brake squeal can be reliably prevented. Thereby, development test man-hours can be significantly reduced. In addition, some parts can be diverted between different vehicle types and grades, and the manufacturing cost of the vehicle can be reduced.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, in the vehicle brake device according to the first aspect, the frequency control means has a linear control valve provided between the pressure generating device of the brake hydraulic circuit and the wheel cylinder. It is characterized by.
[0012]
According to the second aspect of the invention, in addition to the operation of the first aspect, the pressure on the wheel cylinder side can be changed to a predetermined frequency by variably controlling the hydraulic pressure by the linear control valve. Therefore, vibration noise due to valve switching can be suppressed rather than pressure adjustment by the switching valve, which is extremely advantageous in practical use.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, in the vehicle brake device according to the first or second aspect, the brake hydraulic circuit applies pressure to the wheel cylinder side from a pressure generating device corresponding to a depression state of the brake pedal. A normal control circuit unit for transmitting, and a master cylinder circuit unit for transmitting pressure from the master cylinder interlocked with the depression of the brake pedal to the wheel cylinder side instead of the normal control circuit unit under a predetermined vehicle condition; The normal control circuit and the master cylinder circuit are connected so that the pressure of the pressure generator of the normal control circuit is supplied to the master cylinder circuit.
[0014]
According to the third aspect of the present invention, in addition to the operation of the first or second aspect, during normal driving of the vehicle, pressure is transmitted from the pressure generating device to the wheel cylinder side by the normal control circuit unit, so The wheel is braked with a great force.
Also, when the vehicle is in a predetermined vehicle state, for example, when hydraulic pressure control has failed due to a failure, the occupant's pedaling power is directly transmitted as pressure to the wheel cylinder side by the master cylinder instead of the normal control circuit unit. The At this time, pressure is supplied from the pressure generator of the normal control circuit section to the master cylinder circuit section side so that the general mechanical hydraulic hydro booster function can be continued, so that the occupant's stepping power is amplified Is transmitted to the wheel cylinder side.
[0015]
Therefore, even when pressure is transmitted to the wheel cylinder by the master cylinder circuit unit, the wheel can be braked with the assistance of the pressure generating device, and even when the occupant's stepping power is small, sufficient braking force can be obtained. Can be obtained.
[0016]
According to a fourth aspect of the present invention, in the vehicle brake device according to the second or third aspect, the brake hydraulic circuit controls the wheel cylinders on the left side of the front shaft and the right side of the rear shaft in synchronism with each other. The wheel cylinders on the right side and the left side of the rear axle are controlled synchronously, and the frequency of pressure fluctuations between the wheel cylinders on the left side of the front axis and the right side of the rear axis and the wheel cylinders on the right side of the front axis and the left side of the rear axis is controlled. The phase is shifted by approximately 180 degrees.
[0017]
According to the fourth aspect of the invention, in addition to the action of the second or third aspect, the phase of the frequency of the pressure fluctuation is shifted by approximately 180 degrees between the left and right wheels of the front shaft and the rear shaft. The fluctuation in braking force can be reduced, and a temporary decrease in braking force of the entire vehicle can be prevented.
[0018]
According to a fifth aspect of the present invention, in the vehicle brake device according to the second or third aspect, the brake hydraulic circuit includes wheel cylinders on the left side of the front shaft, the right side of the front shaft, the left side of the rear shaft, and the right side of the rear shaft. It is controlled independently, and the phase of the pressure fluctuation frequency is shifted by about 180 degrees between the left wheel cylinder and the right wheel cylinder on the front and rear axles of the vehicle, respectively. Features.
[0019]
According to the fifth aspect of the invention, in addition to the action of the second or third aspect, the phase of the frequency of the pressure fluctuation is shifted by about 180 degrees between the front and rear left and right wheels. The fluctuation in braking force can be reduced, and a temporary decrease in braking force of the entire vehicle can be prevented.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 to 6 show an embodiment in which the present invention is applied to a diagonal piping brake device. FIG. 1 is a schematic hydraulic circuit diagram of a vehicle brake device, and FIG. 2 is a schematic block diagram of the vehicle brake device. Fig. 3 is a map that defines the relationship between the master side pressure detector and the average pressure, and Fig. 4 is a diagram showing the pressure difference between the pressure detected by the wheel side pressure detector and the target sine pressure wave P (t), and linear addition. FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the brake ECU, and FIG. 6 is a graph showing the pressure fluctuation on the wheel cylinder side and the sound pressure level of the rotor and pad vibrations. It is a graph to show.
[0021]
As shown in FIG. 1, the
[0022]
The brake hydraulic circuit 3 includes a normal
[0023]
The normal
[0024]
In the present embodiment, a pipe from the
A pipe from the linear
[0025]
In the present embodiment, the
[0026]
The master cylinder
[0027]
In the present embodiment, the
[0028]
The
[0029]
Further, the
[0030]
Each
[0031]
In the brake hydraulic circuit 3 of the
[0032]
The brake hydraulic circuit 3 has a
[0033]
That is, during normal control, the
[0034]
As shown in FIG. 2, the
P (t) = Pm × (1-cos (2πf × t))
f: Frequency
t: time
It is determined by the following formula. As is apparent from this equation, the target sine pressure wave P (t) becomes zero intermittently. In the present embodiment, the frequency f is about 20 Hz.
[0035]
Moreover, the
[0036]
Here, the operation of the
First, when the vehicle is turned on, it is determined whether there is an abnormality in each part of the device (step S1). If there is no abnormality, it is determined whether there is an abnormality in the system related to the pressure frequency control (step S2). .
[0037]
If it is determined in step S1 that there is an abnormality, the system is brought down as a non-control mode (step S5), an alarm relating to the brake system is output (step S6), and installed in the meter panel of the driver's seat. Turn on the warning light. At this time, hydro booster pressurization using the residual pressure of the
[0038]
Further, when it is determined in step S2 that there is an abnormality, the non-frequency control for controlling the pressure on each
[0039]
If it is determined in step S2 that there is no abnormality in the frequency control system, the frequency control mode is entered. Then, as described above, control is performed so that the pressure on the
[0040]
As shown in FIG. 6, since the pressure fluctuation on the
[0041]
Thus, according to the
In the present embodiment, the rotor and the pad are a combination in which the continuation time of friction is about 90 to 100 milliseconds and a brake squeal in the audible sound pressure range occurs, and the rotor is set at a frequency f of about 20 Hz every about 50 milliseconds. The brake squeal is almost certainly prevented by releasing the friction between the pad and the pad.
Here, since the pressure on the
[0042]
Therefore, the vibration of the rotor and the pad does not reach the audible sound range, and the brake noise of the rotor and the pad is generated regardless of the manufacturing variation of the parts making up the device, the specifications of the parts, the aging of the parts, the wear, etc. It can be surely prevented. Thereby, development test man-hours can be significantly reduced. In addition, some parts can be diverted between different vehicle types and grades, and the manufacturing cost of the vehicle can be reduced.
[0043]
Moreover, according to the
[0044]
Further, according to the
Further, in a predetermined vehicle state such as when the hydraulic pressure control is lost due to a failure, for example, instead of the normal
[0045]
Therefore, even when pressure is transmitted to the
[0046]
In the above-described embodiment, one linear
[0047]
Also with the configuration of FIG. 7, it is possible to obtain the same operational effects as the above-described embodiment. In this case, the brake
[0048]
Further, for example, as shown in FIG. 8, instead of the linear pressure
[0049]
In this case, the brake
[0050]
Further, the expression of the target sine pressure wave P (t) in the above embodiment may be another expression as long as it becomes intermittently almost zero. Further, the
Moreover, although the example applied to the brake device of diagonal piping system was shown in the said embodiment, it can implement similarly in the brake device of front and rear piping system.
[0051]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the vibration energy between the rotating body and the friction material is accumulated before the vibration energy reaches the audible sound region. Because it was opened, the vibration of the rotating body and friction material did not reach the audible sound range, regardless of variations in the parts that make up the device, specifications of the parts, aging of parts, wear, etc. The brake noise of the rotating body and the friction material can be reliably prevented. Thereby, development test man-hours can be significantly reduced. In addition, some parts can be diverted between different vehicle types and grades, and the manufacturing cost of the vehicle can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic hydraulic circuit diagram of a vehicle brake device showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic block diagram of a vehicle brake device.
FIG. 3 is a map defining a relationship between a master side pressure detector and an average pressure.
FIG. 4 is a map defining the relationship between the pressure difference between the pressure detected by the wheel-side pressure detector and the target sine pressure wave P (t) and the correction amount by the linear pressurization control valve and the linear decompression control valve. is there.
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the brake ECU.
FIG. 6 is a graph showing pressure fluctuations on the wheel cylinder side and sound pressure levels of rotor and pad vibrations.
FIG. 7 is a schematic hydraulic circuit diagram of a vehicle brake device showing another embodiment.
FIG. 8 is a schematic hydraulic circuit diagram of a vehicle brake device according to another embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Brake device for vehicles
2 Brake pedal
3 Brake hydraulic circuit
4 Wheel cylinder
10 Normal control circuit
11 Accumulator
13 Linear pressure control valve
17 Linear pressure reducing control valve
20 Master cylinder control circuit
21 Master cylinder
100 brake ECU
103 Brake hydraulic circuit
113 Linear pressure control valve
117 Linear pressure reducing control valve
203 Brake hydraulic circuit
213 Linear pressure control valve
217 Linear pressure reducing control valve
Claims (5)
前記ブレーキ油圧回路のホイールシリンダ側の圧力を、間欠的にほぼ零となるように所定の周波数で変動させるよう制御する周波制御手段を備えたことを特徴とする車両用ブレーキ装置。In a vehicle brake device that adjusts the frictional force between a friction material on the wheel cylinder side and a rotating body on the wheel side by changing the pressure applied to the wheel cylinder of the brake hydraulic circuit according to the depression state of the brake pedal ,
A vehicular brake device comprising frequency control means for controlling the pressure on the wheel cylinder side of the brake hydraulic circuit to fluctuate at a predetermined frequency so as to be intermittently substantially zero.
前記通常制御回路の圧力発生装置の圧力が前記マスタシリンダ回路へ供給されるように、前記通常制御回路とマスタシリンダ回路を連結したことを特徴とする請求項1または2に記載の車両用ブレーキ装置。The brake hydraulic circuit replaces the normal control circuit unit for transmitting pressure from the pressure generating device corresponding to the depression state of the brake pedal to the wheel cylinder side, and the normal control circuit unit in a predetermined vehicle condition. A master cylinder circuit portion for transmitting pressure from the master cylinder interlocked with the depression of the brake pedal to the wheel cylinder side,
3. The vehicle brake device according to claim 1, wherein the normal control circuit and the master cylinder circuit are connected so that the pressure of the pressure generation device of the normal control circuit is supplied to the master cylinder circuit. 4. .
前記前軸左側及び後軸右側のホイールシリンダと、前記前軸右側及び後軸左側のホイールシリンダとで、圧力変動の周波の位相が略180度ずれるようにしたことを特徴とする請求項2または3に記載の車両用ブレーキ装置。The brake hydraulic circuit controls the wheel cylinders on the left side and the right side of the front axle in synchronization with each other, and controls the wheel cylinders on the right side of the front axis and the left side of the rear axis in synchronization.
3. The pressure fluctuation frequency of the wheel cylinders on the left side of the front shaft and the right side of the rear shaft and the wheel cylinders on the right side of the front shaft and the left side of the rear shaft are shifted by approximately 180 degrees. 4. The vehicle brake device according to 3.
車両の前軸と後軸で、それぞれ、左側のホイールシリンダと、右側のホイールシリンダとで、圧力変動の周波の位相が略180度ずれるようにしたことを特徴とする請求項2または3に記載の車両用ブレーキ装置。The brake hydraulic circuit independently controls the wheel cylinders on the left side of the front shaft, the right side of the front shaft, the left side of the rear shaft and the right side of the rear shaft,
4. The pressure phase of the frequency of pressure fluctuation is shifted by approximately 180 degrees between the left wheel cylinder and the right wheel cylinder, respectively, on the front and rear axles of the vehicle. Vehicle brake system.
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