JP2005247230A - ブレーキ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ブレーキパッドとブレーキロータとの間隔を安定して確保可能なブレーキ制御装置を提供すること。
【解決手段】 ブレーキ液を貯留するリザーバタンクと、供給された液圧によってピストンを作動させ、ブレーキパッドをブレーキロータに押しつけるホイルシリンダと、前記リザーバタンクと前記ホイルシリンダとの間を接続するブレーキ油路と、前記ブレーキ油路上に設けられた液圧発生源と、前記液圧発生源を制御する液圧制御手段とを有し、前記液圧制御手段に、前記リザーバタンクから前記ブレーキ油路を介して前記ホイルシリンダに液圧を供給し、もしくは前記ホイルシリンダからブレーキ油路を介して前記リザーバタンクに液圧を還流する制動制御モードと、前記ブレーキ油路内であって前記ホイルシリンダと前記液圧発生源の間を負圧状態にする負圧制御モードとを設けた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、運転者の意図に応じてブレーキ液圧を制御するブレーキ制御装置に関し、特にブレーキパッドとブレーキロータとの間の引きずりを防止する制御に関する。

従来、ブレーキパッドとブレーキロータとの間の引きずりを防止する技術として例えば特許文献１に記載の技術が開示されている。この公報には、アンチスキッド制御を行うユニットであって、減圧時に貯留するリザーバ（マスタシリンダに備えられたリザーバタンクとは異なる）のブレーキ液をマスタシリンダ側に還流するポンプを用い、ホイルシリンダの液圧を負圧にし、ピストンを強制的に動かし、シリンダボディ及びピストンとブレーキパッドとの間に間隔を作るようにしている。ブレーキパッドはブレーキロータの面振れにより互いに離れる方向に、当該間隔を移動することからブレーキパッドとブレーキロータの間に所定の間隔が得られる。
特開２００２−３４７５９８号公報。

しかしながら、上述の従来技術にあっては、アンチスキッド制御によってリザーバに液圧が残留した状態では正確なポンプ駆動量を達成することができない。よって、ピストンを正確に動かすことができず、ブレーキパッドとブレーキロータとの所定間隔にばらつきが発生する虞がある。所定間隔が広すぎると、次回のブレーキ踏み込み時にロスストロークが増加し、所定間隔が狭すぎると、引きずりを防止できない。

本発明は、上述の従来の問題点に着目して成されたもので、ブレーキパッドとブレーキロータとの間隔を安定して確保可能なブレーキ制御装置を提供することを目的としている。

上述の目的を達成するため、本発明は、ブレーキ液を貯留するリザーバタンクと、供給された液圧によってピストンを作動させ、ブレーキパッドをブレーキロータに押しつけるホイルシリンダと、前記リザーバタンクと前記ホイルシリンダとの間を接続するブレーキ油路と、前記ブレーキ油路上に設けられた液圧発生源と、前記液圧発生源を制御する液圧制御手段とを有し、前記液圧制御手段に、前記リザーバタンクから前記ブレーキ油路を介して前記ホイルシリンダに液圧を供給し、もしくは前記ホイルシリンダからブレーキ油路を介して前記リザーバタンクに液圧を還流する制動制御モードと、前記ブレーキ油路内であって前記ホイルシリンダと前記液圧発生源の間を負圧状態にする負圧制御モードとを設けた。

よって、アンチスキッド制御ユニットに用いられるリザーバタンクとは異なるリザーバ等を有していないため、ブレーキ液量を正確に制御することが可能となり、ブレーキパッドとブレーキロータの所定間隔を正確に確保することができる。

以下に、本発明を実施する最良の形態を実施例として図面に基づいて説明する。

図１は実施例１のブレーキ制御装置の構成を表す概略図である。まず構成について説明する。大気解放され、ブレーキ液を貯留するリザーバタンク３は、第１油路５を介して双方向ポンプ２と接続されている。双方向ポンプ２は第２油路６を介してホイルシリンダ４に接続されている。双方向ポンプ２はコントロールユニット１０により制御される電動モータ１により駆動される。双方向ポンプ２としてはギヤポンプ（外接，トロコイド等）を適宜使用すればよく、特に限定しない。

コントロールユニット１０には、運転者の操作するブレーキペダル１２のストロークを検出するストロークシミュレータ１１から検出されたストローク信号が入力される。コントロールユニット１０では、この検出されたストローク信号に基づいて電動モータ１の駆動量を演算し、電動モータ１に対し指令信号を出力する。具体的には、リザーバタンク３から第１油路５及び第２油路６を介してホイルシリンダ４に液圧を供給する増圧・保持制御と、ホイルシリンダ４から第２油路６及び第１油路５を介してリザーバタンク３に液圧を還流する減圧制御を行う制動制御モードと、第２油路６を負圧状態にする負圧制御モードを備えている。尚、増圧・保持制御時における電動モータ１の回転方向を正回転、減圧制御及び負圧制御モードにおける電動モータ１の回転方向を逆回転と定義する。

図２はホイルシリンダ４の構成を表す拡大断面図である。ホイルシリンダ４には、シリンダボディ４０と、ブレーキロータ４４を介して対向する位置に配置された第１ブレーキパッド４３ａ及び第２ブレーキパッド４３ｂと、ピストン４１が設けられている。シリンダボディ４０には、増圧時にシリンダボディ４０によってブレーキロータ４４に押しつけられる第１ブレーキパッド４３ａと、ピストン４１によってブレーキロータ４４に押しつけられる第２ブレーキパッド４３ｂが設けられている。シリンダボディ４０にはシリンダ室４０ａが設けられ、内部にピストン４１を収装している。シリンダ室４０ａ内周には、ピストン４１側に付勢されシール部材として嵌合されたゴムシール４２が設けられている。

シリンダ室４０ａに液圧が供給され、ピストン４１が移動すると、ピストン４１とゴムブーツ４２が摺動しつつピストン４１とシリンダボディ４０の相対的な距離が狭まり、第１及び第２ブレーキパッド４３ａ，４３ｂとブレーキロータ４４が当接する。その後、シリンダ室４０ａに対する液圧に応じた制動力が発生する。

図３は負圧制御モードにおける制御内容を表すフローチャートである。
ステップ１０１では、ブレーキペダル１２がONからOFFになりホイルシリンダ圧が０かどうかを判断する。ホイルシリンダ圧が０のときはステップ１０２へ進み、それ以外は本制御フローを終了する。
ステップ１０２では、電動モータ１に対し、ホイルシリンダ４からリザーバタンク３側にブレーキ液を還流するように所定時間逆回転指令を出力し、本制御フローを終了する。

図４は上記負圧制御モード実行時のモータ回転数，ホイルシリンダ圧及びシリンダボディ４０とピストン４１に対する各ブレーキパッド４３ａ，４３ｂの間隔を表すタイムチャートである。上記負圧制御モードについて、これらのタイムチャートに基づいて説明する。尚、接触状態では、シリンダボディ４０及びピストン４１とブレーキパッド４３ａ，４３ｂとの接触量は制動力と関連し、この領域を＋側と定義する。一方、非接触状態ではストロークと制動力には関連が無く、この領域を−側と定義する。

時刻ｔ１において、ブレーキペダル１２が踏み込まれると、ストロークシミュレータ１１のストローク信号に応じて電動モータ１に対し所定時間正回転方向の駆動指令が出力され増圧制御が実行される。すると、シリンダ室４０ａにブレーキ液が供給され、ピストン４１が＋側にストロークを開始し、シリンダボディ４０及びピストン４１に対し各ブレーキパッド４３ａ，４３ｂが＋側において接触量が増大し始める。

時刻ｔ２において、所望の液圧が確保されるとモータの回転を停止し、保持制御が実行される。尚、双方向ポンプ２のリーク量が懸念される場合は、このリーク量に応じたブレーキ液を供給する程度の低回転の正回転駆動指令を出力してもよく、特に限定しない。

時刻ｔ３において、ブレーキペダル１２が放されると、ストロークシミュレータ１１のストローク信号に応じて電動モータ１に対し所定時間逆回転方向の駆動指令が出力され減圧制御が実行される。すると、シリンダ室４０ａ内のブレーキ液がリザーバタンク３側に還流され、ピストン４１は徐々に＋側において接触量が減少する。

時刻ｔ４において、ホイルシリンダ圧が０となると、この時点では接触量は＋側にあり、各ブレーキパッド４３ａ，４３ｂが接触状態にある。この状態において、負圧制御モードが実行される。具体的には、電動モータ１に対し逆回転方向の駆動指令を所定時間出力する。これによりシリンダ室４０ａを負圧とし、シリンダボディ４０及びピストン４１と第１ブレーキパッド４３ａ，第２ブレーキパッド４３ｂとの間隔が所定間隔となるようにピストン４１を移動させる。その後、ブレーキパッド４３ａ，４３ｂはブレーキロータ４４の面振れにより間隔内を互いに離れる方向に移動する。

時刻ｔ５において、ホイルシリンダ圧が負圧となり、接触量が−側すなわち非接触状態となり、所定間隔を確保する。

（従来技術との対比）
従来技術では、ABS制御ユニットを用いてホイルシリンダ４を負圧にし、ブレーキパッドとブレーキロータとを所定間隔に制御している。通常、ABS制御ユニットにおいてホイルシリンダ圧を負圧に制御するためには、まず増減圧バルブといった複数の構成要素を必要とする。更に、ホイルシリンダ圧減圧時にブレーキ液を貯留する回路内リザーバを備えており、このリザーバに貯留されたブレーキ液をポンプによってマスタシリンダ側に還流する構成としている。尚、リザーバを備えておらず、減圧したブレーキ液を直接マスタシリンダに備えられたリザーバタンクに流す構成も見受けられるが、この構成ではホイルシリンダ圧を負圧にすることができないため、対象とはしないものとする。

上記通常のABS制御ユニットにおいて、ABS制御実行時は、減圧弁を作動させリザーバにブレーキ液を貯留する。そして、ブレーキ液の収支を合わせブレーキペダルのストローク量を維持するために、増減圧バルブを制御し、ポンプを駆動することでマスタシリンダ側にブレーキ液を還流する。このとき、リザーバに貯留されたブレーキ液が完全にマスタシリンダ側に還流されたかどうかは判定できないため、確実に還流可能な時間、ポンプを駆動する。ただし、マスタシリンダ圧が高い場合には、それでも十分に還流できるかどうかは不明である。このように、油量として不確定な要素が常に介在することになり、ホイルシリンダを負圧に制御したとしても、正確な所定間隔（ブレーキパッドとブレーキロータの間隔）を達成できない。所定間隔が広すぎるときは、次回のブレーキ操作時にロスストロークが増大し、ブレーキ操作フィーリングの悪化を招き、所定間隔が不十分なときは、ブレーキパッドとブレーキロータの間の引きずりは避けられない。

これに対し、本実施例１の構成では、第２油路６上には、他の構成要素（例えば、リザーバ等）を備えていないため、外乱の要素が極めて少なく、また、管路抵抗も少ない。このような構成において、電動モータ１の駆動時間を制御することで、シリンダ室４０ａ内の圧力状態を正確に制御することができる。よって、ピストン４１の位置、すなわち、シリンダボディ４０及びピストン４１と各ブレーキパッド４３ａ，４３ｂとの所定間隔を正確に制御することが可能となり、走行時のブレーキ引きずりを防止することができる。また、所定間隔が広すぎることがなくロスストロークが小さいため、次回の制動制御時に素早く制動力を発生させることができる。また、上述の回路構成としたため、通常のブレーキユニットよりも電磁弁やリザーバ等の部品点数を削減することが可能となり、コストの低減を図ることができる。

尚、シリンダボディ４０及びピストン４１と各ブレーキパッド４３ａ，４３ｂとの所定間隔を０にする場合には、所定間隔を確保した後に、電動モータ１に低電圧での正回転駆動指令を出力し、ホイルシリンダ４を加圧してもよい。このとき、電動モータ１に入力する電圧は微少な値を入力するため、電動モータ１は低トルクで回転する。そして、シリンダボディ４０及びピストン４１と各ブレーキパッド４３ａ，４３ｂが軽く接触した段階で、電動モータ１は停止する。このとき、双方向ポンプ２も停止し、ホイルシリンダ４内の液圧を保持する。これにより、所定間隔０を達成することが可能となり、次回の制動制御時の応答性の向上を図ることができる。

次に、実施例２について説明する。図５は実施例２のブレーキ制御装置の構成を表す概略図である。基本的な構成は実施例１と同様であるため、異なる点についてのみ説明する。実施例１では、負圧制御モードにおいて、電動モータ１の駆動時間を制御していたいのに対し、実施例２では、第２油路６上にホイルシリンダ圧を検出する圧力センサ７を設けた点が異なる。

図６は負圧制御モードにおける制御内容を表すフローチャートである。
ステップ２０１では、ブレーキペダル１２がONからOFFになりホイルシリンダ圧が０かどうかを判断する。ホイルシリンダ圧が０のときはステップ１０２へ進み、それ以外は本制御フローを終了する。
ステップ２０２では、圧力センサ７の値が所定負圧に到達したかどうかを判断し、到達したときはステップ２０４に進み電動モータの逆回転駆動指令をOFFとし、それ以外はステップ２０３へ進みモータ逆回転駆動指令をONとし、ホイルシリンダ４からリザーバタンク３側にブレーキ液を還流する。

図７は上記負圧制御モード実行時のモータ回転数及びホイルシリンダ圧を表すタイムチャートである。上記負圧制御モードについて、これらのタイムチャートに基づいて説明する。尚、時刻ｔ１〜ｔ４までは実施例１と同様であるため説明を省略する。

時刻ｔ５１において、圧力センサ７により検出される油圧が負圧となると、接触量が−側すなわち非接触状態となり、所定間隔を確保する。よって、実施例１に記載の作用効果に加え、実際の負圧によって電動モータ１の駆動を制御することが可能となり、更に正確に所定間隔を確保することができる。

次に、実施例３について説明する。図８は実施例３のブレーキ制御装置の構成を表す概略図である。基本的な構成は実施例１と同様であるため、異なる点についてのみ説明する。実施例３では、電動モータ１としてブラシレスモータを使用している。ブラシレスモータは、駆動回路による電流制御を行う際、モータの回転角を検出する必要があるため、回転角センサ８が設けられている。

図９は負圧制御モードにおける制御内容を表すフローチャートである。
ステップ３０１では、ブレーキペダル１２がONからOFFになりホイルシリンダ圧が０かどうかを判断する。ホイルシリンダ圧が０のときはステップ１０２へ進み、それ以外は本制御フローを終了する。
ステップ３０２では、電動モータ１に対し、ホイルシリンダ４からリザーバタンク３側にブレーキ液を還流するように所定回転角に対応する逆回転指令を出力し、本制御フローを終了する。

図１０は上記負圧制御モード実行時のモータ回転数及びホイルシリンダ圧を表すタイムチャートである。上記負圧制御モードについて、これらのタイムチャートに基づいて説明する。尚、時刻ｔ１〜ｔ４までは実施例１と同様であるため説明を省略する。

時刻ｔ５３において、回転角センサ８により検出されるモータ回転角が所定回転角となると、接触量が−側すなわち非接触状態となり、所定間隔を確保する。よって、実施例１に記載の作用効果に加え、モータ回転角によって電動モータ１の駆動を制御することが可能となり、更に正確に所定間隔を確保することができる。

更に、上記実施例から把握しうる請求項以外の技術的思想について、以下にその効果と共に記載する。
（イ） 請求項１に記載のブレーキ制御装置において、
前記ホイルシリンダの液圧を検出もしくは推定するホイルシリンダ圧検出手段を設け、
前記液圧制御手段は、検出されたホイルシリンダ圧が０のときは前記負圧制御モードを実行することを特徴とするブレーキ制御装置。

よって、ブレーキ非操作時にはブレーキパッドとブレーキロータの間隔を正確に確保することが可能となる。

（ロ） 請求項１に記載のブレーキ制御装置において、
前記液圧発生源を双方向に吐出可能なギヤポンプとしたことを特徴とするブレーキ制御装置。

双方向に吐出可能なギヤポンプとしたため、吸入弁や吐出弁等の電磁弁を設ける必要が無く、吸入抵抗を小さくすることが可能となり、負圧制御モードにおける吸入負圧時の吐出能力を向上することができる。また、連続吐出が可能となり、正確な戻し量を得ることができる。

実施例１のブレーキ制御装置の構成を表す概略図である。 実施例１のホイルシリンダの構成を表す断面図である。 実施例１の負圧制御モードの制御内容を表すフローチャートである。 実施例１のブレーキ制御を表すタイムチャートである。 実施例２のブレーキ制御装置の構成を表す概略図である。 実施例２の負圧制御モードの制御内容を表すフローチャートである。 実施例２のブレーキ制御を表すタイムチャートである。 実施例３のブレーキ制御装置の構成を表す概略図である。 実施例３の負圧制御モードの制御内容を表すフローチャートである。 実施例３のブレーキ制御を表すタイムチャートである。

符号の説明

１ 電動モータ
２ 双方向ポンプ
３ リザーバタンク
４ ホイルシリンダ
５ 第１油路
６ 第２油路
７ 圧力センサ
８ 回転角センサ
１０ コントロールユニット
１１ ストロークシミュレータ
１２ ブレーキペダル

Claims (1)

1. ブレーキ液を貯留するリザーバタンクと、
   供給された液圧によってピストンを作動させ、ブレーキパッドをブレーキロータに押しつけるホイルシリンダと、
   前記リザーバタンクと前記ホイルシリンダとの間を接続するブレーキ油路と、
   前記ブレーキ油路上に設けられた液圧発生源と、
   前記液圧発生源を制御する液圧制御手段と、
   を有し、
   前記液圧制御手段に、前記リザーバタンクから前記ブレーキ油路を介して前記ホイルシリンダに液圧を供給し、もしくは前記ホイルシリンダからブレーキ油路を介して前記リザーバタンクに液圧を還流する制動制御モードと、前記ブレーキ油路内であって前記ホイルシリンダと前記液圧発生源の間を負圧状態にする負圧制御モードとを設けたことを特徴とするブレーキ制御装置。
   

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