JP2007022105A - Braking device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、摩擦制動手段と回生制動手段との双方を備える車両用制動装置に関する。 The present invention relates to a vehicular braking apparatus including both friction braking means and regenerative braking means.
自動車に搭載される車両用制動装置として、車軸に固定されるディスクロータ等に対して摩擦制動力を作用させるようにした油圧ブレーキがある。この油圧ブレーキは、ブレーキペダルに連動してブレーキ液圧を出力するマスタシリンダを備えており、運転者のペダル操作量に応じた摩擦制動力を得ることが可能となっている(たとえば、特許文献1参照)。 As a vehicle braking device mounted on an automobile, there is a hydraulic brake in which a friction braking force is applied to a disk rotor or the like fixed to an axle. This hydraulic brake includes a master cylinder that outputs a brake fluid pressure in conjunction with a brake pedal, and can obtain a friction braking force according to the pedal operation amount of the driver (for example, Patent Documents). 1).
また、駆動源として電動モータを備える電気自動車やハイブリッド車両にあっては、運動エネルギを熱エネルギに変換して放出するようにした油圧ブレーキだけでなく、電動モータを発電駆動させて運動エネルギを電気エネルギに変換して回収するようにした回生ブレーキが設けられている(たとえば、特許文献2参照)。このような回生ブレーキを用いて電気エネルギを回収することにより、電気自動車にあってはエネルギ効率を向上させて航続距離を延ばすことが可能となり、ハイブリッド車両にあってはエネルギ効率を向上させて燃料消費量を抑制することが可能となる。 In addition, in an electric vehicle or a hybrid vehicle having an electric motor as a drive source, not only a hydraulic brake that converts kinetic energy into heat energy and releases it, but also the electric motor is driven to generate electricity to generate kinetic energy. A regenerative brake is provided which is converted into energy for recovery (see, for example, Patent Document 2). By recovering electric energy using such a regenerative brake, it becomes possible to improve the energy efficiency and extend the cruising distance in an electric vehicle, and to improve the energy efficiency and fuel in a hybrid vehicle. It becomes possible to suppress consumption.
ところで、回生ブレーキを備える電気自動車やハイブリッド車両にあっては、運転者のペダル操作によって生じる摩擦制動力に加えて、電動モータの発電負荷に応じた回生制動力が発生するため、ブレーキペダルの踏み込み量に比べて大きな制動力が作用することになり、ペダル操作を行う運転者に対して違和感を与えてしまうおそれがある。そこで、ブレーキ液圧を伝達する油圧配管に調圧バルブを組み込むとともに、回生ブレーキの作動状態に応じてブレーキ液圧を低下させるようにした制動装置が提案されている(たとえば、特許文献3参照)。この制動装置によれば、回生ブレーキに応じてブレーキ液圧を低下させることにより、回生ブレーキと油圧ブレーキとを協調させて過大な制動力の発生を抑制することが可能となる。
しかしながら、特許文献3に記載された制動装置にあっては、油圧ブレーキの油圧系統に新たな調圧バルブを組み込む構造であるため、油圧系統の複雑化を招くことから低コスト化を達成することが困難であった。さらに、油圧系統の構造を変更することは、フェールセーフ機能を確保するための回路構造を油圧系統に組み込む必要も生じるため、ブレーキシステムの開発コストを大幅に引き上げる要因となっていた。 However, since the brake device described in Patent Document 3 has a structure in which a new pressure regulating valve is incorporated in the hydraulic system of the hydraulic brake, the cost of the hydraulic system is reduced because the hydraulic system is complicated. It was difficult. In addition, changing the structure of the hydraulic system necessitates a circuit structure for ensuring a fail-safe function to be incorporated in the hydraulic system, which greatly increases the development cost of the brake system.
本発明の目的は、回生制動手段と摩擦制動手段とを協調させるようにした車両用制動装置において、市場信頼性が十分に裏付けされた従来の油圧ブレーキシステムを活用することにより、車両用制動装置の信頼性を向上させるとともに低コスト化を狙うことにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a vehicular braking apparatus in which regenerative braking means and friction braking means are coordinated, by utilizing a conventional hydraulic braking system whose market reliability is sufficiently supported. The aim is to improve the reliability and reduce costs.
本発明の車両用制動装置は、電動モータの発電負荷に応じた回生制動力によって車両を制動する回生制動手段と、ブレーキ液圧に応じた摩擦制動力によって車両を制動する摩擦制動手段とを備える車両用制動装置であって、前記摩擦制動手段は、運転者に操作されるブレーキペダルと、ペダル操作に連動するロッド部材と、前記ロッド部材のストローク量に応じてブレーキ液圧を出力する液圧発生機構とを備え、前記ブレーキペダルと前記ロッド部材との間に、ペダル操作量に対する前記ロッド部材のストローク量を変化させるストローク制御機構を組み込み、前記ストローク制御機構によって前記ロッド部材のストローク量を回生制動力に基づき変化させることにより、総制動力に対する摩擦制動力の分担比を変化させることを特徴とする。 The vehicle braking device of the present invention includes regenerative braking means for braking the vehicle with a regenerative braking force according to the power generation load of the electric motor, and friction braking means for braking the vehicle with a friction braking force according to the brake hydraulic pressure. The brake device for a vehicle, wherein the friction braking means includes a brake pedal operated by a driver, a rod member interlocked with the pedal operation, and a hydraulic pressure that outputs a brake hydraulic pressure according to a stroke amount of the rod member. A stroke control mechanism for changing the stroke amount of the rod member relative to the pedal operation amount is incorporated between the brake pedal and the rod member, and the stroke amount of the rod member is regenerated by the stroke control mechanism. The ratio of the friction braking force to the total braking force is changed by changing the braking force based on the braking force.
本発明の車両用制動装置は、ペダル反力を変化させる踏力制御機構を前記ブレーキペダルに取り付けることを特徴とする。 The braking device for a vehicle according to the present invention is characterized in that a pedal force control mechanism for changing a pedal reaction force is attached to the brake pedal.
本発明の車両用制動装置は、前記ストローク制御機構を用いて前記ロッド部材のストローク量を減少させる際には、前記踏力制御機構を用いてペダル反力を増加させることを特徴とする。 The vehicular braking apparatus according to the present invention is characterized in that when the stroke amount of the rod member is decreased using the stroke control mechanism, the pedal reaction force is increased using the pedaling force control mechanism.
本発明の車両用制動装置は、前記ストローク制御機構は、前記ブレーキペダル側に設けられる第1プレートと、これに対面するとともに前記ロッド部材側に設けられる第2プレートと、前記プレート間に挟み込まれる第1連結部材と、前記プレート間に挟み込まれるとともに前記第1連結部材に対して剛性の異なる第2連結部材とを備え、前記ストローク制御機構をスライド移動させ、前記第1プレートに対する前記ブレーキペダルの作用点と、前記第2プレートに対する前記ロッド部材の作用点とを変位させることにより、ペダル操作量に対する前記ロッド部材のストローク量を変化させることを特徴とする。 In the vehicle brake device according to the present invention, the stroke control mechanism is sandwiched between the first plate provided on the brake pedal side, the second plate provided on the rod member side facing the first plate, and the plate. A first connecting member; and a second connecting member sandwiched between the plates and having different rigidity with respect to the first connecting member, wherein the stroke control mechanism is slid to move the brake pedal to the first plate. The stroke amount of the rod member with respect to the pedal operation amount is changed by displacing the action point and the action point of the rod member with respect to the second plate.
本発明の車両用制動装置は、前記第1連結部材と前記第2連結部材とは互いにバネ定数の異なるバネ部材であることを特徴とする。 In the vehicle braking device of the present invention, the first connecting member and the second connecting member are spring members having different spring constants.
本発明によれば、ブレーキペダルとロッド部材との間にストローク制御機構を組み込むことにより、ペダル操作量に対するロッド部材のストローク量を変化させるようにしたので、運転者のペダル操作に影響を与えることなく摩擦制動力を増減させることが可能となる。したがって、摩擦制動手段に加えて回生制動手段が作動する制動状況であっても、回生制動力に基づきストローク制御機構を制御することにより、回生制動力と摩擦制動力とを合わせた総制動力の大きな変動を回避することができ、運転者に違和感を与えることなく回生制動手段と摩擦制動手段とを協調させることが可能となる。 According to the present invention, since the stroke amount of the rod member relative to the pedal operation amount is changed by incorporating the stroke control mechanism between the brake pedal and the rod member, the pedal operation of the driver is affected. It is possible to increase or decrease the friction braking force. Therefore, even in a braking situation in which the regenerative braking means operates in addition to the friction braking means, the total braking force combined with the regenerative braking force and the friction braking force is controlled by controlling the stroke control mechanism based on the regenerative braking force. Large fluctuations can be avoided, and the regenerative braking means and the friction braking means can be coordinated without giving the driver a sense of incongruity.
また、ペダル反力を変化させる踏力制御機構をブレーキペダルに取り付けるようにしたので、ストローク制御機構によってロッド部材のストローク量を変化させた場合であっても、ペダル操作の踏み込み感に与える影響を抑制することができ、車両品質を高めることができる。 In addition, since the pedal force control mechanism that changes the pedal reaction force is attached to the brake pedal, even if the stroke amount of the rod member is changed by the stroke control mechanism, the effect on the pedal depression feeling is suppressed. Vehicle quality can be improved.
しかも、摩擦制動手段の操作系統にストローク制御機構や踏力制御機構を組み込むようにしたので、摩擦制動手段の液圧系統をそのまま利用することができ、車両用制動装置の開発コストや製造コストを大幅に引き下げることが可能となる。 In addition, since the stroke control mechanism and the pedal force control mechanism are incorporated in the operation system of the friction braking means, the hydraulic system of the friction braking means can be used as it is, greatly increasing the development cost and manufacturing cost of the vehicle braking device. It is possible to pull it down.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1はハイブリッド車両10を示す概略図であり、図2はハイブリッド車両10に搭載されるパワーユニット11を示す概略図である。なお、図1に示すハイブリッド車両10には、本発明の一実施の形態である車両用制動装置が搭載されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing a
図1に示すように、ハイブリッド車両10には複数の動力源を備えるパワーユニット11が縦置きに搭載されており、パワーユニット11に組み込まれるフロントデファレンシャル機構12から前輪13に動力が伝達される一方、パワーユニット11の後端部に接続されるプロペラシャフト14から、これに連結されるリヤデファレンシャル機構15を介して後輪16に動力が伝達される。このパワーユニット11は、動力源としてエンジン17とモータジェネレータ(電動モータ)18とを備えており、走行用の主要な動力源としてエンジン17が駆動される一方、発進時や加速時にはモータジェネレータ18が補助的に駆動される。また、減速時にはモータジェネレータ18を発電駆動させることにより、発電負荷に応じた回生制動力によって車両を制動するとともに、運動エネルギを電気エネルギに変換して回収するようにしている。つまり、図示するパワーユニット11は回生ブレーキシステム19を備えたパラレル方式のパワーユニットとなっている。
As shown in FIG. 1, a
図2に示すように、エンジン17の車両後方側に配置されるモータジェネレータ18は、ケース20に固定されるステータ21と、クランク軸22に固定されるロータ23とを備えている。モータジェネレータ18のロータ23はトルクコンバータ24のポンプシェル25に固定されており、クランク軸22とトルクコンバータ24とはロータ23を介して直結されている。また、トルクコンバータ24のポンプシェル25には、ポンプインペラ26が固定されるとともにポンプインペラ26に対向するタービンランナ27が収容されており、このタービンランナ27には変速入力軸28が連結されている。さらに、トルクコンバータ24にはクランク軸22と変速入力軸28とを直結するロックアップクラッチ29が設けられている。
As shown in FIG. 2, the
また、エンジン動力やモータ動力が伝達される変速入力軸28には、遊星歯車列、クラッチ、ブレーキ等を備える変速機構30が連結されている。この変速機構30内のクラッチやブレーキを締結制御することにより、変速入力軸28と変速出力軸31との間の動力伝達径路を切り換えて変速することが可能となる。さらに、変速出力軸31とこれの同心上に設けられる後輪出力軸32との間には、前後輪13,16に駆動トルクを分配する複合遊星歯車式のセンタデファレンシャル機構33が装着されており、このセンタデファレンシャル機構33を介して前輪出力軸34と後輪出力軸32とには駆動トルクが分配される。
A
このようなハイブリッド車両10には、モータジェネレータ18に対して電力を供給するとともに、モータジェネレータ18によって発電された電力を蓄えるためのバッテリ40が搭載されている。このバッテリ40に接続されるバッテリECU41は、バッテリ40の電圧や電流を制御することによってバッテリ40の充電量や放電量を制御するとともに、電圧、電流、セル温度に基づいてバッテリ40の充電状態SOC(state of charge)を算出する。この充電状態SOCはモータジェネレータ18の発電制御を実行するか否かの判定基準となっており、モータジェネレータ18を駆動制御するハイブリッドECU42に向けてバッテリECU41から充電状態SOCが出力されるようになっている。
The
また、ハイブリッドECU42には、バッテリECU41から充電状態SOCが入力されるだけでなく、エンジンECU43や図示しない各種センサから、アクセル開度、スロットル開度、車速、シフトレンジ等の車両状態を示す各種検出信号が入力される。これらの検出信号に基づきハイブリッドECU42は、エンジンECU43に対して目標エンジントルクや目標エンジン回転数等を出力し、エンジンECU43は、スロットルバルブ、インジェクタ、イグナイタ等に対して制御信号を出力する。また、ハイブリッドECU42は、後述するインバータ44に対して制御信号を出力することにより、モータトルク、モータ回転数、発電量等を制御している。
The
前述したように、モータジェネレータ18の駆動状態を制御するため、バッテリ40とモータジェネレータ18との間にはインバータ44が設けられている。ハイブリッドECU42から出力される制御信号によってインバータ44の作動状態を制御することにより、交流同期型モータのモータジェネレータ18を電動機として駆動させる際には、バッテリ40からの直流電流が交流電流に変換されてモータジェネレータ18に供給される一方、モータジェネレータ18を発電機として駆動させる際には、発電された交流電流が直流電流に変換されてバッテリ40に蓄えられることになる。なお、モータジェネレータ18を流れる交流電流の電流値や周波数を制御することにより、モータジェネレータ18のモータトルク(回生制動力)やモータ回転数が制御されるようになっている。
As described above, the
これらのECU41〜43は、制御信号等を演算するCPUを備えるとともに、制御プログラム、演算式、マップデータ等を格納するROMや、一時的にデータを格納するRAMを備えている。また、バッテリECU41、ハイブリッドECU42、およびエンジンECU43は、通信ネットワークを介して相互に接続されており、制御信号や検出信号を共有するようにしている。
These
図3は本発明の一実施の形態である車両用制動装置を示す概略図である。なお、図1および図2に示す部材と同一の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。図3に示すように、ハイブリッド車両10には摩擦制動手段である油圧ブレーキシステム50が搭載されており、この油圧ブレーキシステム50と前述した回生制動手段としての回生ブレーキシステム19とは車両状態に応じて協調制御されるようになっている。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a vehicle braking device according to an embodiment of the present invention. In addition, about the member same as the member shown in FIG.1 and FIG.2, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted. As shown in FIG. 3, the
油圧ブレーキシステム50は、運転者によるブレーキペダル51の踏み込みに応じてブレーキ液圧を発生させる液圧発生機構としてのマスタシリンダ52と、ブレーキ液圧によって図示しないブレーキパッドを各車輪13,16のディスクロータ53a〜56aに押圧するキャリパ53b〜56bとを備えている。各キャリパ53b〜56bとマスタシリンダ52とは圧力配管57,58を介して接続されており、この圧力配管57,58を介して供給されるブレーキ液圧によって各キャリパ53b〜56bでは摩擦制動力が生じるようになっている。また、マスタシリンダ52にはバキューム圧や油圧によって作動する倍力機構59が取り付けられており、運転者によるブレーキペダル51の踏み込み力は倍力機構59を介して増幅されるようになっている。なお、図示する場合には、圧力配管57が前輪13側のキャリパ53b,54bに接続され、圧力配管58が後輪16側のキャリパ55b,56bに接続されているが、圧力配管57を右側前輪と左側後輪のキャリパ53b,56bに接続し、圧力配管58を左側前輪と右側後輪のキャリパ54b,55bに接続するようにしても良い。
The
また、ブレーキペダル51とマスタシリンダ52との間には後述するストローク制御機構60が設けられ、このストローク制御機構60を介してペダル操作に対するマスタシリンダ52の作動状態が調整される。さらに、ブレーキペダル51と車体61との間には後述する踏力制御機構62が設けられ、この踏力制御機構62によってブレーキペダル51のペダル踏力が適切に調整される。そして、これらのストローク制御機構60や踏力制御機構62は、ブレーキペダルECU63から出力される制御信号に基づいて制御されるようになっている。なお、ブレーキペダルECU63についても、前述した各ECU41〜43と同様に、制御信号等を演算するCPUを備えるとともに、制御プログラム、演算式、マップデータ等を格納するROMや、一時的にデータを格納するRAMを備えている。
Further, a
図4(A)はストローク制御機構60の構造を示す概略図であり、図4(B)は踏力制御機構62の構造を示す概略図である。図4(A)に示すように、ブレーキペダル51に組み付けられる入力ロッド65と、マスタシリンダ52内の図示しないピストンを駆動する出力ロッド(ロッド部材)66との間には、ストローク制御機構60が組み付けられている。このストローク制御機構60は、入力ロッド65の端部に装着されるローラ65aに接触する入力プレート(第1プレート)67と、出力ロッド66の端部に装着されるローラ66aに接触する出力プレート(第2プレート)68とを備えており、対面する入力プレート67と出力プレート68との間には、バネ定数の異なる2種類のバネ部材(第1連結部材,第2連結部材)69,70が組み付けられている。また、出力プレート68にはボールナット71が固定されており、このボールナット71にはサーボモータ72によって回転駆動されるボールねじ73が案内されている。
FIG. 4A is a schematic diagram showing the structure of the
そして、サーボモータ72をブレーキペダルECU63からの制御信号に基づき駆動することにより、入力ロッド65や出力ロッド66に対してストローク制御機構60を上下方向にスライド移動させることが可能となっている。つまり、ストローク制御機構60を低剛性位置に向けて下降移動させることによって、プレート67,68に対するロッド65,66の作用点をバネ定数の小さなバネ部材69に近づけることが可能となり、ストローク制御機構60を高剛性位置に向けて上昇移動させることによって、プレート67,68に対するロッド65,66の作用点をバネ定数の大きなバネ部材70に近づけることが可能となる。
By driving the
また、図4(B)に示すように、ブレーキペダル51に組み付けられる反力ロッド75と、車体61に回動自在に取り付けられる支持ロッド76との間には、踏力制御機構62が組み付けられている。この踏力制御機構62は、反力ロッド75の端部に装着されるローラ75aに接触する反力プレート77と、支持ロッド76の端部に装着されるローラ76aに接触する支持プレート78とを備えており、対面する反力プレート77と支持プレート78との間には、バネ定数の異なる2種類のバネ部材79,80が組み付けられている。また、支持プレート78にはボールナット81が固定されており、このボールナット81にはサーボモータ82によって回転駆動されるボールねじ83が案内されている。
Also, as shown in FIG. 4B, a pedal
そして、サーボモータ82をブレーキペダルECU63からの制御信号に基づき駆動することにより、反力ロッド75や支持ロッド76に対して踏力制御機構62を上下方向にスライド移動させることが可能となっている。つまり、踏力制御機構62を低剛性位置に向けて下降移動させることによって、プレート77,78に対するロッド75,76の作用点をバネ定数の小さなバネ部材79に近づけることが可能となり、踏力制御機構62を高剛性位置に向けて上昇移動させることによって、プレート77,78に対するロッド75,76の作用点をバネ定数の大きなバネ部材80に近づけることが可能となる。
Then, by driving the
図5(A)〜(C)は低剛性位置に配置されたストローク制御機構60の作動状態を示す説明図であり、図6(A)〜(C)は高剛性位置に配置されたストローク制御機構60の作動状態を示す説明図である。
FIGS. 5A to 5C are explanatory views showing the operating state of the
図5(A)に示すように、ストローク制御機構60を低剛性位置に配置した状態のもとでは、入力ロッド65と出力ロッド66との間にバネ定数の小さなバネ部材69が配置されるため、ストローク制御機構60の剛性が低くなる状態、つまり入力プレート67と出力プレート68とが近づき易い状態となる。したがって、図5(B)に示すように、ブレーキペダル51を踏み込んだ場合には、まず傾斜する入力プレート67によってバネ部材69の圧縮が開始され、ペダル操作量がPS1に達したときにバネ部材69が完全に圧縮されるようになっている。このとき、出力ロッド66のストローク量RS1はほぼゼロとなっており、マスタシリンダ52はブレーキ液圧を出力しない停止状態となっている。そして、図5(C)に示すように、ペダル操作量PS2に向けてブレーキペダル51を踏み込むようにすると、密着するバネ部材69を介して出力ロッド66が押し込まれ、出力ロッド66のストローク量RS2に応じたブレーキ液圧がマスタシリンダ52から出力されることになる。つまり、ストローク制御機構60を取り付けない場合に比べて、出力ロッド66のストローク開始点がペダル操作量PS1だけ遅延することになる。なお、図示する場合には、バネ部材69が完全に圧縮されるまで、出力ロッド66はほとんど動かないが、圧縮前に出力ロッド66が動き始めるようにバネ部材69のバネ定数を設定しても良い。
As shown in FIG. 5A, a
これに対し、図6(A)に示すように、ストローク制御機構60を高剛性位置に配置した状態のもとでは、入力ロッド65と出力ロッド66との間にバネ定数の大きなバネ部材70が配置されるため、ストローク制御機構60の剛性が高くなる状態、つまり入力プレート67と出力プレート68とが近づき難い状態となる。したがって、図6(B)に示すように、ブレーキペダル51を踏み込んだ場合には、ペダル操作量がPS1に達する前にバネ部材70を介して出力ロッド66の押し込みが開始され、ペダル操作量がPS1に達したときには出力ロッド66がストローク量RS3(RS3>RS1)で押し込まれた状態となるため、ストローク量RS3に応じたブレーキ液圧がマスタシリンダ52から出力されることになる。そして、図6(C)に示すように、ペダル操作量PS2に向けてブレーキペダル51を踏み込むようにすると、出力ロッド66はストローク量RS4(RS4>RS2)で押し込まれた状態となるため、ストローク量RS4に応じたブレーキ液圧がマスタシリンダ52から出力されることになる。
On the other hand, as shown in FIG. 6 (A), a
このように、高剛性位置と低剛性位置との間をスライド移動するストローク制御機構60によって、ブレーキペダル51のペダル操作量に対する出力ロッド66のストローク量を変化させることが可能となる。つまり、運転者によってブレーキペダル51が同じペダル操作量PS2で踏み込まれたとしても、図5(C)に示すように、ストローク制御機構60を低剛性位置にスライド移動させた場合には、ストローク量RS2で出力ロッド66が押し込まれるのに対し、図6(C)に示すように、ストローク制御機構60を高剛性位置にスライド移動させた場合には、ストローク量RS2よりも大きなストローク量RS4で出力ロッド66が押し込まれることになる。したがって、運転者のペダル操作量が同じであっても、ストローク制御機構60の制御位置に応じてマスタシリンダ52から出力されるブレーキ液圧が増減することになる。
As described above, the stroke amount of the
ここで、図7はペダル操作量に対するブレーキ液圧の出力特性を示す線図である。ストローク制御機構60を低剛性位置に配置した場合の出力特性(実線)と、ストローク制御機構60を高剛性位置に配置した場合の出力特性(破線)とに示されるように、同じペダル操作量PSにてブレーキペダル51を踏み込んだ場合であっても、マスタシリンダ52から出力されるブレーキ液圧には圧力差ΔPが生じることになる。すなわち、ストローク制御機構60を高剛性位置と低剛性位置との間でスライド移動させることにより、ブレーキ液圧の圧力差ΔPの範囲で摩擦制動力を増減させることが可能となる。したがって、油圧ブレーキに加えて回生ブレーキが作動する制動状況であっても、ストローク制御機構60を用いて総制動力に対する摩擦制動力の分担比を引き下げることにより、運転者に対して違和感を与えることのないように、油圧ブレーキと回生ブレーキとを協調させることが可能となる。
Here, FIG. 7 is a diagram showing an output characteristic of the brake fluid pressure with respect to the pedal operation amount. As shown in the output characteristics (solid line) when the
また、ストローク制御機構60を低剛性位置に向けてスライド移動させた場合には、ストローク制御機構60が高剛性位置に配置された場合に比べて、ブレーキ液圧の圧力差ΔPに相当するペダル反力が低下することになるため、軽くなるペダル踏力に対して運転者が違和感を覚えるおそれがある。そこで、ブレーキペダルECU63は、踏力制御機構62に対して制御信号を出力することにより、踏力制御機構62によってペダル反力を増加させるようにしている。つまり、ストローク制御機構60が低剛性位置に向けて移動する場合には、ペダル反力を増加させるように踏力制御機構62が高剛性位置に向けて制御される一方、ストローク制御機構60が高剛性位置に向けて移動する場合には、ペダル反力を低下させるように踏力制御機構62が低剛性位置に向けて制御されるようになっている。なお、ブレーキペダルECU63は、運転者が感じるペダル踏力を図7に二点差線で示す目標ペダル踏力に収束させるように、踏力制御機構62によるペダル反力の発生量を制御している。
Further, when the
なお、図7のA点は、ストローク制御機構60を低剛性位置に配置した状態のもとでバネ部材69が完全に圧縮された状態を示し、図7のB点は、ストローク制御機構60を高剛性位置に配置した状態のもとでバネ部材70が完全に圧縮された状態を示している。このように、バネ部材69,70の完全な圧縮を境としてブレーキ液圧の出力特性やペダル踏力の変動特性が変化することになるが、この変化を緩やかにするため入力プレート67や出力プレート68の対向面にゴムブッシュ等の緩衝部材を取り付けるようにしても良い。また、ストローク制御機構60が低剛性位置に移動したときの出力特性(実線)と、ストローク制御機構60が高剛性位置に移動したときの出力特性(破線)とを比較すると、高剛性位置に移動したときの出力特性が緩やかな傾斜を有しているが、これはマスタシリンダ52内のリターンスプリングに加えてバネ部材70が圧縮されるためである。したがって、バネ部材70が完全に圧縮されるB点以降については双方の出力特性が一致するようになっている。
7 indicates a state in which the
続いて、ストローク制御機構60と踏力制御機構62とに対するスライド制御の実行手順について説明する。図8はストローク制御機構60と踏力制御機構62との制御系を示すブロック図であり、図9〜図12はスライド制御を実行する際に参照される各種マップを示す線図である。
Next, the execution procedure of the slide control for the
まず、図8に示すように、ハイブリッドECU42は、ABS・ECU85から入力される車速に基づき図9のトルクマップを参照することにより、モータジェネレータ18の回生可能トルクTmaxを算出する。この回生可能トルクTmaxとは、現在の走行状態のもとでモータジェネレータ18が回生することのできる最大トルクである。なお、バッテリの充電状態SOCに基づいて回生可能トルクTmaxを補正するようにしても良い。
First, as shown in FIG. 8, the
次いで、ハイブリッドECU42は、算出した回生可能トルクTmaxとストロークセンサ86からのペダル操作量とに基づいて、図10のトルクマップを参照することにより、モータジェネレータ18の回生設定トルクTsetを算出する。この回生設定トルクTsetとは、モータジェネレータ18がハイブリッドECU42によって実際に制御される回生トルクである。なお、図10に示されるように、回生設定トルクTsetを設定する際のトルクマップとして複数のトルクマップが設けられているが、ハイブリッドECU42は参照するトルクマップを回生可能トルクTmaxの大きさに基づいて選択することになる。
Next, the
たとえば、図9に示すように、車速がV1であることから回生可能トルクTmaxとしてT1が算出された場合には、図10に示すように、最大トルクがT1のトルクマップM1が選択されることになる。また、車速がV2であることから回生可能トルクTmaxとしてT2が算出された場合には、最大トルクがT2のトルクマップM2が選択され、車速がV3であることから回生可能トルクTmaxとしてT3が算出された場合には、最大トルクがT3のトルクマップM3が選択されることになる。 For example, as shown in FIG. 9, when T 1 is calculated as the regenerative torque Tmax because the vehicle speed is V 1 , a torque map M 1 with a maximum torque of T 1 is obtained as shown in FIG. Will be selected. Further, when the vehicle speed is T 2 is calculated as the regenerative torque Tmax since it is V 2, the torque map M 2 of the maximum torque T 2 is selected, regenerative torque because the vehicle speed is V 3 If the T 3 is calculated as Tmax would maximum torque torque map M 3 of T 3 is selected.
続いて、ブレーキペダルECU63は、ハイブリッドECU42によって算出された回生設定トルクTsetに基づいて、図11の制御マップを参照することにより、ストローク制御機構60の目標スライド位置を算出する。図11に示すように、回生設定トルクTsetが大きく算出された場合、つまりモータジェネレータ18の回生制動力が大きく制御される場合には、回生制動力と摩擦制動力とを合わせた総制動力の大幅な増加を抑制するため、目標スライド位置を低剛性位置に近づけて摩擦制動力を引き下げるようにしている。
Subsequently, the
また、ストローク制御機構60を低剛性位置に向けてスライド移動させると、ペダル踏力の低下に伴って運転者が違和感を覚えるおそれがある。そこで、ブレーキペダルECU63は、ストローク制御機構60の目標スライド位置に基づいて図12の制御マップを参照することにより、ペダル踏力の低下を補うために必要な踏力制御機構62の目標スライド位置を算出する。図12に示すように、低剛性位置に向けてストローク制御機構60が移動することによりペダル踏力を補う必要がある場合には、踏力制御機構62を高剛性位置に向けて移動させるように目標スライド位置が設定される一方、高剛性位置に向けてストローク制御機構60が移動することによりペダル踏力を補う必要がない場合には、踏力制御機構62を低剛性位置に向けて移動させるように目標スライド位置が設定されることになる。
Further, if the
なお、図8に示すように、ストローク制御機構60や踏力制御機構62の位置信号は、ポテンショメータ等によって構成される位置センサ87,88からブレーキペダルECU63に入力されている。この位置信号に基づいてブレーキペダルECU63はストローク制御機構60や踏力制御機構62をフィードバック制御することになる。
As shown in FIG. 8, the position signals of the
これまで説明したように、ブレーキペダル51と出力ロッド66との間にストローク制御機構60を組み込むことにより、ペダル操作量に対する出力ロッド66のストローク量を変化させるようにしたので、運転者のペダル操作に影響を与えることなく摩擦制動力を増減させることが可能となる。したがって、油圧ブレーキに加えて回生ブレーキが作動する制動状況であっても、回生制動力に基づきストローク制御機構60を制御することにより、回生制動力と摩擦制動力とを合わせた総制動力の大きな変動を回避することができ、運転者に違和感を与えることなく油圧ブレーキと回生ブレーキとを協調させることが可能となる。
As described above, since the
また、ペダル反力を変化させる踏力制御機構62をブレーキペダル51に取り付けるようにしたので、ストローク制御機構60によって出力ロッド66のストローク量を変化させた場合であっても、ペダル操作の踏み込み感に与える影響を抑制することができ、車両品質を高めることができる。
In addition, since the pedal
しかも、油圧ブレーキシステム50の入力系統にストローク制御機構60や踏力制御機構62を組み込むようにしたので、マスタシリンダ52から各キャリパ53b〜56bにかけての油圧系統をそのまま利用することができ、市場における高い信頼性に裏付けられた従来のブレーキシステム上に回生機能をアドオンできるとともに、車両用制動装置の開発コストや製造コストを大幅に引き下げることが可能となる。
In addition, since the
なお、前述の説明では、回生制動力の増加に合わせて摩擦制動力を低下させるようにしているが、急制動時などブレーキペダル51が奥まで踏み込まれた状態にあっては、運転者に違和感を与えるおそれがないため、摩擦制動力を低下させることなく総制動力を増大させるようにしても良い。このようなブレーキ制御を実行することにより、車両を確実に減速させることができるだけでなく、エネルギ効率を向上させることも可能となる。
In the above description, the friction braking force is reduced in accordance with the increase of the regenerative braking force. However, when the
以下、本発明の他の実施の形態である車両用制動装置の構造について説明する。図13(A)および(B)は、本発明の他の実施の形態である車両用制動装置に組み込まれたストローク制御機構90,91の一部を示す概略図である。前述した入力ロッド65および出力ロッド66にあっては互いに離れた状態となっているが、図13(A)に示すように、入力ロッド92を出力ロッド93に向けて延長するとともに、入力ロッド92の先端部を収容する収容孔93aを出力ロッド93に形成してもよい。このように、入力ロッド92と出力ロッド93とを嵌合させることにより、入力プレート94や出力プレート95に対する作用点を常に対向させることができ、ストローク制御機構90を滑らかに作動させることが可能となる。さらには、ストローク制御機構90の機械的強度を高めることができ、ストローク制御機構90の信頼性を向上させることができる。また、図13(A)に示す入力ロッド92と出力ロッド93との連結構造にあっては、入力プレート94および出力プレート95に形成される貫通孔94a,95aを通して、入力ロッド92が出力ロッド93の収容孔93aに案内されているが、図13(B)に示すように、入力プレート96および出力プレート97に対して貫通孔を形成することなく、入力ロッド98と出力ロッド99とを二股形状に形成することにより、入力ロッド98と出力ロッド99とを嵌合させるようにしても良い。
Hereinafter, the structure of the vehicle braking device according to another embodiment of the present invention will be described. FIGS. 13A and 13B are schematic views showing a part of
また、図14(A)〜(C)は本発明の他の実施の形態である車両用制動装置に組み込まれたストローク制御機構100〜102を示す概略図である。なお、図4(A)に示す部材と同一の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。
FIGS. 14A to 14C are schematic views showing
まず、図14(A)に示すように、出力プレート103の上下端にガイドプレート104を設けるとともに、このガイドプレート104に沿って移動するガイドローラ105を入力プレート67に取り付けるようにしても良い。このようなガイドプレート104およびガイドローラ105を設けることにより、出力プレート103に対する入力プレート67の捩れを抑制することができ、ストローク制御機構100の作動状態を安定させることが可能となる。また、前述したようにブレーキペダル51の踏み込みに伴って入力プレート67が傾斜することになるが、ガイドローラ105はバネ部材106を介して入力プレート67に取り付けられるため、ガイドローラ105がガイドプレート104から外れてしまうことはなく、ストローク制御機構100の作動状態を安定させることができる。
First, as shown in FIG. 14A, guide
なお、図14(A)に示す場合には、平滑なガイド面を備えるガイドプレート104が設けられているが、出力プレート103に対する入力プレート67の捩れを確実に防止するため、ガイドローラ105に対応するガイド溝をガイド面に形成するようにしても良く、ガイドプレート104にガイドレールを設けるとともにガイドローラ105にガイドレールに沿うフランジを形成するようにしても良い。また、ガイドプレート104にラックを設けるとともに、ガイドローラ105に代えてラックに噛み合うピニオンを入力プレート67に対して設けるようにしても良い。
In the case shown in FIG. 14A, a
また、図14(B)に示すように、出力プレート68にバネ部材69,70を保持するガイドロッド107,108を設けるとともに、ガイドロッド107,108にバネ部材69,70の一端を押さえるガイドフランジ109,110を取り付けるようにしても良い。それぞれのガイドロッド107,108は幅方向に並んで2本ずつ配置されており、幅方向に並んだ一対のガイドフランジ109は連結ロッド111を介して連結され、幅方向に並んだ一対のガイドフランジ110は連結ロッド112を介して連結されるようになっている。そして、掛け渡された2本の連結ロッド111,112には、幅広の溝が形成された入力プレート113が係合するようになっており、入力プレート113はガイドフランジ109,110を押し込みながら、出力プレート68に向けて移動することになる。このようなガイドロッド107,108を設けることによっても、ストローク制御機構101の機械的強度を高めることができ、ストローク制御機構101の作動状態を安定させることが可能となる。
14B, guide
さらに、図14(C)に示すように、入力プレート67と出力プレート68との間に組み込まれていたバネ部材70に代えて、入力プレート67と出力プレート68とに対して連結ロッド114を回動自在に取り付けるようにしても良い。このような連結ロッド114を設けることにより、ストローク制御機構102の簡素化を図ることができ、車両用制動装置の更なる低コスト化を達成することが可能となる。
Further, as shown in FIG. 14C, instead of the
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、図示する場合には、パラレル方式のハイブリッド車両10に本発明を適用しているが、これに限られることはなく、シリーズ方式やシリーズ・パラレル方式のハイブリッド車両10に対して本発明を適用しても良い。また、駆動源として電動モータのみを備える電気自動車や燃料電池車に対して本発明を適用するようにしても良い。
It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, in the illustrated case, the present invention is applied to the parallel-
また、ストローク制御機構60や踏力制御機構62にあっては、ボールねじを回転駆動させることにより上下方向にスライド移動するようになっているが、これに限られることはなく、出力プレート68や支持プレート78にラックを組み付けるとともに、このラックに噛み合うピニオンをサーボモータによって駆動することにより、ストローク制御機構60や踏力制御機構62をスライド移動させるようにしても良い。
In the
さらに、前述した踏力制御機構62にあっては、バネ部材79,80からのバネ力を用いてペダル反力を変化させるようにしているが、これに限られることはなく、電動モータの拘束トルクを用いてペダル反力を変化させる構造であっても良い。この場合には、電動モータを拘束状態で使用することになるため、モータ定格に対して電流値を十分に制限して使用することが必要である。なお、複数の電動モータを組み込むことにより、拘束トルクを発生させる電動モータを切り換えるようにしても良い。
Furthermore, in the pedal
10 ハイブリッド車両(車両)
18 モータジェネレータ(電動モータ)
19 回生ブレーキシステム(回生制動手段)
50 油圧ブレーキシステム(摩擦制動手段)
51 ブレーキペダル
52 マスタシリンダ(液圧発生機構)
60 ストローク制御機構
62 踏力制御機構
66 出力ロッド(ロッド部材)
67 入力プレート(第1プレート)
68 出力プレート(第2プレート)
69 バネ部材(第1連結部材)
70 バネ部材(第2連結部材)
90,91 ストローク制御機構
93 出力ロッド(ロッド部材)
94 入力プレート(第1プレート)
95 出力プレート(第2プレート)
96 入力プレート(第1プレート)
97 出力プレート(第2プレート)
99 出力ロッド(ロッド部材)
100〜102 ストローク制御機構
103 出力プレート(第2プレート)
113 入力プレート(第1プレート)
114 連結ロッド(第2連結部材)
10 Hybrid vehicle (vehicle)
18 Motor generator (electric motor)
19 Regenerative braking system (regenerative braking means)
50 Hydraulic brake system (friction braking means)
51
60
67 Input plate (first plate)
68 Output plate (second plate)
69 Spring member (first connecting member)
70 Spring member (second connecting member)
90, 91
94 Input plate (first plate)
95 Output plate (second plate)
96 Input plate (first plate)
97 Output plate (second plate)
99 Output rod (rod member)
100 to 102
113 Input plate (first plate)
114 Connecting rod (second connecting member)
Claims (5)
前記摩擦制動手段は、運転者に操作されるブレーキペダルと、ペダル操作に連動するロッド部材と、前記ロッド部材のストローク量に応じてブレーキ液圧を出力する液圧発生機構とを備え、
前記ブレーキペダルと前記ロッド部材との間に、ペダル操作量に対する前記ロッド部材のストローク量を変化させるストローク制御機構を組み込み、
前記ストローク制御機構によって前記ロッド部材のストローク量を回生制動力に基づき変化させることにより、総制動力に対する摩擦制動力の分担比を変化させることを特徴とする車両用制動装置。 A vehicular braking apparatus comprising: a regenerative braking unit that brakes a vehicle with a regenerative braking force according to a power generation load of an electric motor; and a friction braking unit that brakes the vehicle with a friction braking force according to a brake fluid pressure.
The friction braking means includes a brake pedal operated by a driver, a rod member interlocked with the pedal operation, and a hydraulic pressure generating mechanism that outputs a brake hydraulic pressure according to a stroke amount of the rod member,
A stroke control mechanism for changing the stroke amount of the rod member with respect to the pedal operation amount is incorporated between the brake pedal and the rod member,
A vehicular braking apparatus, wherein a ratio of friction braking force to total braking force is changed by changing a stroke amount of the rod member based on a regenerative braking force by the stroke control mechanism.
前記ストローク制御機構は、前記ブレーキペダル側に設けられる第1プレートと、これに対面するとともに前記ロッド部材側に設けられる第2プレートと、前記プレート間に挟み込まれる第1連結部材と、前記プレート間に挟み込まれるとともに前記第1連結部材に対して剛性の異なる第2連結部材とを備え、
前記ストローク制御機構をスライド移動させ、前記第1プレートに対する前記ブレーキペダルの作用点と、前記第2プレートに対する前記ロッド部材の作用点とを変位させることにより、ペダル操作量に対する前記ロッド部材のストローク量を変化させることを特徴とする車両用制動装置。 The vehicle braking device according to any one of claims 1 to 3,
The stroke control mechanism includes: a first plate provided on the brake pedal side; a second plate facing the first plate and provided on the rod member side; a first connecting member sandwiched between the plates; A second connecting member sandwiched between the first connecting member and the second connecting member having a different rigidity with respect to the first connecting member,
The stroke amount of the rod member with respect to the pedal operation amount is obtained by slidably moving the stroke control mechanism to displace the action point of the brake pedal with respect to the first plate and the action point of the rod member with respect to the second plate. Vehicular braking device characterized by changing
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