JP2008143506A - 自動車用ブレーキ油圧システムおよびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 車間処理制御性能改善と、衝突被害軽減システムの応答性能向上を行なうとともに、耐久性を向上させることができる自動車用ブレーキ油圧システムおよびその制御方法を提供する。
【解決手段】
本発明は、自動車用ブレーキ油圧システムにおいて、第１および第２バルブに連結された第３アキュムレータおよび第１３バルブと、第７および第８バルブに連結された第４アキュムレータおよび第１４バルブと、を含めて構成され、プレフィルフラッグにより作動されるプレフィルモード進入時、第１３バルブおよび第１４バルブを開き、第３および第４アキュムレータに貯蔵された圧力が放出されてＦＬ、ＲＲ、ＦＲ、ＲＬキャリパーに作用し、リザーブフラッグにより作動されるリザーブモード進入時に閉まっていた第１３および第１４バルブを再び開き、既に油圧ラインに形成されていたブレーキ圧力を第３および第４アキュムレータに貯蔵することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は自動車用ブレーキ油圧システムおよびその制御方法に係り、更に詳しくは、車間距離の制御装置や衝突被害軽減装置のブレーキ応答遅延現象を低減することができるようにした自動車用ブレーキ油圧システムおよびその制御方法に関する。

一般に、車間距離制御システムと衝突被害軽減システムは車両減速のためにＥＳＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ）をブレーキアクチュエーターとして使用している。
前記２つのシステムがブレーキ制御のためにＥＳＣに要求する値はブレーキ入力、ブレーキトルクまたは要求減速度などに要約することができる。これに従ってＥＳＣは命令による追従制御を行うようになっている。

しかし、ＥＳＣがブレーキ制御を行う際、物理的条件により遅延要素が発生するが、これを分類すると下記の通りとなる。
１．モータ作動によるポンプの初期駆動に要する時間
２．ブレーキパッドがブレーキディスクに接触するための移動時間
３．ブレーキパッドがキャリパーのスプリング力を克服して移動するための圧力発生に必要な時間
４．ポンプの容量限界により圧力増加の傾きが定められるに従って発生する遅延時間
５．流体圧力ラインの摩擦、バルブの駆動および摩擦などによる圧力発生時間
前記遅延時間は３００〜１０００ｍｓに達し、この遅延時間後に実際にホイールにブレーキトルクが発生する。

しかし、前記遅延時間は車間距離制御装置の制御性能に影響を及ぼし、特に衝突被害軽減システムは数ミリ秒以内の圧力発生を要求するため、このような遅延をなくすための努力が必要となる。
従って、従来のＥＳＣをブレーキアクチュエーターとして使用するシステムはこのような遅延を克服するためにプレフィル（Ｐｒｅｆｉｌｌ；またはＰｒｅｂｒａｋｅ）機能を追加した。
即ち、プレフィルシグナルの入力に従ってモータを駆動させ、ブレーキパッドがブレーキディスクに接触する程度の圧力（３〜５ｂａｒ）に到達すると、ポンプの駆動を止めて圧力を予め発生させておく方法である。
しかし、前記プレフィル方法は、頻繁にモータ駆動を誘発し、ＥＳＣの最大の弱点であるモータ駆動時間の限界およびモータ寿命によりＥＳＣの寿命も左右されるため、モータの寿命を短くし必要のない動力消耗をもたらす原因となっていた。
特開２００５−０３５４６９号公報

本発明はこのような点を勘案してなされたものであり、バルブおよびアキュムレータを追加してプレフィル、リザーブおよびリザーブチェックモードを行うことで、車間処理制御システムの応答性能を向上させて制御性能を改善することができ、衝突被害軽減システムの応答性能を向上させ、より早く減速させることで衝突の危険を避けることができるようにした自動車用ブレーキ油圧システムおよびその制御方法を提供することにその目的がある。
また、本発明は従来のプレフィル機能を行うためのモータの駆動を節減し、動力消耗および騒音を減少させ、モータ駆動節減による耐久性を向上させることができるようにした自動車用ブレーキ油圧システムおよびその制御方法を提供することに別の目的がある。

前記目的を達成するための本発明は、マスターシリンダーで生成されたブレーキ圧力が第１〜第６バルブおよび第７〜第１２バルブを通してＦＬ、ＲＲおよびＦＲ、ＲＬキャリパーに供給される自動車用ブレーキ油圧システムにおいて、前記第１および第２バルブに連結された第３アキュムレータおよび第１３バルブと、前記第７および第８バルブに連結された第４アキュムレータおよび第１４バルブと、を含めて構成され、プレフィルフラッグにより作動されるプレフィルモード進入時、前記第１３バルブおよび第１４バルブを開き、第３および第４アキュムレータに貯蔵された圧力が放出されてＦＬ、ＲＲ、ＦＲ、ＲＬキャリパーに作用し、リザーブフラッグにより作動されるリザーブモード進入時に閉まっていた前記第１３および第１４バルブを再び開き、既に油圧ラインに形成されていたブレーキ圧力を第３および第４アキュムレータに貯蔵することを特徴とする。

また、本発明は、自動車用ブレーキ油圧システムの制御方法において、ブレーキアクチュエーターにプレフィルフラッグが発生する段階と、第１３および第１４バルブを一定時間開いて第３および第４アキュムレータに貯蔵されていたブレーキ圧力を放出する段階と、前記第３および第４アキュムレータに貯蔵された油量を放出した後、前記第１３および第１４バルブを閉めて前記圧力がＦＬ、ＲＲ、ＦＲ、ＲＬキャリパーに作用する段階と、前記段階で増圧制御モードに進入して圧力制御を行う段階と、を含めてなることを特徴とする。

前記ＦＬ、ＲＲ、ＦＲ、ＲＬキャリパーで感知された圧力値が基準値より大きい状態でリザーブフラッグが発生すると、前記第１３および第１４バルブを開き、前記ＦＬ、ＲＲ、ＦＲ、ＲＬキャリパーから発生した油圧ラインと同一圧力が前記第３および第４アキュムレータに作用する段階と、前記段階で減圧制御モードが行われている時に前記入力値が基準値以下に落ちると、前記第１３および第１４バルブを閉めて第３および第４アキュムレータに圧力を貯蔵する段階と、を含めてなることを特徴とする。

プレフィルモードを行い圧力を放出したものの、ブレーキアクチュエーターが前記増圧制御モードを行なわずリザーブモードに進入できない場合、レザーブチェックフラッグが発生する段階と、第４、第５、第６および第１０、第１１、第１２バルブを閉め、第１および第２ポンプを駆動してマスターシリンダーで生成されたブレーキ圧力が第１、第１３バルブおよび第７、第１４バルブを通して第３および第４アキュムレータに作用する段階と、前記段階で圧力値が基準値以上になると前記第１および第２ポンプを止めて第１、第１３パルブおよび第７、第１４バルブを閉めて貯蔵する段階と、を含めて構成されることを特徴とする。

前記プレフィルモードを行って圧力を放出したものの、ブレーキアクチュエーターが増圧制御モードを行わずリザーブモードに進入できない場合、前記第３および第４アキュムレータに圧力を補償するために前記第１バルブと第１３バルブの間および第７バルブと第１４バルブの間に第１ポンプおよび第２ポンプを各々設置することを特徴とする。

前記プレフィルモードは、車間距離装置にて要求加速度を計算してブレーキアクチュエーターに要求加速度推定命令を行うと、前記ブレーキアクチュエーターにより計算されたエンジンブレーキアクセル（燃料カットによりエンジンブレーキングが発生され、エンジンが出すことのできる最大減速度）の一定部分以下に加速度命令が入ってくる場合に行われることを特徴とする。

前記リザーブモードは前記エンジンブレーキアクセルの一定倍数だけ減速度を低下させようとする時に行われることを特徴とする。

前記プレフィルフラッグはスタンバイ状態において、危険状況である時に運転者に警告する警告モード、前記警告モードより相対的に更に危険な状況である時に運転者に警報しながらブレーキ制御を行う衝突前モード、および衝突状況である時にフルブレーキングを行う衝突モードの中から選択されるいずれか一つのモードに進入する際に発生されることを特徴とする。

前記リザーブフラッグは圧力制御以後にスタンバイ状態に復帰する時に発生し、衝突前モードまたは衝突モードからスタンバイ状態に変わる時に圧力が貯蔵されることを特徴とする。

前記警告モードに進入しながらプレフィル機能を行い、第３および第４アキュムレータが圧力を放出した後、再びスタンバイ状態に復帰する時にリザーブチェックフラッグを発生させ、第１および第２ポンプを駆動して強制的に油圧ラインに圧力を供給して前記第３および第４アキュムレータに貯蔵することを特徴とする。

本発明による自動車用ブレーキ油圧システムおよびその制御方法によると、バルブおよびアキュムレータシステムの応答性能を向上させて制御性能を改善することができ、衝突被害軽減システムの応答性能を向上させ、より早い減速を行うことで衝突の危険を避けることが出来る。
更に、従来のプレフィル機能を行うためのモータの駆動を節減し、動力消耗および騒音を減少させることで、モータ駆動節減による耐久性を向上させることができる。

以下、本発明の好ましい実施例を添付図面を参照にして詳しく説明する。

図１に示す通り、本発明によるブレーキ油圧システムの実施例は、同一構造の第１パート１０と第２パート１１に区分されている。第１パート１０はＦＬ（Ｆｒｏｎｔ Ｌｅｆｔ）、ＲＲ（Ｒｅａｒ Ｒｉｇｈｔ）ホイールに連結されており、第２パート１１はＦＲ（Ｆｒｏｎｔ Ｒｉｇｈｔ）、ＲＬ（Ｒｅａｒ Ｌｅｆｔ）ホイールに連結されている。
本発明によるブレーキ油圧システムは一般的なＥＳＣ油圧ユニットに第１３バルブ２４、第１４バルブ２５、第３アキュムレータ２８、第４アキュムレータ２９を追加して油圧ラインを構成する。

以下、第１パート１０を基準にして動作モードによる油圧の流れ図を説明する。第２パート１１は、第１パート１０の構造および原理と同一である。
１．運転者ブレーキモード
マスターシリンダー４１→第２バルブ１３→第４バルブ１５→ＦＬキャリパー３７
マスターシリンダー４１→第２バルブ１３→第６バルブ１７→ＲＲキャリバー３８
２．ブレーキ増圧制御モード
マスターシリンダー４１→第２バルブ１３→第１ポンプ３０→第４バルブ１５→ＦＬキャリパー３７
マスターシリンダー４１→第２バルブ１３→第１ポンプ３０→第６バルブ１７→ＲＲキャリバー３８
３．減圧制御モード
ＦＬキャリパー３７→第４バルブ１５→第２バルブ１３→マスターシリンダー４１
ＲＲキャリパー３８→第６バルブ１７→第２バルブ１３→マスターシリンダー４１
このようなモードが一般的にブレーキ圧力を制御して車両の加速度を制御する方法であり、油圧ラインで残りの第１、第３および第５バルブ１２，１４，１６は閉まった状態である。

本発明によるブレーキ油圧システムにおいて付加的に作動する圧力制御モードは下記の通りである。
４．プレフィルモード
第３アキュムレータ２８→第１３バルブ２４→第４バルブ１５→ＦＬキャリパー３７
第３アキュムレータ２８→第１３バルブ２４→第６バルブ１７→ＲＲキャリパー３８
５．リザーブモード
ＦＬキャリパー３７→第４バルブ１５→第１３バルブ２４→第３アキュムレータ２８
ＲＲキャリパー３８→第６バルブ１７→第１３バルブ２４→第３アキュムレータ２８

前記プレフィルモードはプレフィルフラッグ（Ｐｒｅｆｉｌｌ Ｆｌａｇ）により作動され、第３アキュムレータ２８により圧力が貯蔵されている。第１、第２、第３、第５バルブ１２，１３，１４，１６が閉められ、第１３、第３および第６バルブ２４，１５，１７を開けることで、第３アキュムレータ２８に貯蔵されている圧力がＦＬおよびＲＲキャリパー３７，３８に作用する。
この時、第３アキュムレータ２８の貯蔵圧力は内部スプリングの力または充填ガスの量に従って調節可能であり、最大充填圧力は第１３バルブ２４を開いて貯蔵油量を放出した際、ＦＬおよびＲＲキャリパー３７，３８に作用する圧力が３〜５ｂａｒとなるようにスプリング強度または充填ガス量が予め設定されていなければならない。

貯蔵油量を放出した後、第１３バルブ２４が閉められ、この時増圧制御モードに進入して圧力制御を行うことで、初期キャリパーのブレーキパッドとブレーキディスクの間隙を減らすために必要な油量および圧力を発生するのに必要な遅延時間を低減させる。
従って、ポンプが作動する時、初期遅延なしにすぐに圧力が増加するようになる。
前記リザーブモードは第３アキュムレータ２８が油量を放出した後、再び油量を得て圧力を貯蔵する過程を言う。
前記減圧制御モードが行われる際は、既に油圧ラインにブレーキ圧力が形成されている時点である。
従って、前記ブレーキ圧力をマスターシリンダー４１にリターンさせる過程で、第１３バルブ２４を開き第３アキュムレータ２８に一定油量および圧力を貯蔵した後、第１３バルブ２４を再び閉じるリザーブモードを行った後、減圧制御モードが継続的に行われる。

図２は、車間距離制御装置の全選択フラッグを表すものである。車間距離制御装置は要求加速度を計算しブレーキアクチュエーター（ＥＳＣ）に要求加速度を推定することを命令する。
ブレーキアクチュエーターは、エンジンのトルク情報により現在の燃料がカット（Ｆｕｅｌ Ｃｕｔ）され、エンジンブレーキが作動する際のエンジンが出すことのできる最大減速度を計算する。
この値をエンジンブレーキアクセルと呼び、図２に示すように、プレフィルフラッグはエンジンブレーキアクセルの一定部分以下に加速度命令が入ってくる時に行われ（一定基準を陽→陰へ通過）、リザーブフラッグはエンジンブレーキアクセルの一定倍数ほどの減速度を低下させようとする際（一定基準を陰→陽へ通過）に行われる。

また、プレフィルモードにより圧力が放出された後、リザーブモードの条件が発生しない時に備えてリザーブチェックフラッグ（Ｒｅｓｅｒｖｅ Ｃｈｅｃｋ Ｆｌａｇ）を演算する。このフラッグは図２に示した通り、プレフィル基準ラインを陰から陽へ通過する際に発生する。
従って、ＥＳＣは内部にプレフィルフラッグが発生すると、第１３バルブおよび第１４バルブを一定時間開き、第３および第４アキュムレータに貯蔵されていた圧力を放出する。

前記リザーブフラッグによる圧力制御方法は下記の通りである。
現在圧力制御中である状態、即ち、第１〜第４圧力センサー３２〜３５により感知された圧力値が基準値より大きい場合にリザーブフラッグが発生すると、第１３バルブ２４および第１４バルブ２５を開き、現在の油圧ラインと同一の圧力が第３および第４アキュムレータ２８，２９に作用するようにする。
この時、継続的に減圧制御モードが行われる間、第１〜第４圧力センサー３２〜３５の感知なしに圧力値が基準値以下に落ちると、第１３バルブ２４および第１４バルブ２５を閉じて圧力を貯蔵し、残りの減圧制御を継続的に行う。
そしてプレフィルモードを行って圧力を放出するが、ＥＳＣが増圧制御モードを行わずリザーブモードに進入できない時、第３および第４アキュムレータ２８，２９は圧力が空になる。

これを補償するためにリザーブチェックフラッグが発生し、この時、第１および第２ポンプ３０，３１を駆動し、マスターシリンダー４１→第１バルブ１２→第１ポンプ３０→第１３バルブ２４→第３アキュムレータ２８に圧力を貯蔵し、第１圧力センサー３２により感知された圧力値が基準値より大きくなると第１ポンプ３７の駆動を止めて第１バルブ１２および第１３バルブ２４を閉める。この時、前記第４〜第６バルブ１５〜１７も閉められる。
第２パート１１の場合も前記のような方法にて第４アキュムレータ２５に圧力を貯蔵する。

図３は衝突被害軽減装置のモード選択フラッグを表す図面であり、衝突被害軽減装置は危険状況である時に運転者に警告する警告モードと、より危険な状況である時に運転者に警報を行いながらブレーキ制御を行う衝突前モード、衝突状況である時にフルブレーキング（Ｆｕｌｌ Ｂｒａｋｉｎｇ）を行う衝突モードに区分することができる。
前記各々のモードはスタンバイ状態で変更できるようになっている。
プレフィルフラッグはスタンバイ状態で警告モードまたは衝突前モードまたは衝突モードに侵入する時に発生する。
リザーブフラッグは圧力制御以降にスタンバイ状態に復帰する時に発生するため、衝突前モードや衝突モードでスタンバイ状態に変わる時、圧力貯蔵をするようになる。

しかし、警告モードに進入しながらプレフィル機能を行いアキュムレータ２４，２５が圧力を放出した後、再びスタンバイ状態に復帰する時は、油圧ラインに、アキュムレータ２４，２５に貯蔵するほどの圧力が存在しないため、リザーブチェックフラッグを発生させてポンプを駆動することで、強制的に油圧ラインに圧力を供給しなければならない。
プレフィルモード、リザーブモード、リザーブチェックフラッグなどの車間距離制御装置は車間距離制御装置の要求による圧力制御方法と同一である。

従って、本発明はバルブおよびアキュムレータに追加してプレフィル、リザーブおよびリザーブチェックモードを行うが、車間距離制御システムの応答性能を向上させて制御性能を改善することができ、衝突被害軽減システムの応答性能を向上させ、より早い減速を行うことで衝突の危険が回避できる。
また、従来のプレフィル機能を行うためのモータの駆動を節減し、動力消耗および騒音を減少させることができ、モータ駆動節減による耐久性を向上させることができる。
図１で、第１〜第１２バルブ１２〜２３は電磁弁であり、第１および第２アキュムレータ２６，２７はホイールキャリパーに供給されたブレーキ液をしばらく貯蔵するための低圧アキュムレータである。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。

本発明による自動車用ブレーキ油圧システムを表す構成図である。 本発明による車間距離制御装置の全ての選択フラッグを説明するための図面である。 本発明による衝突被害軽減装置の全ての選択フラッグを説明するための図面である。

符号の説明

１０ 第１パート
１１ 第２パート
１２〜２５ 第１〜第１４バルブ
２６〜２９ 第１〜第４アキュムレータ
３０ 第１ポンプ
３１ 第２ポンプ
３２〜３６ 第１〜第５圧力センサー
３７〜４０ ＦＬ、ＲＲ、ＦＲ、ＲＬキャリパー
４１ マスターシリンダー

Claims (10)

1. マスターシリンダーで生成されたブレーキ圧力が第１〜第６バルブおよび第７〜第１２バルブを通してＦＬ、ＲＲおよびＦＲ、ＲＬキャリパーに供給される自動車用ブレーキ油圧システムにおいて、
   前記第１および第２バルブに連結された第３アキュムレータおよび第１３バルブと、
   前記第７および第８バルブに連結された第４アキュムレータおよび第１４バルブと、を含めて構成され、
   プレフィルフラッグにより作動されるプレフィルモード進入時、前記第１３バルブおよび第１４バルブを開き、第３および第４アキュムレータに貯蔵された圧力が放出されてＦＬ、ＲＲ、ＦＲ、ＲＬキャリパーに作用し、リザーブフラッグにより作動されるリザーブモード進入時に閉まっていた前記第１３および第１４バルブを再び開き、既に油圧ラインに形成されていたブレーキ圧力を第３および第４アキュムレータに貯蔵することを特徴とする自動車用ブレーキ油圧システム。
2. 自動車用ブレーキ油圧システムの制御方法において、
   ブレーキアクチュエーターにプレフィルフラッグが発生する段階と、
   第１３および第１４バルブを一定時間開いて第３および第４アキュムレータに貯蔵されていたブレーキ圧力を放出する段階と、
   前記第３および第４アキュムレータに貯蔵された油量を放出した後、前記第１３および第１４バルブを閉めて前記圧力がＦＬ、ＲＲ、ＦＲ、ＲＬキャリパーに作用する段階と、
   前記段階で増圧制御モードに進入して圧力制御を行う段階と、
   を含めてなることを特徴とする自動車用ブレーキ油圧システムの制御方法。
3. 前記ＦＬ、ＲＲ、ＦＲ、ＲＬキャリパーで感知された圧力値が基準値より大きい状態でリザーブフラッグが発生すると、前記第１３および第１４バルブを開き、前記ＦＬ、ＲＲ、ＦＲ、ＲＬキャリパーから発生した油圧ラインと同一圧力が前記第３および第４アキュムレータに作用する段階と、
   前記段階で減圧制御モードが行われている時に前記入力値が基準値以下に落ちると、前記第１３および第１４バルブを閉めて第３および第４アキュムレータに圧力を貯蔵する段階と、
   を含めてなることを特徴とする請求項２記載の自動車用ブレーキ油圧システムの制御方法。
4. プレフィルモードを行い圧力を放出したものの、ブレーキアクチュエーターが前記増圧制御モードを行なわずリザーブモードに進入できない場合、レザーブチェックフラッグが発生する段階と、
   第４、第５、第６および第１０、第１１、第１２バルブを閉め、第１および第２ポンプを駆動してマスターシリンダーで生成されたブレーキ圧力が第１、第１３バルブおよび第７、第１４バルブを通して第３および第４アキュムレータに作用する段階と、
   前記段階で圧力値が基準値以上になると前記第１および第２ポンプを止めて第１、第１３パルブおよび第７、第１４バルブを閉めて貯蔵する段階と、
   を含めて構成されることを特徴とする請求項２記載の自動車用ブレーキ油圧システムの制御方法。
5. 前記プレフィルモードを行って圧力を放出したものの、ブレーキアクチュエーターが増圧制御モードを行わずリザーブモードに進入できない場合、前記第３および第４アキュムレータに圧力を補償するために前記第１バルブと第１３バルブの間および第７バルブと第１４バルブの間に第１ポンプおよび第２ポンプを各々設置することを特徴とする請求項１記載の自動車用ブレーキ油圧システム。
6. 前記プレフィルモードは、車間距離装置にて要求加速度を計算してブレーキアクチュエーターに要求加速度推定命令を行うと、前記ブレーキアクチュエーターにより計算されたエンジンブレーキアクセル（燃料カットによりエンジンブレーキングが発生され、エンジンが出すことのできる最大減速度）の一定部分以下に加速度命令が入ってくる場合に行われることを特徴とする請求項１記載の自動車用ブレーキ油圧システム。
7. 前記リザーブモードは前記エンジンブレーキアクセルの一定倍数だけ減速度を低下させようとする時に行われることを特徴とする請求項６記載の自動車用ブレーキ油圧システム。
8. 前記プレフィルフラッグはスタンバイ状態において、危険状況である時に運転者に警告する警告モード、前記警告モードより相対的に更に危険な状況である時に運転者に警報しながらブレーキ制御を行う衝突前モード、および衝突状況である時にフルブレーキングを行う衝突モードの中から選択されるいずれか一つのモードに進入する際に発生されることを特徴とする請求項１または５記載の自動車用ブレーキ油圧システム。
9. 前記リザーブフラッグは圧力制御以後にスタンバイ状態に復帰する時に発生し、衝突前モードまたは衝突モードからスタンバイ状態に変わる時に圧力が貯蔵されることを特徴とする請求項８記載の自動車用ブレーキ油圧システム。
10. 前記警告モードに進入しながらプレフィル機能を行い、第３および第４アキュムレータが圧力を放出した後、再びスタンバイ状態に復帰する時にリザーブチェックフラッグを発生させ、第１および第２ポンプを駆動して強制的に油圧ラインに圧力を供給して前記第３および第４アキュムレータに貯蔵することを特徴とする請求項８記載の自動車用ブレーキ油圧システム。

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