JP2008265728A - Vehicle brake system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ブレーキ操作部分とブレーキ制動部分とを電気信号によって結ぶブレーキバイワイヤを実現する車両用ブレーキ装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle brake device that realizes a brake-by-wire that connects a brake operation portion and a brake braking portion with an electrical signal.
ブレーキペダル等からなるブレーキ操作部分と、車輪ブレーキ等からなるブレーキ制動部分とを電気信号によって結ぶ、いわゆるブレーキバイワイヤにおいては、ブレーキ操作部分とブレーキ制動部分とがメカ的に遮断されているので、例えば、アンチロックブレーキ作動時の制動力の変動によってブレーキペダルに不快な振動を発生させることがない。また、回生ブレーキ装置を備えた電気自動車やハイブリッド車両の場合で、回生制動力が何らかの理由で変動した場合にも、ブレーキペダルの操作に違和感を感じさせることなく、車輪ブレーキによる制動力を回生制動力変動を補償するように変動させることができる、といった利点がある。 In the so-called brake-by-wire, in which the brake operation part composed of a brake pedal and the like and the brake braking part composed of a wheel brake or the like are connected by an electrical signal, the brake operation part and the brake braking part are mechanically interrupted. The brake pedal does not generate unpleasant vibration due to fluctuations in the braking force when the antilock brake is activated. Also, in the case of an electric vehicle or hybrid vehicle equipped with a regenerative brake device, even if the regenerative braking force fluctuates for some reason, the braking force by the wheel brake is regenerated without making the brake pedal feel uncomfortable. There is an advantage that it can be varied to compensate for power fluctuation.
一方で、完全なブレーキバイワイヤでは、電気系の故障の際にブレーキが作動しなくなる事態を回避するために、例えば特許文献1に記載されているように、ブレーキペダルでマスタシリンダ圧力を発生させ、電気系が正常な場合は、マスタシリンダと車輪ブレーキの間を遮断し、電気系が故障した場合には、マスタシリンダと車輪ブレーキとを接続し、さらに電気系の完全故障の確率を下げるために、電源を二重化する方法が提案されている。 On the other hand, in a complete brake-by-wire, in order to avoid a situation in which the brake does not operate in the event of an electric system failure, for example, as described in Patent Document 1, a master cylinder pressure is generated with a brake pedal, In order to reduce the probability of complete failure of the electrical system by disconnecting the master cylinder from the wheel brake when the electrical system is normal and connecting the master cylinder and wheel brake when the electrical system fails. A method of duplicating the power source has been proposed.
また、特許文献2には、ブレーキペダルで作動可能なシミュレータを備え、シミュレータに設けた作動センサの信号が、この信号に応じて圧力源を制御する電子制御ユニットに送られ、この圧力源の出力が制動力用分配装置に接続されて車輪ブレーキを作動させ、さらに、失陥時には、運転者の筋力でブレーキを作動可能とする手段を備えた自動車のブレーキシステム作動用ブレーキバイワイヤアクチュエータであって、バイワイヤモードで、自動車のブレーキシステムの力の反動から機械的にブレーキペダルを分離するために、ブレーキペダルあるいはブレーキペダルに関節結合される部材と、操作入力の流れの下流に接続される作動部材との間に空動距離が設けられているブレーキバイワイヤアクチュエータが記載されている。 Further, Patent Document 2 includes a simulator that can be operated by a brake pedal, and an operation sensor signal provided in the simulator is sent to an electronic control unit that controls a pressure source in accordance with this signal, and the output of the pressure source Is a brake-by-wire actuator for operating a brake system of an automobile, which is connected to a distribution device for braking force to operate a wheel brake, and further includes means for enabling a brake with a driver's muscle force in the event of failure, A brake pedal or a member articulated to the brake pedal to mechanically decouple the brake pedal from the force reaction of the brake system of the vehicle in a by-wire mode; A brake-by-wire actuator is described in which an air travel distance is provided between the two.
また、ブレーキバイワイヤではないが、回生ブレーキとの協調制御を実現する方法として、例えば特許文献3には、ドライバのブレーキ操作力を倍力装置によって所定の倍力比に従って増大し、倍力装置に接続されたマスタシリンダにて増大されたブレーキ操作力に応じた基礎液圧を発生し、発生した基礎液圧をマスタシリンダと液圧制御弁を介在した経路によって連結された車輪ブレーキ(ホイールシリンダ)に付与し、各車輪に基礎液圧制動力を発生させるとともに、ポンプを駆動することによって形成する制御液圧を車輪ブレーキに付与し、各車輪に制御液圧制動力を発生可能な液圧ブレーキ装置を備えた車両用ブレーキ装置が記載されている。 Moreover, although not brake-by-wire, as a method for realizing cooperative control with a regenerative brake, for example, in Patent Document 3, a brake operating force of a driver is increased according to a predetermined boost ratio by a booster, and the booster is A wheel brake (wheel cylinder) that generates a base hydraulic pressure corresponding to the brake operating force increased by a connected master cylinder, and the generated base hydraulic pressure is connected by a route through the master cylinder and a hydraulic control valve. A hydraulic brake device capable of generating a basic hydraulic braking force on each wheel and applying a control hydraulic pressure formed by driving a pump to the wheel brake to generate a controlled hydraulic braking force on each wheel. A vehicular brake device is described.
さらに、特許文献3には、ブレーキ操作力の入力があった場合に、所定の回生制動力を車輪の何れかに発生させることによって、ブレーキ操作力に対応する目標制動力を基礎液圧制動力とともに発生する回生ブレーキ装置と、回生ブレーキ装置によって実際に発生された回生制動力の所定の回生制動力に対する変動を検出する変動検出手段とを備えている。そして、変動検出手段にて変動が検出された場合、液圧ブレーキ装置のポンプを駆動させるとともに液圧制御弁を制御することにより制御液圧を形成して、車輪に制御液圧に基づく制御液圧制動力を発生させ、変動検出手段にて検出された変動による回生制動力の不足を補償する制動力補償手段を有する車両用ブレーキ装置が記載されている。
特許文献1に記載されている車両用ブレーキ装置は、電気系の完全故障に対する信頼性を向上することができるが、電源を二重化することによるコストアップは避けられない。 The vehicle brake device described in Patent Document 1 can improve the reliability against a complete failure of the electric system, but an increase in cost due to the dual power supply is inevitable.
特許文献2に記載されている車両用ブレーキ装置は、ブレーキペダルの操作が、電気信号に頼ることなく、車輪ブレーキと機械的に常に接続されていることから、電気系が故障した際も、正常時に準ずる制動力を確保することができる。しかしその反面、従来の一般的な車両であれば、負圧倍力装置とマスタシリンダが取付くことになるブレーキペダルからの操作入力が加わる位置に、ブレーキバイワイヤアクチュエータを装着する必要があり、さらにABS等の車輪ブレーキを個別に制御する装置が必要になるので、コスト面および車両搭載設計上の制約が大きくなる。 The vehicle brake device described in Patent Document 2 is normal even when the electric system fails because the operation of the brake pedal is always mechanically connected to the wheel brake without relying on an electrical signal. A braking force equivalent to that at times can be secured. However, on the other hand, if it is a conventional general vehicle, it is necessary to install a brake-by-wire actuator at a position where an operation input from a brake pedal to which the negative pressure booster and the master cylinder are attached, Since a device for individually controlling wheel brakes such as ABS is required, cost and restrictions on vehicle mounting design are increased.
特許文献3に記載されている車両用ブレーキ装置も、ブレーキペダルの操作が車輪ブレーキと機械的に常に接続されていることから、故障に対する信頼性を高くすることができる。その一方、この装置では車両制動力の全てを回生制動力が負担することはできない。また、制動途中で回生制動力が変動した場合も、ブレーキペダルを操作するブレーキ操作力に対する制動力の和を一定にさせることができるが、その際、制御液圧を発生するポンプ駆動によってマスタシリンダのブレーキ液が消費されるため、ブレーキペダルのストロークが変動することは避けられず、最大回生制動力を大きくしようとすると、ブレーキペダルのストローク変動が大きくなり、ドライバに違和感として感じられる恐れがある。これらの問題は、特許文献3に記載の車両用ブレーキ装置がブレーキバイワイヤを実現していないことからの当然の帰結である。 Since the brake device for a vehicle described in Patent Document 3 is also mechanically connected to the wheel brake at all times by the operation of the brake pedal, the reliability against failure can be increased. On the other hand, in this device, the regenerative braking force cannot bear all of the vehicle braking force. In addition, even if the regenerative braking force fluctuates during braking, the sum of the braking force and the brake operating force for operating the brake pedal can be made constant. At that time, the master cylinder is driven by a pump that generates control hydraulic pressure. Because the brake fluid is consumed, it is inevitable that the stroke of the brake pedal will fluctuate. If you try to increase the maximum regenerative braking force, the stroke variation of the brake pedal will increase and the driver may feel uncomfortable. . These problems are a natural consequence of the fact that the vehicle brake device described in Patent Document 3 does not realize brake-by-wire.
本発明は係る従来の不具合を解消するためになされたもので、ブレーキペダルの操作が車輪ブレーキと機械的に接続されている特徴を維持したままで、従来の一般的なブレーキシステムと同様に車両搭載可能なブレーキバイワイヤを実現できる車両用ブレーキ装置を提供することを目的とするものである The present invention has been made to solve the conventional problems, and the vehicle is maintained in the same manner as a conventional general brake system while maintaining the characteristic that the operation of the brake pedal is mechanically connected to the wheel brake. An object of the present invention is to provide a vehicle brake device capable of realizing a mountable brake-by-wire.
上記の課題を解決するため、請求項1に記載の発明の構成上の特徴は、ドライバのブレーキ操作力を増大する倍力装置と、マスタシリンダ側の作動流体を吸入し車輪ブレーキ側に吐出可能なポンプおよび液圧制御弁を有する液圧制御装置との間に、ドライバのブレーキ操作ストロークを所定量吸収する遊び要素を配設したことである。これによって、ブレーキペダルが踏まれた場合、遊び要素によって、ブレーキペダルの操作ストロークを吸収でき、ブレーキペダルの操作ストロークを検出するストロークセンサの検出信号に基づいて、電子制御装置により液圧制御装置を制御し、所要の制御液圧が車輪ブレーキに供給される。 In order to solve the above-mentioned problem, the structural feature of the invention described in claim 1 is that a booster that increases the brake operating force of the driver and a working fluid on the master cylinder side can be sucked and discharged to the wheel brake side. The idle element that absorbs a predetermined amount of the brake operation stroke of the driver is disposed between the hydraulic pump and the hydraulic pressure control device having the hydraulic pressure control valve. Thus, when the brake pedal is stepped on, the play pedal can absorb the operation stroke of the brake pedal, and based on the detection signal of the stroke sensor that detects the operation stroke of the brake pedal, the hydraulic control device is controlled by the electronic control device. The required control fluid pressure is supplied to the wheel brake.
上記のように構成した請求項1に係る発明によれば、電気系に故障が発生した場合も、正常時に準ずる制動力を確保できるブレーキバイワイヤとすることができる。 According to the invention according to claim 1 configured as described above, even when a failure occurs in the electric system, a brake-by-wire that can ensure a braking force according to a normal state can be provided.
請求項2に記載の発明の構成上の特徴は、請求項1において、遊び要素を、倍力装置の出力部材とマスタシリンダの入力部材との間に挿入されたスプリングおよびスプリングの最大長を制限する吊り要素からなるストローク吸収機構で構成したことである。これによって、ブレーキペダルの踏み込みの初期においては、ストローク吸収機構によって、倍力装置のストロークに比してマスタシリンダの作動ストロークが抑制される。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the play element is limited by a spring inserted between the output member of the booster and the input member of the master cylinder and the maximum length of the spring. That is, it is composed of a stroke absorbing mechanism composed of hanging elements. Thereby, in the initial stage of depression of the brake pedal, the stroke of the master cylinder is suppressed by the stroke absorbing mechanism as compared with the stroke of the booster.
上記のように構成した請求項2に係る発明によれば、倍力装置の出力を、ストローク吸収機構を変形させるだけの小さな出力とすることができ、マスタシリンダの液圧室の液圧もそれに見合った小さい圧力しか発生しないようにすることができる。 According to the invention according to claim 2 configured as described above, the output of the booster can be made small so as to deform the stroke absorbing mechanism, and the hydraulic pressure of the hydraulic chamber of the master cylinder can be reduced to that. Only a small amount of pressure can be generated.
請求項3に記載の発明の構成上の特徴は、請求項1において、遊び要素を、マスタシリンダと液圧制御装置の間の液圧回路に一端を臨み、他端が大気圧に臨んでいるシリンダに液密かつ摺動自在に嵌装されたピストンと、ピストンを液圧回路側に付勢するスプリングとからなる液量吸収機構で構成したことである。これによって、ブレーキペダルの踏み込みの初期においては、液量吸収機構によって、液量が吸収されるため、マスタシリンダの液圧室の液圧を小さくなる。 The structural feature of the invention described in claim 3 is that, in claim 1, the play element has one end facing the hydraulic circuit between the master cylinder and the hydraulic control device, and the other end facing atmospheric pressure. That is, it is configured by a liquid amount absorbing mechanism including a piston fitted in a cylinder in a fluid-tight and slidable manner and a spring that biases the piston toward the hydraulic circuit. As a result, in the initial stage of depression of the brake pedal, the fluid amount is absorbed by the fluid amount absorbing mechanism, so that the fluid pressure in the fluid pressure chamber of the master cylinder is reduced.
上記のように構成した請求項3に係る発明によれば、倍力装置とマスタシリンダとの構成を変更することなく、液圧制御装置の液圧回路に液量吸収機構を追加するだけで、遊び要素を簡単に設けることができ、請求項2と同様な効果が期待できる。 According to the invention according to claim 3 configured as described above, without changing the configuration of the booster and the master cylinder, only by adding a liquid amount absorption mechanism to the hydraulic circuit of the hydraulic control device, A play element can be easily provided, and the same effect as that of claim 2 can be expected.
請求項4に記載の発明の構成上の特徴は、請求項1において、遊び要素に、遊び吸収速度を制限するダンパ機構を設けたことである。これによって、ブレーキペダルが踏まれた場合の遊び要素によるブレーキペダルの操作ストローク吸収速度が制限される。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect, the play element is provided with a damper mechanism for limiting a play absorption speed. As a result, the operation stroke absorption speed of the brake pedal by the play element when the brake pedal is depressed is limited.
上記のように構成した請求項4に係る発明によれば、例えば、急ブレーキ操作時には、遊び要素の遊び吸収速度を制限できることにより、制御液圧を発生するためのポンプの能力をいたずらに大きくすることなく、ブレーキシステムとして要求される急ブレーキ時の応答性を確保することができる。 According to the invention according to claim 4 configured as described above, for example, at the time of sudden braking operation, the play absorption speed of the play element can be limited, so that the ability of the pump for generating the control hydraulic pressure is unnecessarily increased. Therefore, the responsiveness at the time of sudden braking required as a brake system can be ensured.
請求項5に記載の発明の構成上の特徴は、請求項3において、液量吸収機構の入り口側に、液量吸収機構によって吸収される液流量を制限する制限要素を設けたことである。 The structural feature of the invention described in claim 5 is that, in claim 3, a limiting element for limiting the flow rate of the liquid absorbed by the liquid amount absorbing mechanism is provided on the inlet side of the liquid amount absorbing mechanism.
上記のように構成した請求項5に係る発明によれば、急ブレーキ操作時には、液量吸収機構に吸収される液流量を制限要素によって制限でき、マスタシリンダからの吐出液量のうちのかなりの液量を車輪ブレーキに供給できるようになるので、制御液圧を発生するためのポンプの能力をいたずらに大きくすることなく、ブレーキシステムとして要求される急ブレーキ時の応答性を確保することができる。 According to the invention according to claim 5 configured as described above, during the sudden braking operation, the liquid flow rate absorbed by the liquid amount absorption mechanism can be limited by the limiting element, and a considerable amount of the discharge liquid amount from the master cylinder can be reduced. Since the amount of fluid can be supplied to the wheel brake, the responsiveness at the time of sudden braking required as a brake system can be secured without unnecessarily increasing the capacity of the pump for generating the control fluid pressure. .
請求項6に記載の発明の構成上の特徴は、請求項1ないし請求項5の何れか1項において、倍力装置が、操作反力を入力部材に伝えないように構成されていることである。これによって、ブレーキペダルには主としてシミュレータによる擬似反力が付与される。 A structural feature of the invention according to claim 6 is that, in any one of claims 1 to 5, the booster is configured not to transmit the operation reaction force to the input member. is there. As a result, a pseudo reaction force mainly by the simulator is applied to the brake pedal.
上記のように構成した請求項6に係る発明によれば、車輪ブレーキのいわゆる消費液量が設計値から変動するなどして、遊びの範囲を超えてしまう場合、あるいは電気系統の失陥等によってポンプが作動しない場合にも、倍力装置からブレーキペダルへの反力が発生しないので、ブレーキペダルの踏力とストロークの関係をシミュレータによって決まる関係のままとすることができる。さらに、負圧倍力装置が有するゴムディスクのような反力伝達機構が不要になるので、ストローク吸収機構の装着をより容易にすることができる。 According to the invention according to claim 6 configured as described above, when the so-called consumed liquid amount of the wheel brake fluctuates from the design value, the range of play is exceeded, or the electrical system is damaged, etc. Even when the pump does not operate, no reaction force is generated from the booster to the brake pedal, so that the relationship between the depression force and the stroke of the brake pedal can be kept as determined by the simulator. Furthermore, since a reaction force transmission mechanism such as a rubber disk included in the negative pressure booster is not required, the stroke absorbing mechanism can be more easily mounted.
請求項7に記載の発明の構成上の特徴は、請求項1ないし請求項6の何れか1項において、車輪に回生制動力を発生する回生ブレーキ装置を備え、電子制御装置は、回生ブレーキ装置による回生制動力と、液圧制御装置の出力液圧で作動する車輪ブレーキによる制動力の和が目標制動力に一致するように、回生ブレーキ装置と、液圧制御装置のポンプおよび液圧制御弁とを制御するようにしたことである。これによって、液圧制御装置による液圧制動力を、目標制動力と実行回生制動力との差分だけ発生させればよく、遊び要素による遊びを適当に設定することにより、ブレーキ操作力が小さい場合の目標制動力の事実上全てを回生制動力で負担することが可能になる。 According to a seventh aspect of the present invention, a structural feature of the invention according to any one of the first to sixth aspects includes a regenerative braking device that generates a regenerative braking force on the wheel, and the electronic control device is a regenerative braking device. The regenerative braking device, the pump of the hydraulic pressure control device, and the hydraulic pressure control valve so that the sum of the regenerative braking force by the wheel brake and the braking force by the wheel brake operated by the hydraulic pressure output from the hydraulic pressure control device matches the target braking force. It is to control. As a result, the hydraulic braking force by the hydraulic pressure control device only needs to be generated by the difference between the target braking force and the effective regenerative braking force. By appropriately setting the play by the play element, the brake operation force is small. It becomes possible to bear virtually all of the target braking force with the regenerative braking force.
上記のように構成した請求項7に係る発明によれば、回生制動力の変動に対応して車輪ブレーキの制動力を増減させる場合も、ブレーキペダルを操作するフィーリングに違和感を生ずることもない。しかも制動力を付与する手段として、筋力によるブレーキ以外に、回生ブレーキ装置、一般的に負圧を動力源とする倍力装置、バッテリ駆動される液圧制御装置のポンプの3種類を有することになるので、システムの信頼性を高めることができる。 According to the invention according to claim 7 configured as described above, even when the braking force of the wheel brake is increased or decreased in response to the fluctuation of the regenerative braking force, there is no sense of incongruity in the feeling of operating the brake pedal. . In addition to braking by muscular force, there are three types of means for applying braking force: a regenerative braking device, a booster that generally uses negative pressure as a power source, and a battery-operated hydraulic control device pump. Therefore, the reliability of the system can be improved.
請求項8に記載の発明の構成上の特徴は、請求項7において、遊び要素が吸収する所定量を、回生ブレーキ装置が出し得る最大減速度に等しい減速度を車輪ブレーキによる減速のみで出す場合のマスタシリンダのストローク量に近い量に設定したことである。 The structural feature of the invention described in claim 8 is that, in claim 7, the predetermined amount absorbed by the play element is a deceleration equal to the maximum deceleration that the regenerative braking device can produce only by deceleration by the wheel brake. It is set to an amount close to the stroke amount of the master cylinder.
上記のように構成した請求項8に係る発明によれば、遊び要素を有効に作用させることができ、これによって、ブレーキ操作力が小さい場合の目標制動力の事実上全てを回生制動力で負担することが可能となり、エネルギ効率を向上することができる。 According to the invention according to claim 8 configured as described above, the play element can be effectively acted, and thereby, virtually all of the target braking force when the brake operation force is small is borne by the regenerative braking force. Energy efficiency can be improved.
請求項9に記載の発明の構成上の特徴は、マスタシリンダと液圧制御装置との間に、ドライバのブレーキ操作ストロークを所定量吸収する液量吸収機構を配設するとともに、マスタシリンダと液量吸収機構との間に、システム異常によってポンプより圧油が吐出されなくなったときに、マスタシリンダと液量吸収機構との連通を遮断するカット弁を配設したことである。これによって、システム異常時には、カット弁によってマスタシリンダの消費液量を液量吸収機構で消費されなくなる。 According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a liquid amount absorbing mechanism for absorbing a predetermined amount of a brake operation stroke of the driver between the master cylinder and the hydraulic pressure control device, That is, a cut valve is provided between the volume absorption mechanism and the pressure cylinder to cut off the communication between the master cylinder and the liquid volume absorption mechanism when pressure oil is no longer discharged from the pump due to a system abnormality. Thus, when the system is abnormal, the liquid consumption of the master cylinder is not consumed by the liquid absorption mechanism by the cut valve.
上記のように構成した請求項9に係る発明によれば、ポンプが故障した場合でも、カット弁を閉じることにより、マスタシリンダの消費液量が液量吸収機構で消費されることがなく、これによって、ペダルストロークが伸びることがなく、通常制御時とほぼ同等の制動力を確保することができる。 According to the invention according to claim 9 configured as described above, even when the pump fails, the liquid consumption of the master cylinder is not consumed by the liquid absorption mechanism by closing the cut valve. Therefore, the pedal stroke does not increase, and a braking force almost equal to that during normal control can be ensured.
請求項10に記載の発明の構成上の特徴は、請求項9において、カット弁を非通電時は閉止される電磁弁によって構成したことである。
The structural feature of the invention described in
上記のように構成した請求項10に係る発明によれば、電気系統の失陥によってカット弁を即座に閉止させることができる。
According to the invention which concerns on
請求項11に記載の発明の構成上の特徴は、請求項9または請求項10において、液圧制御弁による差圧があるときに液圧制御弁のポンプが故障した際は、カット弁を閉止した後、液圧制御弁の差圧を小さくするようにしたことである。これによって、ブレーキペダルを踏んでいるときにポンプが故障した場合でも、液量吸収機構に液量が流れて、車輪ブレーキの圧力が低下することが防止される。 According to the eleventh aspect of the present invention, in the ninth or tenth aspect of the present invention, the cut valve is closed when the pump of the hydraulic pressure control valve fails when there is a differential pressure due to the hydraulic pressure control valve. After that, the differential pressure of the hydraulic control valve is reduced. As a result, even if the pump breaks down while the brake pedal is depressed, it is possible to prevent the fluid volume from flowing through the fluid volume absorbing mechanism and the wheel brake pressure from being lowered.
上記のように構成した請求項11に係る発明によれば、液圧制御弁の制御によって液量吸収機構が満タンになることがなく、液量吸収機構を的確に機能させることができる。 According to the eleventh aspect of the present invention configured as described above, the liquid amount absorbing mechanism is not filled up by the control of the hydraulic pressure control valve, and the liquid amount absorbing mechanism can function properly.
以下、本発明の第1の実施の形態に係るブレーキバイワイヤ式の車両用ブレーキ装置を図面に基づいて説明する。図1および図2において、車両用ブレーキ装置10は、液圧ブレーキ装置11と、液圧ブレーキ装置11を制御するブレーキECU13等を備えている。
Hereinafter, a brake-by-wire vehicle brake device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2, the
液圧ブレーキ装置11は、左右の前輪23fl,23frおよび左右の後輪23rl,23rrにそれぞれ設けられた左右の前輪用車輪ブレーキ30fl,30frおよび左右の後輪用車輪ブレーキ30rl,30rrを有している。左右の前輪用車輪ブレーキ30fl,30frおよび左右の後輪用車輪ブレーキ30rl,30rrは、ドライバがブレーキペダル20を操作することにより、互いに分離して設けられた略同じ構成の前輪ブレーキ系統24fおよび後輪ブレーキ系統24rによって制動力が発生されるようになっている。
The
図1および図2においては、前輪および後輪ブレーキ系統24f,24rをそれぞれ構成する構成部品の構成および作動が同じであるので、それぞれ対応する構成部品には同一の算用数字にローマ字のf、rをそれぞれ付加した参照符号を付して前後を区別した。さらに、左右輪における同一構成部品には、前後輪を区別するローマ字のf、rの次にl、rを付加して左右を区別した。なお、明細書中で構成部品を前後左右の区別なく示すときは対応する算用数字のみを参照番号として付した。
In FIG. 1 and FIG. 2, the configuration and operation of the component parts constituting the front wheel and rear
25はデュアルマスタシリンダで、マスタシリンダ25には、2つの液圧室25f、25rにブレーキ液圧をそれぞれ発生させるマスタピストン21f、21r(図2参照)が摺動可能に嵌装されている。マスタピストン21f、21rの摺動によって、マスタピストン21f、21rのストロークに応じた量のブレーキ液が液圧室25f、25rから経路26f,26rに送出される。28はブレーキ液を貯溜するリザーブタンクで、マスタシリンダ25の液圧室25f、25rにブレーキ液を補給する。
27は、ブレーキペダル20とマスタシリンダ25との間に介在された倍力装置としての負圧式倍力装置である。負圧式倍力装置27は、公知のものを利用でき、図3に示すように、ブレーキペダル20に連結された入力ロッド61と、エンジンの吸気負圧が作用されるダイヤフラム62と、ダイヤフラム62に連結されたバルブピストン63と、バルブピストン63をブレーキペダル20側に付勢するスプリング64と、バルブピストン63に内蔵され、ブレーキペダル20の操作によって開閉作動される空気弁部65を備えている。ダイヤフラム62の両側には、大気が導入可能な変圧室66と、エンジンの吸気負圧が導入される低圧室67が配設されている。
ブレーキペダル20が操作されると、空気弁部65が作動されて、ダイヤフラム62にて区画された変圧室66と低圧室67との連通が遮断されるとともに、大気が変圧室66に導入され、変圧室66と低圧室67との間で圧力差が発生する。この圧力差によってダイヤフラム62とともにバルブピストン63がスプリング64の付勢力に抗して、ブレーキペダル20の作動ストロークに追従して前進される。
When the
負圧式倍力装置27は、出力の一部をブレーキペダル20側に伝えるために通常用いられるゴムディスクを用いておらず、ブレーキペダル20が操作された際、空気弁部65を押えるために用いられているスプリング68などの小さな力以外に力がブレーキペダル20側に伝わらないようにしている。
The
シミュレータ51は、ブレーキ操作ストロークに対する擬似反力をブレーキペダル20に与えるものである。シミュレータ51は、ブレーキペダル20の操作力に応じて所定量ストロークするよう複数のスプリング56等で構成されており、スプリング56の一端はブレーキペダル20に、他端は車両の固定部分に結合されている。なお、スプリング56の一端はブレーキペダル20でなく、ブレーキペダル20と同期して動く他の部品であってもよい。
The
シミュレータ51にはストロークセンサ52が備えられ、このストロークセンサ52は、ブレーキペダル20のストロークを検出し、その検出信号をブレーキECU13に送信する。ブレーキECU13は、ストロークセンサ52の出力値に対する目標制動力、および液圧が車輪ブレーキ30に供給されたとき車輪23に発生させる液圧制動力をマップ、テーブルまたは演算式にしてメモリに予め記憶している。
The
53は、ドライバのブレーキ操作ストロークを所定量吸収する遊び要素としてのストローク吸収機構で、負圧式倍力装置27のバルブピストン63とマスタシリンダ25のマスタピストン21fとの間に配設されている。ストローク吸収機構53は、図4に拡大して示すように、所定量相対移動可能に係合する2つの吊り要素55a、55bと、これら吊り要素55a、55bの間に介挿されたスプリング54とによって構成されている。すなわち、一方の吊り要素55aはバルブピストン63に当接され、他方の吊り要素55bはマスタピストン21fに当接され、通常はスプリング54のばね力によって、吊り要素55aに対して吊り要素55bを前方に付勢し、吊り要素55a、55bを互いに係合する位置に保持し、スプリング54の最大長を制限しており、遊び量aを設定している。
スプリング54のセット荷重は、マスタピストン21fに作用されたスプリング22のセット荷重よりも大きくすることが望ましい。
The set load of the
図1および図2に示すように、前輪および後輪ブレーキ系統24f,24rには、液圧制御弁をなすソレノイド液圧比例制御弁32f,32rがそれぞれ設けられ、ソレノイド液圧比例制御弁32f,32rの入口ポートは、マスタシリンダ25の液圧室25f,25rに経路26f,26rによりそれぞれ接続されている。ソレノイド液圧比例制御弁32は、出口ポートの液圧が入口ポートの液圧よりリニアソレノイド33に印加される制御電流に応じてゼロから制御差圧だけ高くなるように圧力制御するものである。ソレノイド液圧比例制御弁32f,32rの入口ポートおよび出口ポート間には、入口ポートから出口ポートへの液流を許容する逆止弁が接続されている。通常の制御の場合、ソレノイド液圧比例制御弁32はリニアソレノイド33の無勢により開位置にシフトされ、入口ポートと出口ポートとが直通されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the front and
ソレノイド液圧比例制御弁32fの出口に接続された経路26fは、分岐されて左右の前輪用車輪ブレーキ30fl,30frに、ソレノイド開閉弁34fl,34frおよび36fl,36frからなるABS制御弁37fを介して接続されている。同様に、ソレノイド液圧比例制御弁32rの出口に接続された経路26rは、分岐されて左右の後輪用車輪ブレーキ30rl,30rrに、ソレノイド開閉弁34rl,34rrおよび36rl,36rrからなるABS制御弁37rを介して接続されている。
A
モータ39によって回転駆動されるポンプ38f,38rの吐出ポートは、吐出ポートへの液流を阻止する逆止弁を介してソレノイド液圧比例制御弁32f,32rの出口ポートとABS制御弁37f,37rのインポートとの間に接続されている。ポンプ38f,38rの吸入ポートは、ABS制御弁37f,37rの出口ポートに連通された応圧弁45f、45rを介してソレノイド液圧比例制御弁32f,32rの入口ポートに接続されている。応圧弁45f、45rは、有底のケーシングを弱い圧縮スプリングで付勢されたピストンで密閉して構成されたリザーバ46f、46rを備え、リザーバ46f、46rが空になると弁を開放して、ポンプ38f,38rの吸入ポートをマスタシリンダ25の液圧室25f、25rに連通するようになっている。なお、応圧弁45f、45rはABS制御弁37f、37rの一時液溜めを兼ねている。
The discharge ports of the
ポンプ38、モータ39、ソレノイド液圧比例制御弁32等により、ポンプ38の駆動によって形成される制御液圧を車輪ブレーキ30に付与し、この車輪ブレーキ30に対応する車輪23に制御液圧制動力を発生可能な制御液圧制御装置43を構成している。制御液圧制御装置43は、マスタシリンダ25と車輪ブレーキ30との間に介在され、ポンプ駆動によって制御液圧を発生する。かかる制御液圧制御装置43と、負圧式倍力装置27と、マスタシリンダ25と、車輪ブレーキ30とによって、液圧ブレーキ装置11を構成している。
A pump 38, a
ブレーキECU13は、ブレーキペダルストロークに応じて車輪23に発生させる目標制動力を設定し、この目標制動力に基づいて液圧制動力を演算し、液圧制動力を車輪23に発生させるために車輪ブレーキ30に供給しなければならない制御液圧を求める。また、ブレーキECU13には、モータ39により回転駆動されるポンプ38から車輪ブレーキ30に供給されるブレーキ液の液圧が制御液圧となるように、ソレノイド液圧比例制御弁32のリニアソレノイド33に制御電流を印加する。
The
さらに、ブレーキECU13は、液圧センサ29、各車輪23の車輪速度を検出する図略の車輪速センサ等からの検出信号に基づいて各プログラムを実行し、制御信号をソレノイド液圧比例制御弁32r,32f、ABS制御弁37f,37r、モータ39等に出力し、車輪ブレーキ30に制御された液圧を供給して車輪23に所望の液圧制動力を発生させる。
Further, the
上記したブレーキECU13によって、ストロークセンサ52からの入力に基づき液圧制御装置43を制御する電子制御装置を構成している。
The
次に、上記した第1の実施の形態に係る車両用ブレーキ装置10の作動について説明する。ブレーキペダル20が踏まれると、負圧式倍力装置27の入力ロッド61が前進し、空気弁部65が大気導入状態となり、変圧室66に大気が導入される。これにより、負圧式倍力装置27のバルブピストン63が入力ロッド61にほぼ追いつくまで前進し、ストローク吸収機構53を押す。この際、ストローク吸収機構53のスプリング54のセット荷重は、マスタシリンダ25のスプリング22のセット荷重より大きく設定されているので、ブレーキペダル20の踏み込みの初期においては、ストローク吸収機構53は変形せず、まずマスタシリンダ25のマスタピストン21f、21rが前進し、マスタシリンダ25の液圧室25f、25rとリザーブタンク28との連通が遮断される。これによって、マスタシリンダ25の液圧室25f、25rの液圧が上昇するため、その液圧とマスタシリンダ25のシリンダ径とを掛けた荷重がストローク吸収機構53に作用し、ストローク吸収機構53のスプリング54が圧縮されて、遊び量aが吸収される。この結果、マスタピストン21f、21rに対して負圧式倍力装置27のバルブピストン63が相対的に前進される。
Next, the operation of the
このようにして、ブレーキペダル20が踏まれても、ストローク吸収機構53による吸収作用によって、負圧式倍力装置27のバルブピストン63のストロークに比してマスタシリンダ25のマスタピストン21f、21rのストロークを抑制することができ、マスタシリンダ25の液圧室25f、25rの圧力もそれに見合った小さい圧力しか発生していないことになる。
In this way, even if the
しかしながら、ブレーキペダル20には、シミュレータ51によって操作ストロークに対応した反力が発生するので、ドライバには、マスタシリンダ25に発生した液圧に拘らず、ブレーキペダル20の操作ストローク(踏み込み量)に対応した反力が作用される。ブレーキペダル20の操作ストロークはストロークセンサ52により検出され、この検出信号がブレーキECU13に入力されると、ブレーキECU13は、図5に示す制御プログラムを起動する。
However, since the reaction force corresponding to the operation stroke is generated in the
かかる制御プログラムの起動により、カウンタ、フラグ等の一時メモリをリセットして初期化し(ステップS1)、一定微少時間が経過する毎に、ステップS2以降のプログラムを実行する。 By starting the control program, the temporary memory such as a counter and a flag is reset and initialized (step S1), and the program after step S2 is executed every time a certain minute time elapses.
ブレーキECU13は、メモリに記憶したブレーキペダルストロークと目標制動力との関係に基づいて、車輪23に発生させるべき目標制動力をマップ、テーブルまたは演算式で求め(ステップS3)、この目標制動力に基づいて液圧制動力を演算し(ステップS4)、この液圧制動力を車輪23に発生させるために車輪ブレーキ30に供給しなければならない制御液圧をマップ、テーブルまたは演算式で求める(ステップS5)。そして、モータ39を起動してポンプ38を駆動し、ポンプ38から車輪ブレーキ30に供給されるブレーキ液の液圧が所定の制御液圧となるようにソレノイド液圧比例制御弁32のリニアソレノイド33に制御電流を印加する(ステップS6)。
Based on the relationship between the brake pedal stroke and the target braking force stored in the memory, the
これにより、ポンプ38から供給された液体がソレノイド液圧比例制御弁32によって所要の制御液圧に制御され、車輪ブレーキ30に供給される。従って、液圧ブレーキ装置11は、目標制動力に対応した液圧制動力を車輪23に発生させる。なお、車輪ブレーキ30の圧力をより精度よく制御するために、液圧センサ29で検出した液圧をフィードバックして制御してもよい。
Thus, the liquid supplied from the pump 38 is controlled to a required control hydraulic pressure by the solenoid hydraulic pressure proportional control valve 32 and supplied to the wheel brake 30. Accordingly, the
上記したブレーキ装置10で、仮に電子制御系が故障した場合には、負圧式倍力装置27の作動によりストローク吸収機構53が最大に変形してからマスタシリンダ25において液圧が発生し、車輪ブレーキ30に液圧制動力を発生させる。この場合、ブレーキペダルストロークと制動力との関係は遊びの分だけブレーキペダルストロークが長くなり、その分シミュレータ51の変形量が大きくなるので、ブレーキペダル踏力と制動力の関係で見ると、同じ制動力を出すためのブレーキペダル踏力が大きくなるが、一重故障状態として十二分な制動力を確保することができる。
In the
また、負圧式倍力装置27に供給される負圧に失陥が発生した場合は、一般的な負圧式倍力装置と同様に、入力ロッド61がバルブピストン63を直接押すことによって動かすことが可能である。ただし、負圧式倍力装置27内部のスプリングの力に打ち勝つ必要があるので、動き出しのブレーキペダル踏力が正常時よりも大きくなるが、先に述べたように、電子制御系が正常で、ブレーキペダルストロークに応じてポンプ38が作動していれば、マスタシリンダ25の液圧は低いままに保たれるので、負圧式倍力装置27内部のスプリング力以外のブレーキペダル踏力増はほとんど発生しない。この結果、ブレーキペダルストロークと制動力との関係は正常時と変わらず、ブレーキペダル踏力と制動力の関係では、倍力装置内部のスプリング力の分だけ同じ制動力を出すためのブレーキペダル踏力が大きくなるが、一重故障状態として十二分な制動力を確保することができる。
Further, when a failure occurs in the negative pressure supplied to the
このように、ブレーキ液圧を上昇させる2つの手段、すなわち、負圧式倍力装置27と制御液圧制御装置43のポンプ38とを有することにより、電気系に故障が発生した場合も、正常時に準ずる制動力を確保できるブレーキバイワイヤとすることができ、故障に対し信頼性の高いシステムとすることができる。
Thus, by having two means for increasing the brake fluid pressure, that is, the
図6は本発明の第2の実施の形態を示すもので、第1の実施の形態に対し、遊び要素として、スプリング54と吊り要素55a、55bからなるストローク吸収機構53に代えて、液量吸収機構153を用いた点、および負圧式倍力装置27として既存の構造のものを利用できるように、ゴムディスク69等によってブレーキペダル側に反力を返す構成とした点が相違している。従って、以下においては、第1の実施の形態と異なる点を説明し、同一構成部分については同一部品に同一の参照番号を付し、説明を省略する。
FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention. In contrast to the first embodiment, the amount of liquid is replaced with a
液量吸収機構153は、マスタシリンダ25の液圧室25rに接続された経路26rから分岐された経路126に一端を臨み、他端が大気圧に臨んでいる有底のシリンダ57を備え、このシリンダ57にばね力の小さな圧縮スプリング58で付勢されたピストン59を嵌装した構成となっている。なお、液量吸収機構153の最大吸収液量は、第1の実施の形態におけるストローク吸収機構53の遊び量(最大変形量)aとマスタシリンダ径を掛けた量に等しく設定するのが望ましい。
The liquid
かかる第2の実施の形態においては、ブレーキペダル20が踏まれると、負圧式倍力装置27の入力ロッド61が前進して、変圧室66に大気が導入され、これにより、負圧式倍力装置27のバルブピストン63が入力ロッド61にほぼ追いつくまで前進する。これによって、マスタシリンダ25のマスタピストン21f、21rが前進し、マスタシリンダ25の液圧室25f、25rとリザーブタンク28との連通が遮断され、マスタシリンダ25の液圧が上昇する。マスタシリンダ25の液圧の上昇によって、液量吸収機構153のピストン59が圧縮スプリング58の付勢力に抗して、シリンダ57内を摺動され、ピストン59の摺動量に応じて液量が吸収されるため、マスタシリンダ25の液圧室25f、25rは小さい液圧しか発生しない。この結果、第1の実施の形態と同様に、ブレーキ液圧を上昇させる負圧式倍力装置27と制御液圧制御装置43のポンプ38とによって、故障に対し信頼性の高いシステムとすることができる。
In the second embodiment, when the
第2の実施の形態においては、操作ストロークに対応した反力をブレーキペダル20に発生させるシミュレータ51を備えているので、ブレーキペダル側に反力を返すことによるメリットはないが、正常動作中に限れば、上記したように負圧式倍力装置27の出力が小さくなることから、ブレーキペダル20側に反力を返す形式の負圧式倍力装置27を用いても、ブレーキペダル20への反力は発生せず、第1の実施の形態で述べたと同等の作用が期待できるので、既存の負圧式倍力装置27をそのまま流用できる利点がある。
In the second embodiment, the
図7は本発明の第3の実施の形態を示すもので、第2の実施の形態に対し、遊び要素としての液量吸収機構153の入口に、液量吸収機構153によって吸収される液流量を制限する制限要素70を追加して、液量吸収機構153による吸収速度を制限するようにした点のみが相違している。制限要素70は、オリフィス71と、このオリフィス71に並列に接続され、シリンダ57から経路26rへの流通のみを許容する逆止弁72とによって構成されている。
FIG. 7 shows a third embodiment of the present invention. Compared to the second embodiment, the liquid flow rate absorbed by the liquid
第3の実施の形態によれば、ドライバによる急ブレーキ操作時に、制限要素(オリフィス)70によって、シリンダ57に流入するブレーキ液が制限されるので、液量吸収機構153による吸収速度が制限される。これにより、マスタシリンダ25からの吐出液量のうちのかなりの液量が、閉止状態にあるソレノイド液圧比例制御弁32に並列に接続された逆止弁を介して車輪ブレーキ30に供給されるようになる。その結果、制御液圧を発生するためのポンプ38の能力をいたずらに大きくすることなく、ブレーキシステムとして要求される急ブレーキ時の応答性を確保することができる。上記した制限要素70によって、遊び要素(液量吸収機構153)の遊び吸収速度を制限するダンパ機構を構成している。
According to the third embodiment, the brake fluid flowing into the
上記した遊び要素の遊び吸収速度を制限する制限要素(ダンパ機構)70は、第1の実施の形態で述べたストローク吸収機構53に適用することもでき、この場合のダンパ機構としては、ストローク吸収機構53のスプリング54の変形速度を制限するストロークダンパが好適である。
The limiting element (damper mechanism) 70 for limiting the play absorption speed of the above-described play element can also be applied to the
図8〜図10は本発明の第4の実施の形態を示すもので、第3の実施の形態における液量吸収機構153の入口側に、電子制御によって開閉が可能なカット弁80を設けたものである。かかるカット弁80は、例えば、制御液圧制御装置43のポンプ38が故障した場合に、カット弁80を閉じて、液量吸収機構153に液量が供給されないようにするものである。これによって、ブレーキペダル20を踏み込むことにより、マスタシリンダ25から押し出された液量が全て車輪ブレーキ30側に供給されるようになり、制動力が発生するまでのペダルストロークを伸ばすことなく、ペダルストロークに応じた制動力を確保することができる。
8 to 10 show a fourth embodiment of the present invention, in which a
カット弁80は、例えば、自動車バッテリからの電源が落ちてしまった場合にも対応できるように、図8に示すように、ソレノイド80aに電流が印加されなくなった場合に閉止する電磁弁によって構成されている。カット弁80は通常、開状態に保持されているが、ポンプ38が故障した場合に、ソレノイド80aへの電流をOFF制御することにより、あるいは電源が落ちた場合に、ソレノイド80aに電流が印加されなくなることにより、カット弁80を閉状態に切替え、液量吸収機構153に液量が供給されないようにしている。
For example, as shown in FIG. 8, the
なお、ポンプ38の故障としては、例えば、モータ39が断線してポンプ38が駆動されなくなった場合、あるいは、異物の食い込み等によってモータ39が回転されなくなった場合を、適宜の断線検出手段あるいは回転検出手段によって検出し、ポンプ38の故障と判断するようにしている。
In addition, as a failure of the pump 38, for example, when the
図9は、ポンプ38の故障を検出してカット弁80を閉止するフローチャートを示すもので、ポンプ38を駆動すべき指令が発せられると、プログラムがスタートされ、ステップS11において、モータ39が起動されてポンプ38が加圧される。次いで、ステップS12では、モータ39の端子電圧に異常があるか否かが判断され、異常がない場合には、続くステップS13において、モータ39の回転数に異常があるか否かが判断され、異常がない場合には、プログラムはリターンされる。
FIG. 9 shows a flowchart for detecting the failure of the pump 38 and closing the
ところが、ステップS12あるいはステップS13において、異常があると判断されると、ステップS14に移行し、電子制御系に何らかの異常があったことを確認する。その後、ステップS15に進んで、カット弁80を閉じる指令を出力し、プログラムはリターンされる。
However, if it is determined in step S12 or step S13 that there is an abnormality, the process proceeds to step S14 to confirm that there is some abnormality in the electronic control system. Then, it progresses to step S15, the command which closes the
このように、ポンプ38の駆動時に、例えば、モータ39の端子電圧異常あるいは回転数異常による電子制御系の故障によって、ポンプ38が必要な油を吐出していないことを検出して、カット弁80を閉じるようにしたので、電子制御系の故障時にブレーキペダル20を操作した場合には、液量吸収機構153に液量が供給されることなく、マスタシリンダ25から押し出された液量が全て車輪ブレーキ30側に供給されるので、制動力が発生するまでのペダルストロークを伸ばすことなく、ペダルストロークに応じた制動力を確保することができる。
Thus, when the pump 38 is driven, the
ところで、ブレーキペダル20を踏んでいるときにポンプ38が故障した場合には、カット弁80を閉じる前にソレノイド液圧比例制御弁32f,32rの差圧を小さくすると、液量吸収機構153に液量が流れ、同時に車輪ブレーキ30の圧力が低下するため、ソレノイド液圧比例制御弁32f,32rによる差圧があるときは、図10に示すように、ポンプ38の故障を検出する(T1)と、最初にカット弁80を閉じ(T2)、その後(T3)に、ソレノイド液圧比例制御弁32f,32rの差圧Cを小さくするように制御し、車輪ブレーキ30の圧力Bを低下させないようにしている。なお、図10中、Aはマスタシリンダ25の圧力を示す
By the way, if the pump 38 is out of order while the
上記した第4の実施の形態によれば、カット弁80が電磁弁からなり、非通電時に自動的に閉止されるようになっているので、電気系統の失陥時カット弁を即座に閉止させることができる。しかも、ソレノイド液圧比例制御弁32f,32rによる差圧があるときにポンプ38が故障した際は、カット弁80を閉止した後、ソレノイド液圧比例制御弁32f,32rの差圧を小さくするようにしたので、ソレノイド液圧比例制御弁32f,32rの制御によって液量吸収機構158が満タンになることがなく、液量吸収機構158を的確に機能させることができる。
According to the fourth embodiment described above, the
上記したカット弁80は、ポンプ38の故障時に、液量吸収機構153に液量が供給されないようにする他に、急ブレーキ操作時に閉止させることもできる。この場合にも、カット弁80の閉止によって液量吸収機構153へのブレーキ液の流入が阻止されるので、マスタシリンダ25からの吐出液量の全量を車輪ブレーキ30側に供給できるようになる。
The
図11〜図13は、本発明の第5の実施の形態を示すもので、第1の実施の形態と異なる点は、回生制動力を利用して車輪ブレーキ30に制動力を発生させるように構成した点である。従って、以下においては、主に第1の実施の形態と異なる点を説明し、同一の構成については同一の参照符号を付し、説明は省略する。 FIGS. 11 to 13 show a fifth embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment is that a regenerative braking force is used to generate a braking force on the wheel brake 30. It is a point that has been configured. Therefore, in the following, differences from the first embodiment will be mainly described, the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
図11に示すように、車両用ブレーキ装置は、ハイブリッド車両用ブレーキ装置10からなり、ハイブリッド車両用ブレーキ装置10は、液圧ブレーキ装置11、回生ブレーキ装置12、液圧ブレーキ装置11と回生ブレーキ装置12とを協調制御するブレーキECU13、ブレーキECU13からの要求値に応じてインバータ16を介して電気モータ14を制御するハイブリッドECU15等を備えている。ブレーキECU13によって、回生ブレーキ装置12および液圧制御装置43を制御する電子制御装置を構成している。
As shown in FIG. 11, the vehicle brake device includes a hybrid
電気モータ14の回転軸は歯車列により減速されて左右の前輪23fl,23frに常時回転連結されている。インバータ16は、ハイブリッドECU15から供給される制御信号に応じて車載バッテリ17の直流の放電電力を交流電力に変換して電気モータ14に供給し、電気モータ14により発電される交流電力を直流の充電電力に変換して車載バッテリ17を充電するものである。
The rotating shaft of the
回生ブレーキ装置12は、前輪23fに回転連結された電気モータ14と、電気モータ14を回生制動してこの電気モータ14が回転連結された前輪23fに回生制動力を発生させる回生制動力発生装置44とを有する。回生制動力発生装置44は、ハイブリッドECU15、インバータ16等により構成されている。
The
ブレーキECU13は、ブレーキペダルストロークに応じて車輪23に発生させる目標制動力を設定して、この目標制動力を回生制動力として回生制動力発生装置44に指令し、この指令に基づいて回生制動力発生装置44が発生した実行回生制動力が入力され、目標制動力と実行回生制動力との差分である液圧制動力を演算し、液圧制動力を車輪23に発生させるために車輪ブレーキ30に供給しなければならない制御液圧を求める。また、ブレーキECU13には、モータ39により回転駆動されるポンプ38から車輪ブレーキ30に供給されるブレーキ液の液圧が制御液圧となるように、ソレノイド液圧比例制御弁32のリニアソレノイド33に制御電流を印加する図12に示す協調制御プログラムが記憶されている。
The
なお、回生ブレーキ装置12は、バッテリ17の状態やモータ14の状態によって決定される各時点における回生制動可能な範囲で制御される。すなわち、バッテリ17の充電状態による回生制動力の制限値と、車速に対応したモータ14の回転数による回生制動力の制限値がそれぞれ演算され、何れか小さい方が回生制動可能な範囲として決定される。
The
なお、図示してないが、第5の実施の形態においても、第1の実施の形態で述べたと同様なストローク吸収機構53を負圧式倍力装置27内に備えているが、当該ストローク吸収機構53の遊び量aは、回生ブレーキ装置12が出しうる最大減速度に等しい減速度を車輪ブレーキ30による減速のみで出す場合のマスタシリンダ25のストローク量に近い量とすることが望ましい。
Although not shown, in the fifth embodiment, the
次に、上記した第5の実施の形態に係るハイブリッド車両用ブレーキ装置10の作動について説明する。ブレーキペダル20が踏まれると、第1の実施の形態で述べたと同様に、負圧式倍力装置27の入力ロッド61が前進し、空気弁部65が大気導入状態となり、変圧室66に大気が導入される。これにより、負圧式倍力装置27のバルブピストン63が入力ロッド61にほぼ追いつくまで前進し、ストローク吸収機構53を押す。この際、ストローク吸収機構53のスプリング54のセット荷重は、マスタシリンダ25のスプリング22のセット荷重より大きく設定されているので、ブレーキペダル20の踏み込みの初期においては、ストローク吸収機構53は変形せず、まずマスタシリンダ25のマスタピストン21f、21rが前進し、マスタシリンダ25の液圧室25f、25rとリザーブタンク28との連通が遮断される。これによって、マスタシリンダ25の液圧室25f、25rの液圧が上昇するため、その液圧とマスタシリンダ25のシリンダ径とを掛けた荷重がストローク吸収機構53に作用し、ストローク吸収機構53のスプリング54が圧縮されて、遊び量aが吸収される。この結果、マスタピストン21f、21rに対して負圧式倍力装置27のバルブピストン63が相対的に前進される。
Next, the operation of the hybrid
このようにして、ブレーキペダル20が踏まれても、ストローク吸収機構53による吸収作用によって、負圧式倍力装置27のバルブピストン63のストロークに比してマスタシリンダ25のマスタピストン21f、21rのストロークを抑制することができ、マスタシリンダ25の圧力室25f、25rの圧力もそれに見合った小さい圧力しか発生していないことになる。
In this way, even if the
しかしながら、ブレーキペダル20には、シミュレータ51によって操作ストロークに対応した反力が発生するので、ドライバには、マスタシリンダ25に発生した液圧に拘らず、ブレーキペダル20の操作ストローク(踏み込み量)に対応した反力が作用される。ブレーキペダル20の操作ストロークはストロークセンサ52により検出され、この検出信号がブレーキECU13に入力されると、ブレーキECU13は、図12に示す協調制御プログラムを起動する。
However, since the reaction force corresponding to the operation stroke is generated in the
かかる協調制御プログラムの起動により、カウンタ、フラグ等の一時メモリをリセットして初期化し(ステップS21)、一定微少時間が経過する毎に、ステップS22以降のプログラムを実行する。 By starting the cooperative control program, the temporary memory such as a counter and a flag is reset and initialized (step S21), and the program after step S22 is executed every time a certain minute time elapses.
ブレーキECU13は、メモリに記憶したブレーキペダルストロークと目標制動力との関係に基づいて、車輪23に発生させるべき目標制動力をマップ、テーブルまたは演算式で求め(ステップS23)、この目標制動力を回生制動力として、ハイブリッドECU15に出力する(ステップS24)。ハイブリッドECU15は、回生制動力(目標制動力)に応じてインバータ16を開閉制御し、電気モータ14を回生制動し、車輪23に回生制動力を発生させるとともに、図略のセンサにより検出された回生電力の電流に基づいて電気モータ14が実際に車輪23に発生させた実行回生制動力を演算してブレーキECU13に入力する(ステップS25)。
Based on the relationship between the brake pedal stroke and the target braking force stored in the memory, the
ブレーキECU13は、目標制動力と実行回生制動力との差の液圧制動力を演算し(ステップS26)、この液圧制動力が0であるか否かが判断(ステップS27)される。すなわち、目標制動力のすべてが回生制動力で賄われ、目標制動力と実行回生制動力との差分が0の場合には、制御液圧を発生させることが不要であるとして、ステップS2に戻る。
The
これに対して、目標制動力と実行回生制動力との差の液圧制動力が0でない場合、その差に等しい液圧制動力を車輪23に発生させるために車輪ブレーキ30に供給しなければならない制御液圧をマップ、テーブルまたは演算式で求める(ステップS28)。そして、モータ39を起動してポンプ38を駆動し、ポンプ38から車輪ブレーキ30に供給されるブレーキ液の液圧が制御液圧となるようにソレノイド液圧比例制御弁32のリニアソレノイド33に制御電流を印加する(ステップS29)。
On the other hand, when the hydraulic braking force of the difference between the target braking force and the effective regenerative braking force is not zero, the control that must be supplied to the wheel brake 30 in order to cause the wheel 23 to generate a hydraulic braking force equal to the difference. The hydraulic pressure is obtained from a map, a table, or an arithmetic expression (step S28). Then, the
これにより、ポンプ38から供給された液体がソレノイド液圧比例制御弁32によって所要の制御液圧に制御され、車輪ブレーキ30に供給される。従って、液圧ブレーキ装置11は、目標制動力と実行回生制動力との差に等しい液圧制動力を車輪23に発生させる。ステップS26等により回生ブレーキ装置12によって実際に発生された回生制動力の所定の回生制動力に対する変動が検出された場合には、ステップS27〜S29等により液圧ブレーキ装置11のポンプ38を駆動させるとともに、ソレノイド液圧比例制御弁32を制御することによって制御液圧を形成し、車輪23にこの制御液圧に基づく制御液圧制動力を発生させ、検出された変動による回生制動力の不足を補償する。
Thus, the liquid supplied from the pump 38 is controlled to a required control hydraulic pressure by the solenoid hydraulic pressure proportional control valve 32 and supplied to the wheel brake 30. Accordingly, the
図13は、ブレーキペダルストロークと制動力との関係を示す線図である。線Aは、目標制動力を示し、線Bは、目標制動力から回生制動力発生装置44が発生し得る最大回生制動力を差し引いた制動力を示す。また、線Cは、上記したストローク吸収機構53が仮に変形しないとした場合に、ブレーキペダルストロークに対して車輪ブレーキ30の特性で決まる液圧制動力を示し、線Dは、ストローク吸収機構53が仮に完全に変形するとした場合に、ブレーキペダルストロークに対して車輪ブレーキ30の特性で決まる液圧制動力を示す。
FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the brake pedal stroke and the braking force. Line A represents the target braking force, and line B represents the braking force obtained by subtracting the maximum regenerative braking force that can be generated by the regenerative
ここで、目標制動力を実現する上では、目標制動力(図13のA)は、図13に示すように、ストローク吸収機構53が変形しないとした場合の液圧制動力(図13のC)より常に小さいことが望ましく、かつ目標制動力から最大回生制動力を差し引いた制動力(図13のB)は、図13に示すように、ストローク吸収機構53が完全に変形するとした場合の液圧制動力(図13のD)より常に大きいことが望ましい。
Here, in realizing the target braking force, the target braking force (A in FIG. 13) is the hydraulic braking force (C in FIG. 13) when the
この2つの条件が満足されている場合は、バッテリ17の充電状態およびモータ14の回転状態によって、回生制動力が全く発生できない場合も、最大限発生可能な場合も、必要とされる液圧制動力を発生させるための液量は、入力ロッド61のストロークとマスタシリンダ25の断面積を掛け合わせた量よりも少なく、入力ロッド61のストロークからストローク吸収機構53の最大変形量を差し引いたものとマスタシリンダ25の断面積を掛け合わせた量よりも大きくなる。
If these two conditions are satisfied, the required hydraulic braking force may be generated regardless of whether the regenerative braking force cannot be generated at all or can be generated to the maximum depending on the state of charge of the
このことから、必要とされる液圧制動力が発生した時点で、ストローク吸収機構53は常に中間状態(無変形と最大変形の中間)に変形していることになる。これにより、負圧式倍力装置27の出力は、ストローク吸収機構53を中間状態に変形させるだけの小さな出力だけ出していることになり、マスタシリンダ25の液圧室25f、25rの液圧もそれに見合った小さい圧力しか発生していないことになる。それゆえに、目標制動力が低い場合に事実上その全てを回生制動力で負担することが可能となる。
From this, when the required hydraulic braking force is generated, the
ところで、目標制動力が、ストローク吸収機構53が仮に変形しないとした場合に、ブレーキペダルストロークに対して車輪ブレーキ30の特性で決まる液圧制動力より大きい場合には、ストローク吸収機構53が無変形であってもマスタシリンダ25から送り出された液量では液圧制動力が目標制動力に達せず、回生制動力が発生しない場合には、ポンプ38がリザーブタンク28の液をマスタシリンダ25を通して吸い込んで吐出することになる。この場合はマスタシリンダ25とリザーブタンク28との連通が遮断された状態から無理に吸い込むことになるので、吸い込み抵抗が大きくなり、応答性が悪化する。また、この結果、マスタシリンダ25に余分な液を吸い込むので、その後回生制動力が発生する場合には、遊びが不足する恐れがある。しかしながら、目標制動力が望ましい範囲を部分的に僅かに超えるだけであれば、これらの問題点は妥協可能である。
By the way, if the target braking force is larger than the hydraulic braking force determined by the characteristics of the wheel brake 30 with respect to the brake pedal stroke, assuming that the
また、目標制動力から回生制動力発生装置44が発生し得る最大回生制動力を差し引いた制動力が、ストローク吸収機構(遊び要素)53が仮に完全に変形するとした場合に、ブレーキペダルストロークに対して車輪ブレーキ30の特性で決まる液圧制動力より小さい場合には、回生制動力が最大限に発生した場合、ストローク吸収機構が最大限に変形してもマスタシリンダ25から送り出された液量で発生した液圧制動力との和が目標制動力を超えてしまう。ただし、この場合も、負圧式倍力装置27を上記したように構成したので、ブレーキペダルフィーリングは変化せず、実制動力が目標制動力を超えてしまうことだけが問題なので、目標制動力が望ましい範囲を部分的に僅かに下回るだけであれば、この問題点も妥協可能である。
In addition, when the braking force obtained by subtracting the maximum regenerative braking force that can be generated by the regenerative
このように、第5の実施の形態においても、ブレーキ液圧を上昇させる2つの手段、すなわち、負圧式倍力装置27と制御液圧制御装置43のポンプ38とを有することにより、故障に対し信頼性の高いシステムとすることができる。しかも、ストローク吸収機構53による遊びを適当に設定することにより、ブレーキ操作力が小さい場合の目標制動力の事実上全てを回生制動力が負担することが可能となり、エネルギ効率を向上することが可能となる。
As described above, also in the fifth embodiment, by having two means for increasing the brake fluid pressure, that is, the
上記した第5の実施の形態に係るハイブリッド車両用ブレーキ装置においては、ドライバのブレーキ操作ストロークを所定量吸収する遊び要素として、第1の実施の形態で述べたと同様なストローク吸収機構53を用いた例で説明したが、ハイブリッド車両用ブレーキ装置においても、遊び要素は、ストローク吸収機構53の他、図7に示す液量吸収機構153、図8に示す入口に液流量を制限する制限要素70を追加した液量吸収機構153、あるいは図8に示すカット弁80を用いた液量吸収機構153等に置き換えることもできる。
In the hybrid vehicle brake device according to the fifth embodiment described above, the
また、上記した第5の実施の形態では、車両用ブレーキ装置10をハイブリッド車に適用しているが、車輪23に連結された電気モータ14を有する電気自動車に適用することもできる。
In the fifth embodiment described above, the
上記した実施の形態では、FF車に前後配管しているが、FR車に前後配管してもよい。また、FF車またはFR車にX配管してデュアルマスタシリンダ25の液圧室25fから送出された液圧を右前輪23frおよび左後輪23rl用車輪ブレーキ30fr,30rlに供給し、液圧室25rから送出された液圧を左前輪23flおよび右後輪23rr用車輪ブレーキ30fl,30rrに供給するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the front and rear piping is provided for the FF vehicle, but the front and rear piping may be provided for the FR vehicle. Further, the hydraulic pressure sent from the
上記した実施の形態では、倍力装置として負圧式倍力装置27を用いたが、ポンプより発生した液圧をアキュムレータに蓄圧し、この液圧をピストンに作用させてブレーキペダル20に作用するブレーキ操作力を倍力するハイドロリック倍力装置を使用してもよい。
In the above-described embodiment, the
また、上記した実施の形態においては、モータ39によって駆動されるポンプ38からの液圧を、リニアソレノイド33にて制御されるソレノイド液圧比例制御弁32によって、車輪ブレーキ30に供給されるブレーキ液の液圧が所定の制御液圧となるように制御しているが、液圧制御弁はソレノイド液圧比例制御弁32に限定されるものではなく、これに代えて、ON−OFF形の電磁弁を設け、この電磁弁をデューティ制御して、所定の制御液圧を発生させるようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the hydraulic pressure from the pump 38 driven by the
10…ハイブリッド車両用ブレーキ装置、11…液圧ブレーキ装置、12…回生ブレーキ装置、13…ブレーキECU(電子制御装置)、14…電気モータ、15…ハイブリッドECU、16…インバータ、17…車載バッテリ、20…ブレーキペダル、23…車輪、25…マスタピストン、27…倍力装置、29…液圧センサ、30…車輪ブレーキ、32…液圧制御弁(ソレノイド液圧比例制御弁)、38…ポンプ、39…モータ、43…制御液圧制御装置、44…回生制動力発生装置、45…応圧弁、51…シミュレータ、52…ストロークセンサ、53、153…遊び要素(ストローク吸収機構、液量吸収機構)、54…スプリング、55a、55b…吊り要素、55…スプリング、57…シリンダ、58…スプリング、59…ピストン、70…制限要素(ダンパ機構)、80…カット弁。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
該倍力装置に作動的に連結されたマスタシリンダ(25)と、
該マスタシリンダと連結された各車輪(23)の車輪ブレーキ(30)と、
前記マスタシリンダと前記車輪ブレーキとの間に介在され、少なくとも前記マスタシリンダ側の作動流体を吸入し前記車輪ブレーキ側に吐出可能なポンプ(38)、および前記車輪ブレーキ側から前記マスタシリンダ側への作動流体の移動を制限可能な液圧制御弁(32)を有する液圧制御装置(43)と、
を有し、さらに、
ブレーキ操作ストロークを検出するストロークセンサ(52)と、
ブレーキ操作ストロークに対する擬似反力をブレーキペダルに与えるシミュレータ(51)と、
前記倍力装置と前記液圧制御装置との間に配設され、ドライバのブレーキ操作ストロークを所定量吸収する遊び要素(53、153)と、
前記ストロークセンサからの入力に基づき前記液圧制御装置を制御する電子制御装置(13)と、
を備えた、
ことを特徴とする車両用ブレーキ装置。 A booster (27) for increasing the brake operating force of the driver;
A master cylinder (25) operatively connected to the booster;
A wheel brake (30) of each wheel (23) connected to the master cylinder;
A pump (38) interposed between the master cylinder and the wheel brake and capable of sucking at least the working fluid on the master cylinder side and discharging it to the wheel brake side; and from the wheel brake side to the master cylinder side A hydraulic control device (43) having a hydraulic control valve (32) capable of restricting the movement of the working fluid;
In addition,
A stroke sensor (52) for detecting a brake operation stroke;
A simulator (51) for applying a pseudo reaction force to the brake operation stroke to the brake pedal;
A play element (53, 153) disposed between the booster and the hydraulic control device for absorbing a predetermined amount of a brake operation stroke of the driver;
An electronic control device (13) for controlling the hydraulic pressure control device based on an input from the stroke sensor;
With
A brake device for a vehicle.
前記電子制御装置は、前記ストロークセンサからの入力に基づいて目標制動力を演算し、前記回生ブレーキ装置による回生制動力と、前記液圧制御装置の出力液圧で作動する前記車輪ブレーキによる制動力の和が目標制動力に一致するように、前記回生ブレーキ装置のその時点での回生制動可能な範囲で、前記回生ブレーキ装置と、前記液圧制御装置の前記ポンプおよび前記液圧制御弁とを制御することを特徴とする車両用ブレーキ装置。 The regenerative brake device (12) for generating a regenerative braking force on the wheel according to any one of claims 1 to 6,
The electronic control unit calculates a target braking force based on an input from the stroke sensor, and a regenerative braking force by the regenerative braking device and a braking force by the wheel brake operated by an output hydraulic pressure of the hydraulic pressure control device. The regenerative brake device, the pump of the hydraulic pressure control device, and the hydraulic pressure control valve are within a range in which the regenerative braking device can be regeneratively braked so that the sum of A vehicular brake device characterized by controlling.
該倍力装置に作動的に連結されたマスタシリンダ(25)と、
該マスタシリンダと連結された各車輪(23)の車輪ブレーキ(30)と、
前記マスタシリンダと前記車輪ブレーキとの間に介在され、少なくとも前記マスタシリンダ側の作動流体を吸入し前記車輪ブレーキ側に吐出可能なポンプ(38)、および前記車輪ブレーキ側から前記マスタシリンダ側への作動流体の移動を制限可能な液圧制御弁(32)を有する液圧制御装置(43)と、
を有し、さらに、
ブレーキ操作ストロークを検出するストロークセンサ(52)と、
ブレーキ操作ストロークに対する擬似反力をブレーキペダルに与えるシミュレータ(51)と、
前記マスタシリンダと前記液圧制御装置との間に配設され、ドライバのブレーキ操作ストロークを所定量吸収する液量吸収機構(153)と、
前記マスタシリンダと前記液量吸収機構との間に配設され、システム異常によって前記ポンプより圧油が吐出されなくなったときに、前記マスタシリンダと前記液量吸収機構との連通を遮断するカット弁(80)を備えた、
ことを特徴とする車両用ブレーキ装置。 A booster (27) for increasing the brake operating force of the driver;
A master cylinder (25) operatively connected to the booster;
A wheel brake (30) of each wheel (23) connected to the master cylinder;
A pump (38) interposed between the master cylinder and the wheel brake and capable of sucking at least the working fluid on the master cylinder side and discharging it to the wheel brake side; and from the wheel brake side to the master cylinder side A hydraulic control device (43) having a hydraulic control valve (32) capable of restricting the movement of the working fluid;
In addition,
A stroke sensor (52) for detecting a brake operation stroke;
A simulator (51) for applying a pseudo reaction force to the brake operation stroke to the brake pedal;
A liquid amount absorbing mechanism (153) disposed between the master cylinder and the hydraulic pressure control device and absorbing a predetermined amount of a brake operation stroke of the driver;
A cut valve that is disposed between the master cylinder and the liquid amount absorbing mechanism, and shuts off communication between the master cylinder and the liquid amount absorbing mechanism when pressure oil is no longer discharged from the pump due to a system abnormality. (80)
A brake device for a vehicle.
In Claim 9 or Claim 10, when the pump of the hydraulic pressure control valve fails when there is a differential pressure due to the hydraulic pressure control valve, the difference between the hydraulic pressure control valves is closed after the cut valve is closed. A vehicular brake device characterized in that the pressure is reduced.
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