JP2009166578A - Braking device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、運転者により操作されるブレーキ操作子の操作量または操作力に応じて、電動モータの駆動力で電気的にブレーキ液圧を発生する電気的液圧発生手段を備えたブレーキ装置に関する。 The present invention relates to a brake device provided with an electric hydraulic pressure generating means that electrically generates a brake hydraulic pressure with a driving force of an electric motor in accordance with an operation amount or an operating force of a brake operator operated by a driver. .
運転者の制動操作を電気信号に変換してモータシリンダを作動させ、このモータシリンダが発生するブレーキ液圧でホイールシリンダを作動させる、いわゆるBBW(ブレーキ・バイ・ワイヤ)式ブレーキ装置が、下記特許文献1により公知である。 A so-called BBW (brake-by-wire) brake device that converts a driver's braking operation into an electric signal to operate a motor cylinder and operates a wheel cylinder with the brake fluid pressure generated by the motor cylinder is disclosed in the following patent It is known from document 1.
このBBW式ブレーキ装置は、ブレーキペダルにより作動してブレーキ液圧を発生するマスタシリンダと、電動モータにより作動してブレーキ液圧を発生するモータシリンダと、車輪を制動するホイールシリンダとを備えており、モータシリンダが作動可能な正常時にはブレーキペダルの操作量に応じてモータシリンダが発生するブレーキ液圧でホイールシリンダを作動させて制動を行い、モータシリンダが作動不能な異常時にはマスタシリンダが発生するブレーキ液圧でホイールシリンダを作動させて制動を行うようになっている。
ところで、上記特許文献1に記載されたものは、モータシリンダの電動モータの作動速度が一定であるため、他車両との衝突を回避する衝突被害軽減制御ECUからの指令でモータシリンダにブレーキ液圧を発生させようとしても、電動モータが素早く応答しないためにホイールシリンダが制動力が発生するまでにタイムラグが生じてしまい、衝突被害軽減制御が充分な効果を発揮できない可能性があった。 By the way, since the operation speed of the electric motor of a motor cylinder is constant, what was described in the said patent document 1 is brake fluid pressure to a motor cylinder by the command from collision damage reduction control ECU which avoids the collision with other vehicles. Even if it is going to generate | occur | produce, since an electric motor does not respond quickly, time lag will arise before a wheel cylinder generate | occur | produces braking force, and collision damage mitigation control may not be able to exhibit sufficient effect.
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、自車が障害物に衝突する可能性があるときに、電気的液圧発生手段がブレーキ液圧を発生する応答性を高めることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to increase the responsiveness of the electrical hydraulic pressure generating means to generate the brake hydraulic pressure when the vehicle may collide with an obstacle. To do.
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、運転者により操作されるブレーキ操作子の操作量または操作力に応じて、電動モータの駆動力で電気的にブレーキ液圧を発生する電気的液圧発生手段を備えたブレーキ装置において、外界センシング手段で検出した外界の状況から制動の緊急性を判定し、判定した緊急性の大小に応じて前記電動モータを弱め界磁制御あるいは進角制御する制御手段を備えたことを特徴とするブレーキ装置が提案される。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the brake fluid is electrically driven by the driving force of the electric motor in accordance with the operation amount or operation force of the brake operator operated by the driver. In a brake device having an electric hydraulic pressure generating means for generating pressure, the emergency of braking is determined from the external situation detected by the external sensing means, and the electric motor is weakened according to the determined emergency level. Alternatively, there is proposed a brake device including control means for controlling the advance angle.
尚、実施の形態のブレーキペダル12は本発明のブレーキ操作子に対応し、実施の形態のモータシリンダ23は本発明の電気的液圧発生手段に対応し、実施の形態のブレーキ制御電子制御ユニットUaおよび衝突被害軽減制御電子制御ユニットUbは本発明の制御手段に対応する。
The
請求項1の構成によれば、外界センシング手段で検出した外界の状況に基づいて、制御手段が制動の緊急性を判定するとともに、判定した緊急性の大小に応じて電気的液圧発生手段の電動モータを弱め界磁制御あるいは進角制御するので、緊急時に電動モータの回転速度を高めて電気的液圧発生手段に速やかにブレーキ液圧を発生させ、制動の応答性を高めることができる。 According to the configuration of the first aspect, the control means determines the urgency of braking based on the external situation detected by the external sensing means, and the electrical hydraulic pressure generating means determines the urgency of the braking according to the determined urgency. Since the electric motor is subjected to field weakening control or advance angle control, it is possible to increase the rotational speed of the electric motor in an emergency and to quickly generate the brake hydraulic pressure in the electric hydraulic pressure generating means, thereby improving the responsiveness of braking.
以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1〜図3は本発明の実施の形態を示すもので、図1は車両用ブレーキ装置の正常時の液圧回路図、図2は図1に対応する異常時の液圧回路図、図3は制御系のブロック図である。 1 to 3 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram of a vehicle brake device in a normal state, and FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram in an abnormal state corresponding to FIG. 3 is a block diagram of the control system.
図1に示すように、タンデム型のマスタシリンダ11は、運転者がブレーキペダル12を踏む踏力に応じたブレーキ液圧を出力する二つの第1液圧室13A,13Bを備えており、一方の第1液圧室13Aは液路Pa,Pb,Pc,Pd,Peを介して例えば左前輪および右後輪のディスクブレーキ装置14,15のホイールシリンダ16,17に接続されるとともに、他方の第1液圧室13Bは液路Qa,Qb,Qc,Qd,Qeを介して例えば右前輪および左後輪のディスクブレーキ装置18,19のホイールシリンダ20,21に接続される。
As shown in FIG. 1, the
液路Pa,Pb間に常開型電磁弁である遮断弁22Aが配置され、液路Qa,Qb間に常開型電磁弁である遮断弁22Bが配置され、液路Pb,Qbと液路Pc,Qcとの間にモータシリンダ23が配置され、液路Pc,Qcと液路Pd,Pe;Qd,Qeとの間にABS装置24が配置される。
A
液路Qaから分岐する液路Ra,Rbには、常閉型電磁弁である反力許可弁25を介してストロークシミュレータ26が接続される。ストロークシミュレータ26は、シリンダ27にスプリング28で付勢されたピストン29を摺動自在に嵌合させたもので、ピストン29の反スプリング28側に形成された液室30が液路Rbに連通する。
A
モータシリンダ23のアクチュエータ31は、電動モータ32の出力軸に設けた駆動ベベルギヤ33と、駆動ベベルギヤ33に噛合する従動ベベルギヤ34と、従動ベベルギヤ34により作動するボールねじ機構35とを備える。モータシリンダ23のシリンダ本体36の内部に一対のリターンスプリング37A,37Bで後退方向に付勢された一対のピストン38A,38Bが摺動自在に配置されており、ピストン38A,38Bの前面に一対の第2液圧室39A,39Bが区画される。一方の第2液圧室39Aはポート40A,41Aを介して液路Pb,Pcに連通し、他方の第2液圧室39Bはポート40B,41Bを介して液路Qb,Qcに連通する。
The
しかして、電動モータ32を一方向に駆動すると、駆動ベベルギヤ33、従動ベベルギヤ34およびボールねじ機構35を介して一対のピストン38A,38Bが前進し、液路Pb,Qbに連なるポート40A,40Bが閉塞された瞬間に第2液圧室39A,39Bにブレーキ液圧を発生させ、そのブレーキ液圧をポート41A,41Bを介して液路Pc,Qcに出力することができる。
When the
ABS装置24の構造は周知のもので、左前輪および右後輪のディスクブレーキ装置14,15の系統と、右前輪および左後輪のディスクブレーキ装置18,19の系統とに同じ構造のものが設けられる。その代表として左前輪および右後輪のディスクブレーキ装置14,15の系統について説明すると、液路Pcと液路Pd,Peとの間に一対の常開型電磁弁よりなるインバルブ42,42が配置され、インバルブ42,42の下流側の液路Pd,Peとリザーバ43との間に常閉型電磁弁よりなるアウトバルブ44,44が配置される。リザーバ43と液路Pcとの間に、一対のチェックバルブ45,46に挟まれた液圧ポンプ47が配置されており、この液圧ポンプ47は電動モータ48により駆動される。
The structure of the
図3に示すように、ブレーキ制御電子制御ユニットUaは、マスタシリンダ11が発生するブレーキ液圧を検出する液圧センサSaと、ディスクブレーキ装置18,19に伝達されるブレーキ液圧を検出する液圧センサSbと、各車輪の車輪速を検出する車輪速センサSc…とからの信号に基づいて、遮断弁22A,22B、反力許可弁25、モータシリンダ23およびABS装置24の作動を制御する。ブレーキ制御電子制御ユニットUaにCAN通信により接続された衝突被害軽減制御電子制御ユニットUbは、例えばレーダー装置やテレビカメラよりなる外界センシング手段Sdからの信号に基づいて、自車が先行車等の障害物に衝突する可能性の高さを算出するとともに、その可能性の高さに応じたモータシリンダ23の応答レベルをCAN通信によりブレーキ制御電子制御ユニットUaに伝達する。
As shown in FIG. 3, the brake control electronic control unit Ua includes a hydraulic pressure sensor Sa that detects the brake hydraulic pressure generated by the
次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用について説明する。 Next, the operation of the embodiment of the present invention having the above configuration will be described.
システムが正常に機能する正常時には、常開型電磁弁よりなる遮断弁22A,22Bが消磁されて開弁し、常閉型電磁弁よりなる反力許可弁25が励磁されて開弁する。この状態で液路Qaに設けた液圧センサSaが運転者によるブレーキペダル12の踏み込みを検出すると、モータシリンダ23のアクチュエータ31が作動して一対のピストン38A,38Bが前進することで、一対の第2液圧室39A,39Bにブレーキ液圧が発生する。このブレーキ液圧はABS装置24の開弁したインバルブ42…を介してディスクブレーキ装置14,15,18,19のホイールシリンダ16,17,20,21に伝達され、各車輪を制動する。
When the system functions normally, the
モータシリンダ23のピストン38A,38Bが僅かに前進すると、ポート40A,40Bが閉塞されて液路Pb,Qbと第2液圧室39A,39Bとの連通が遮断されるため、マスタシリンダ11が発生したブレーキ液圧はディスクブレーキ装置14,15,18,19に伝達されることはない。このとき、マスタシリンダ11の他方の第1液圧室13Bが発生したブレーキ液圧は開弁した反力許可弁25を介してストロークシミュレータ26の液室30に伝達され、そのピストン29をスプリング28に抗して移動させることで、ブレーキペダル12のストロークを許容するとともに擬似的なペダル反力を発生させて運転者の違和感を解消することができる。
When the
そして液路Qcに設けた液圧センサSbで検出したモータシリンダ23によるブレーキ液圧が、液路Qaに設けた液圧センサSaで検出したマスタシリンダ11によるブレーキ液圧に応じた大きさになるように、モータシリンダ23のアクチュエータ31の作動を制御することで、運転者がブレーキペダル12に入力する踏力に応じた制動力をディスクブレーキ装置14,15,18,19に発生させることができる。
Then, the brake fluid pressure by the
上述した制動中に、車輪速センサSc…の出力に基づいて何れかの車輪のスリップ率が増加してロック傾向になったことが検出されると、常開型電磁弁よりなる遮断弁22A,22Bを励磁して閉弁するとともにモータシリンダ23を作動状態に維持し、この状態でABS装置24を作動させて車輪のロックを防止する。
During the braking described above, when it is detected that the slip ratio of any wheel has increased due to the output of the wheel speed sensor Sc..., The
即ち、所定の車輪がロック傾向になると、その車輪のディスクブレーキ装置のホイールシリンダに連なるインバルブ42を閉弁してモータシリンダ23からのブレーキ液圧の伝達を遮断した状態で、アウトバルブ44を開弁してホイールシリンダのブレーキ液圧をリザーバ43に逃がす減圧作用と、それに続いてアウトバルブ44を閉弁してホイールシリンダのブレーキ液圧を保持する保持作用とを行うことで、車輪がロックしないように制動力を低下させる。
That is, when a predetermined wheel tends to be locked, the in-
その結果、車輪速度が回復してスリップ率が低下すると、インバルブ42を開弁してホイールシリンダのブレーキ液圧が増加させる増圧作用を行うことで、車輪の制動力を増加させる。この増圧作用により車輪が再びロック傾向になると、前記減圧、保持、増圧を再び実行し、その繰り返しにより車輪のロックを抑制しながら最大限の制動力を発生させることができる。その間にリザーバ43に流入したブレーキ液は、液圧ポンプ47により上流側の液路Pc,Qcに戻される。
As a result, when the wheel speed recovers and the slip ratio decreases, the braking force of the wheel is increased by opening the in-
上述したABS制御を実行している間、遮断弁22A,22Bが閉弁状態に維持されることで、ABS装置24の作動による液圧変化がキックバックとなってマスタシリンダ11からブレーキペダル12に伝達されるのを防止することができる。
While the above-described ABS control is executed, the
ABS装置24は4個の車輪の制動力を個別に制御する機能を有するため、このABS装置24を利用して制動力の左右配分によるヨーモーメントの制御を行うことで、車両の旋回性能や直進安定性能を高めることができる。即ち、旋回内輪の制動力を旋回外輪の制動力よりも大きくして旋回性能を高めたり、旋回外輪の制動力を旋回内輪の制動力よりも大きくして直進安定性能を高めたりすることができる。このような制動力の左右配分によるヨーモーメントの制御を行うとき、ブレーキペダル12が踏まれている場合には、ABS装置24の作動によるキックバックを抑制するために遮断弁22A,22Bは閉弁される。ブレーキペダル12が踏まれていない場合には、キックバックの問題は発生しないために遮断弁22A,22Bは開弁状態に維持される。
Since the
さて、電源の失陥等によりモータシリンダ23が作動不能になると、モータシリンダ23が発生するブレーキ液圧に代えて、マスタシリンダ11が発生するブレーキ液圧による制動が行われる。
When the
電源が失陥すると、図2に示すように、常開型電磁弁よりなる遮断弁22A,22Bは自動的に閉弁し、常閉型電磁弁よりなる反力許可弁25は自動的に閉弁し、常開型電磁弁よりなるインバルブ42…は自動的に開弁し、常閉型電磁弁よりなるアウトバルブ44…は自動的に閉弁する。この状態では、マスタシリンダ11の第1液圧室13A,13Bにおいて発生したブレーキ液圧は、ストロークシミュレータ26に吸収されることなく、遮断弁22A,22B、モータシリンダ23の第2液圧室39A,39Bおよびインバルブ42…を通過して各車輪のディスクブレーキ装置14,15,18,19のホイールシリンダ16,17,20,21を作動させ、支障なく制動力を発生させることができる。
When the power supply fails, as shown in FIG. 2, the shut-off
上述した異常時において、マスタシリンダ11の一方の第1液圧室13Aから液路Pa、遮断弁22A、液路Pb、モータシリンダ23の一方の第2液圧室39A、液路Pcおよび液路Pd,Peを介して左前輪および右後輪のディスクブレーキ装置14,15のホイールシリンダ16,17に連なる第1の液圧系統と、マスタシリンダ11の他方の第1液圧室13Bから液路Qa、遮断弁22B、液路Qb、モータシリンダ23の他方の第2液圧室39B、液路Qcおよび液路Qd,Qeを介して右前輪および左後輪のディスクブレーキ装置18,19のホイールシリンダ20,21に連なる第2の液圧系統とは完全に分離独立しているため、それら第1、第2の液圧系統の一方にブレーキ液圧の漏洩や液路の閉塞のようなトラブルが発生しても、四輪のうちの少なくとも二輪に制動力を発生させてフェールセーフを可能にすることができる。
At the time of the abnormality described above, the fluid path Pa, the
以上の説明では、モータシリンダ23は運転者によるブレーキペダル12の操作に応じて作動するが、衝突被害軽減制御電子制御ユニットUbが算出した障害物との衝突可能性の高さに応じて、ブレーキペダル12の操作の有無に関わらずに、ブレーキ制御電子制御ユニットUaがモータシリンダ23を作動させて制動力を発生させる場合もある。
In the above description, the
即ち、衝突被害軽減制御電子制御ユニットUbは、予測される衝突までの時間に応じて、衝突可能性が低いと判断した場合には低応答の指令を、衝突可能性が中程度と判断した場合には中応答の指令を、衝突可能性が高いと判断した場合には高応答の指令をブレーキ制御電子制御ユニットUaに伝達する。ブレーキ制御電子制御ユニットUaは、応答速度の指令値に応じて電動モータ32を弱め磁束制御して回転速度を増加させることで、衝突可能性がない場合に比べて後部ピストン38Aおよび前部ピストン38Bの移動速度を増加させて制動力が発生する応答性を高めることができる。具体的には、衝突可能性が高いときほど応答速度の指令値が高くなり、応答速度の指令値が高くなるのに応じて弱め界磁制御を低・中・高の3段階に強めることで、電動モータ32の回転速度を3段階に増加させて制動力が発生する応答性が高まるように制御している。
That is, when the collision damage reduction control electronic control unit Ub determines that the collision possibility is low according to the predicted time until the collision, the low response command is determined to be moderate. In this case, the medium response command is transmitted to the brake control electronic control unit Ua when it is determined that the possibility of collision is high. The brake control electronic control unit Ua weakens the
尚、電動モータ32を弱め界磁制御するのは、電動モータ32に供給される実電流を目標電流に一致させる電流フィードバック制御を行う場合であり、電動モータ32を電圧制御する場合には弱め界磁制御に換えて進角制御が用いられる。
The field weakening control of the
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。 The embodiments of the present invention have been described above, but various design changes can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、実施の形態では衝突被害軽減制御電子制御ユニットUbが電動モータ32の低応答、中応答および高応答の指令をブレーキ制御電子制御ユニットUaに伝達しているが、弱め界磁制御(あるいは進角制御)を行うか否かの指令だけをブレーキ制御電子制御ユニットUaに伝達しても良く、また電動モータ32の弱め界磁量(あるいは進角量)の指令値を直接ブレーキ制御電子制御ユニットUaに伝達しても良い。
For example, in the embodiment, the collision damage reduction control electronic control unit Ub transmits low response, medium response, and high response commands of the
また実施の形態では電動モータ32で作動するモータシリンダ23が発生したブレーキ液圧で制動を行うようになっているが、電動モータ32の駆動力で直接ブレーキパッド等を駆動して制動を行うことができる。
In the embodiment, braking is performed by the brake fluid pressure generated by the
12 ブレーキペダル(ブレーキ操作子)
23 モータシリンダ(電気的液圧発生手段)
32 電動モータ
Sd 外界センシング手段
Ua ブレーキ制御電子制御ユニットU(制御手段)
Ub 衝突被害軽減制御電子制御ユニット(制御手段)
12 Brake pedal (brake operator)
23 Motor cylinder (electrical fluid pressure generating means)
32 Electric motor Sd External sensing means Ua Brake control electronic control unit U (control means)
Ub Collision damage reduction control electronic control unit (control means)
Claims (1)
外界センシング手段(Sd)で検出した外界の状況から制動の緊急性を判定し、判定した緊急性の大小に応じて前記電動モータ(32)を弱め界磁制御あるいは進角制御する制御手段(Ua,Ub)を備えたことを特徴とするブレーキ装置。 An electric hydraulic pressure generating means (23) that electrically generates a brake hydraulic pressure with a driving force of the electric motor (32) according to an operation amount or an operating force of the brake operating element (12) operated by the driver. In the brake device provided,
Control means (Ua, Ub) that determines braking urgency from the external environment detected by the external sensing means (Sd), and weakens the field control or advance angle control of the electric motor (32) according to the determined magnitude of urgency. ).
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