JP2012206586A - Vehicle brake device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用ブレーキ装置に関し、特にブレーキ・バイ・ワイヤによりブレーキ力を発生させ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, and more particularly to a vehicle brake device that generates a brake force by brake-by-wire.
電気自動車やハイブリッド自動車では、駆動輪の駆動軸に電動モータを連結し、そのモータを制動時には発電機として使用してエネルギー回生を行うようにしているものがある。このような車両では、モータの定格やバッテリの残量等により、回生ブレーキだけで全ての制動力を実現することが困難である場合があり、電子制御により、いわゆるブレーキ・バイ・ワイヤで駆動される油圧ブレーキと上記回生ブレーキとの協調制御を行うようにしたものがある。 In some electric vehicles and hybrid vehicles, an electric motor is connected to a drive shaft of a drive wheel, and the motor is used as a generator during braking to perform energy regeneration. In such a vehicle, it may be difficult to achieve all braking force with only regenerative braking due to the motor rating, the remaining battery level, etc., and it is driven by so-called brake-by-wire by electronic control. There is a system that performs coordinated control of the hydraulic brake and the regenerative brake.
ブレーキ・バイ・ワイヤでは、ブレーキペダルと機械的に連結されていないが、ブレーキペダルの位置を電気的信号として受け取り、その信号に応じてホイールシリンダに液圧を供給する液圧発生手段が使用される。液圧発生手段は、例えば、ブレーキペダルの位置に対応する信号に応じて駆動される電動サーボモータと、電動サーボモータによって駆動されるピストンを備えたモータ駆動シリンダとして構成されている。また、フェイルセーフとして、ブレーキペダルに機械的に連結され、ブレーキペダル操作に応じて液圧を発生するマスターシリンダを設け、通常時はマスターシリンダとホイールシリンダとの間に設けた電磁弁である開閉弁によりマスターシリンダとホイールシリンダとを遮断しているものがある(例えば特許文献1参照)。すなわち、液圧供給手段としてモータ駆動シリンダとマスターシリンダとの2系統を有し、正常時にはモータ駆動シリンダからホイールシリンダに液圧を供給する一方、モータ駆動シリンダ等の失陥時等には開閉弁によって経路を切り替え、マスターシリンダからホイールシリンダに液圧を供給する。 The brake-by-wire is not mechanically connected to the brake pedal, but uses hydraulic pressure generating means that receives the position of the brake pedal as an electrical signal and supplies hydraulic pressure to the wheel cylinder in response to the signal. The The hydraulic pressure generating means is configured as, for example, a motor-driven cylinder including an electric servo motor that is driven according to a signal corresponding to the position of the brake pedal, and a piston that is driven by the electric servo motor. Also, as a fail-safe, a master cylinder that is mechanically connected to the brake pedal and generates hydraulic pressure in response to brake pedal operation is provided, and an open / close solenoid valve that is normally provided between the master cylinder and the wheel cylinder. There is one in which a master cylinder and a wheel cylinder are shut off by a valve (see, for example, Patent Document 1). That is, as a hydraulic pressure supply means, there are two systems of a motor drive cylinder and a master cylinder. While normal, the hydraulic pressure is supplied from the motor drive cylinder to the wheel cylinder, and when the motor drive cylinder etc. fails, the on-off valve The path is switched by supplying hydraulic pressure from the master cylinder to the wheel cylinder.
上記のようなブレーキ装置は、ブレーキペダルが踏み込まれていない初期状態においては、開閉弁が開かれてマスターシリンダとホイールシリンダとが連通されている。そして、初期状態からブレーキペダルが踏み込まれ、ホイールシリンダに液圧を発生させる際に、開閉弁の閉弁作動と、モータ駆動シリンダとの作動とが同時に行われていていた。しかしながら、開閉弁とモータ駆動シリンダの電動サーボモータとが同じ電源から電力の供給を受けている場合には、図8に示すように、時間t1においてモータ駆動シリンダを作動させると、電動サーボモータに大きな起動電流が流れるため、電源電圧が低下して開閉弁に供給される電圧Vvが初期電圧Vv0からVv1に低下する。そのため、時間t1において同時に開閉弁を閉作動しようとしても、開閉弁に供給される電圧は開閉弁の閉弁作動を行うために必要な電圧(起動保証電圧:図中の1点鎖線)を下回ることがあるため、開閉弁の作動を保証できなくなるという問題がある。 In the brake device as described above, in an initial state where the brake pedal is not depressed, the open / close valve is opened and the master cylinder and the wheel cylinder are communicated. When the brake pedal is depressed from the initial state and hydraulic pressure is generated in the wheel cylinder, the valve closing operation of the on-off valve and the operation of the motor drive cylinder are performed simultaneously. However, when the on-off valve and the electric servo motor of the motor drive cylinder are supplied with electric power from the same power source, as shown in FIG. 8, if the motor drive cylinder is operated at time t1, the electric servo motor Since a large starting current flows, the power supply voltage decreases and the voltage Vv supplied to the on-off valve decreases from the initial voltage Vv0 to Vv1. For this reason, even if the on-off valve is to be closed simultaneously at time t1, the voltage supplied to the on-off valve is lower than the voltage required to perform the on-off valve closing operation (startup guarantee voltage: one-dot chain line in the figure). Therefore, there is a problem that the operation of the on-off valve cannot be guaranteed.
本発明は、以上の問題を鑑みてなされたものであって、開閉弁によって2系統の圧力供給系を切り替えるブレーキ・バイ・ワイヤの車両用ブレーキ装置において、ホイールシリンダへの液圧供給開始時に、開閉弁の作動を保証することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in a brake-by-wire vehicle brake device that switches between two pressure supply systems by an on-off valve, when hydraulic pressure supply to a wheel cylinder is started, It is an object to guarantee the operation of the on-off valve.
上記課題を解決するために、本発明は、ブレーキペダル(11)に機械的に連結され、液圧を発生するマスターシリンダ(15)と、前記マスターシリンダに油路(42a・42b)を介して接続されたホイールシリンダ(2b・3b)と、前記油路上に設けられた電磁弁である開閉弁(24a・24b)と、前記ブレーキペダルの操作量に対応するペダル操作量を検出するペダル操作量検出手段(11a)と、前記油路の前記開閉弁と前記ホイールシリンダとの間に接続され、電動モータ(12)の駆動によって前記油路に液圧を供給する液圧発生手段(13)と、前記開閉弁及び前記液圧発生手段に電力を供給する電源(7)と、前記ペダル操作量に応じて前記開閉弁及び前記液圧発生手段を制御する制御手段(6)とを有する車両ブレーキ装置(1)であって、前記制御手段は、前記ペダル操作量が、前記液圧発生手段から前記ホイールシリンダに液圧の供給を開始すべき開始値に達したときに、前記開閉弁を閉弁させるべく駆動すると共に、前記開始値に達したときから前記開閉弁が閉じられるまでに要する閉弁作動期間は、前記開閉弁を閉弁するのに十分な電圧を確保できるように、前記電動モータの消費電力量を抑制することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a master cylinder (15) that is mechanically connected to a brake pedal (11) and generates hydraulic pressure, and an oil passage (42a, 42b) connected to the master cylinder. Connected wheel cylinders (2b, 3b), on-off valves (24a, 24b), which are solenoid valves provided on the oil passage, and pedal operation amounts for detecting the pedal operation amount corresponding to the operation amount of the brake pedal A detecting means (11a), a hydraulic pressure generating means (13) connected between the on-off valve of the oil passage and the wheel cylinder, and supplying a hydraulic pressure to the oil passage by driving an electric motor (12); A power supply (7) for supplying electric power to the on-off valve and the hydraulic pressure generating means, and a control means (6) for controlling the on-off valve and the hydraulic pressure generating means in accordance with the pedal operation amount. When the pedal operation amount reaches a start value at which the supply of hydraulic pressure from the hydraulic pressure generating means to the wheel cylinder is to be started, the control means controls the on-off valve. The valve closing operation period required from the time when the start value is reached to the time when the on-off valve is closed is sufficient to ensure a voltage sufficient to close the on-off valve. The power consumption of the electric motor is suppressed.
この構成によれば、開閉弁が閉じられるまでの期間である閉弁作動期間中は、液圧発生手段の消費電力量が抑制され、開閉弁に閉弁作動に必要な電圧が供給される。これにより、開閉弁の作動が確実に行われるようになる。 According to this configuration, during the valve closing operation period, which is a period until the on-off valve is closed, the power consumption of the hydraulic pressure generating means is suppressed, and the voltage necessary for the valve closing operation is supplied to the on-off valve. Thereby, the operation of the on-off valve is surely performed.
本発明の他の側面によれば、前記電源の電圧を検出する電圧検出手段(50)を有し、前記制御手段は、前記電源の電圧が所定の閾値電圧以下となり、かつ前記ペダル操作量が前記開始値に達したときに、前記開閉弁を閉弁させるべく駆動すると共に、前記閉弁作動期間は前記開閉弁を閉弁するのに十分な電圧を確保できるように、前記電動モータの消費電力量を抑制することを特徴とする。閾値電圧は、電動モータ及び開閉弁を同時に作動開始しても開閉弁を閉弁するのに十分な電圧を確保することが可能な前記電源の電圧の下限とすることができる。 According to another aspect of the present invention, there is provided voltage detecting means (50) for detecting the voltage of the power source, wherein the control means has a voltage of the power source equal to or lower than a predetermined threshold voltage and the pedal operation amount is When the start value is reached, the electric motor is driven to close the open / close valve, and the electric motor is consumed so that a voltage sufficient to close the open / close valve can be secured during the valve closing operation period. It is characterized by suppressing the amount of electric power. The threshold voltage can be the lower limit of the voltage of the power source that can secure a sufficient voltage to close the on-off valve even when the electric motor and the on-off valve are started simultaneously.
この構成によれば、電源電圧が閾値電圧より大きい場合には、液圧発生手段の作動量を減少させないため、液圧発生手段からの液圧がより迅速にホイールシリンダに供給されるようになる。 According to this configuration, when the power supply voltage is larger than the threshold voltage, the operation amount of the hydraulic pressure generating unit is not decreased, so that the hydraulic pressure from the hydraulic pressure generating unit is supplied to the wheel cylinder more quickly. .
本発明の他の側面によれば、前記液圧発生手段の作動量を検出する作動量検出手段を更に備え、前記開閉弁は、閉弁状態において前記液圧発生手段からの圧力によって閉位置側へと付勢されるように構成されており、前記制御手段は、前記開閉弁が閉弁状態となったか否かを、前記ペダル操作量が前記開始値に達した後の前記液圧発生手段の作動量に基づいて判定し、前記液圧発生手段の作動量が前記開閉弁の閉弁状態に対応する値以上となった場合に、前記開閉弁への通電量を閉弁作動時より低下させることを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, the apparatus further includes an operation amount detection unit that detects an operation amount of the fluid pressure generation unit, and the open / close valve is closed by a pressure from the fluid pressure generation unit in a closed state. The control means determines whether or not the on-off valve is in a closed state, and whether or not the hydraulic pressure generating means after the pedal operation amount reaches the start value is determined. When the operating amount of the hydraulic pressure generating means is equal to or greater than the value corresponding to the closed state of the on-off valve, the energization amount to the on-off valve is reduced from that at the time of closing the valve. It is characterized by making it.
この構成によれば、開閉弁は閉弁状態となったときに液圧発生手段からの液圧を受けて閉弁方向に付勢されるため、閉弁状態を維持するために必要な電力量が低下する。そのため、開閉弁に供給する電力を低下させる一方、液圧発生手段に供給する電力を増大させることが可能になり、液圧発生手段の作動を確実かつ迅速にすることができる。 According to this configuration, when the on-off valve is closed, it receives the hydraulic pressure from the hydraulic pressure generating means and is urged in the valve closing direction. Therefore, the amount of electric power necessary to maintain the valve closed state Decreases. Therefore, it is possible to reduce the power supplied to the on-off valve, while increasing the power supplied to the hydraulic pressure generating means, and the operation of the hydraulic pressure generating means can be performed reliably and quickly.
本発明の他の側面によれば、前記制御手段は、前記閉弁作動期間において、前記液圧発生手段の作動速度を前記弁作動期間以外の他の期間における作動速度よりも小さくすることを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, the control means makes the operating speed of the hydraulic pressure generating means smaller than the operating speed in a period other than the valve operating period in the valve closing operation period. And
この構成によれば、開閉弁への電力を確保しつつ、液圧発生手段での液圧発生を迅速にすることができる。 According to this configuration, it is possible to quickly generate the hydraulic pressure in the hydraulic pressure generating means while securing electric power to the on-off valve.
以上の構成によれば、開閉弁によって2系統の圧力供給系を切り替えるブレーキ・バイ・ワイヤの車両用ブレーキ装置において、ホイールシリンダへの液圧供給開始時に、開閉弁の作動を保証することができる。 According to the above configuration, in the brake-by-wire vehicle brake device that switches between the two pressure supply systems using the opening / closing valve, the operation of the opening / closing valve can be ensured when the hydraulic pressure supply to the wheel cylinder is started. .
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図1は本発明が適用された電気自動車又はハイブリッド自動車のブレーキ系の要部系統図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a system diagram of an essential part of a brake system of an electric vehicle or a hybrid vehicle to which the present invention is applied.
図1に示される自動車は、車両Vの前側に配設された左右一対の前輪2と、車両Vの後側に配設された左右一対の後輪3とを有する。左右の前輪2に連結された前輪車軸4にはモータ・ジェネレータ5がトルク伝達可能に連結されている。なお、前輪車軸4に設けられる差動機構は図示省略する。
The automobile shown in FIG. 1 has a pair of left and right
モータ・ジェネレータ5と電源としての二次電池であるバッテリ7とはインバータ10を介して接続されている。バッテリ7の電力がモータ・ジェネレータ5に供給されると共に、モータ・ジェネレータ5による発電電力がバッテリ7に対して電力供給(充電)されるように、インバータ10により制御される。これにより、モータ・ジェネレータ5は、車両走行用の電動機と回生用の発電機とを兼ね、減速時には減速エネルギーを電力に変換して回生制動力を発生する制動力発生手段として機能する。また、バッテリ7は、後述する制御ユニット6及びブレーキ液圧発生措置8に電力を供給する。
The motor /
また、車両の各種制御を行うと共に制動力配分制御を行う制御手段としての制御ユニット(ECU)6が設けられている。制御ユニット6は、CPUを用いた制御回路を備え、上記インバータ10と電気的に接続されている。制御ユニット6は、回生制動と油圧制動とを組み合わせた回生協調制御を行うことができる。なお、電気自動車の場合にはこの構成のまま、又は後輪3を駆動する後輪用モータ・ジェネレータを設けてもよいが、ハイブリッド自動車の場合には前輪車軸4には図の二点鎖線で示されるエンジン(内燃機関)Eの出力軸が連結される。図のエンジンEの場合には前輪駆動の例であるが、四輪駆動とすることもできる。
In addition, a control unit (ECU) 6 is provided as a control unit that performs various control of the vehicle and performs braking force distribution control. The
前輪2及び後輪3の各車輪には、摩擦制動を行う摩擦制動手段として、車輪(前輪2・後輪3)と一体のディスク2a・3aとホイールシリンダ2b・3bを備えるキャリパとにより構成される公知のディスクブレーキが設けられている。ホイールシリンダ2b・3bには、公知のブレーキ配管を介して制動力発生手段を構成するブレーキ液圧発生装置8が接続されている。ブレーキ液圧発生装置8は、後で詳述するが、各車輪別にブレーキ圧を増減させて配分可能な油圧回路で構成されている。ブレーキ液圧発生装置8及びディスクブレーキと、ブレーキ液圧発生装置8を制御する制御ユニット6を含めてブレーキ装置1という。
Each wheel of the
また、前輪2及び後輪3には各車輪速を検出する各車輪速センサ9が設けられており、ブレーキペダル11にはブレーキペダル11の位置であるペダル位置を検出するペダル位置センサ11aが設けられている。ペダル位置センサ11aは、運転者にブレーキペダルが踏み込まれていない状態を初期状態(ペダル位置=0)として、運転者の踏み込み量であるペダル操作量(ブレーキ操作量)を検出することができる。また、バッテリ7には電源電圧(V)を測定するための電圧センサ51が設けられている。各車輪速センサ9、ペダル位置センサ11a及び電圧センサ51の各検出信号は制御ユニット6に入力する。
The
次に、図2を参照してブレーキ液圧発生装置8について説明する。本実施形態の制動システムは、ブレーキペダル11の操作量(ペダル操作量)をペダル位置センサ11aにより検出し、その検出値に基づいて液圧発生手段としてのモータ駆動シリンダ13を駆動してブレーキ液圧を発生させる。モータ駆動シリンダ13には、電動サーボモータ12と、電動サーボモータ12に連結されたギアボックス18とが一体的に設けられていると共に、ギアボックス18にボールねじ機構を介してトルク伝達されることにより軸線方向変位するねじ溝付きロッド19と、ねじ溝付きロッド19と同軸かつ互いに直列的に配設された第1ピストン21a及び第2ピストン21bとが設けられている。電動サーボモータ12は、バッテリ7から電力の供給を受けている。
Next, the brake
これにより、ブレーキペダル11の操作量に応じて電動サーボモータ12が回転し、その回転力がギアボックス18を介してねじ溝付きロッド19の軸力に変換され、第1ピストン21aが直線運動する。このようにして、制動操作部材としてのブレーキペダル11の操作を機械的にブレーキ液圧発生シリンダに伝達してブレーキ液圧を発生させるのではなく、ブレーキペダル11の踏み込み量に応じてモータ駆動シリンダ13によりブレーキ液圧を発生させる、いわゆるブレーキ・バイ・ワイヤが構成されている。
As a result, the
また、ブレーキペダル11のアームの一端が車体に回動自在に支持されていると共に、そのブレーキペダル11の円弧運動を略直線運動に変換するロッド14の一端がブレーキペダル11のアームの中間部に連結されており、ロッド14の他端は、直列的に配設されたマスターシリンダ15の第1ピストン15aを押し込むように係合している。マスターシリンダ15には第1ピストン15aに対してロッド14とは相反する側に直列的に第2ピストン15bが配設されており、各ピストン15a・15bは戻しばね41a・41bによりそれぞれロッド14側にばね付勢されている。なお、ブレーキペダル11は、図示されない戻しばねにより図1の状態である待機位置に戻す向きにばね付勢され、かつ待機位置で図示されないストッパにより止められている。
One end of the arm of the
マスターシリンダ15には、各ピストン15a・15bの変位に応じてブレーキ液をやり取りするためのリザーバタンク16が設けられている。なお、各ピストン15a・15bには、リザーバタンク16と連通する各油路16a・16bとの間をシールするための公知構造のシール部材が各適所に設けられている。そして、マスターシリンダ15の筒内には、第1ピストン15aと第2ピストン15bとの間に第1液室17aが形成され、第2ピストン15bの第1ピストン15aとは相反する側に第2液室17bが形成されている。
The
上記したモータ駆動シリンダ13において、第2ピストン21bに一端部が固設された連結部材27が第1ピストン21a側に延出して、連結部材20の延出方向他端部が第1ピストン21aに対して相対的に軸線方向に所定量変位可能に支持されている。これにより、第1ピストン21aは前進(第2ピストン21b側変位)時に第2ピストン21bに対して相対的に所定量だけ変位可能であるが、第1ピストン21aの前進状態から図2の初期状態に戻る後退時には、連結部材20を介して第2ピストン21bも初期位置まで引き戻されるようになっている。なお、各ピストン21a・21bは、それぞれに対応して設けられた各戻しばね27a・27bによりロッド19側にばね付勢されている。
In the
また、モータ駆動シリンダ13には、上記リザーバタンク16に連通路22を介してそれぞれ連通する各油路22a・22bが設けられている。各ピストン21a・21bには、各油路22a・22bとの間をシールするための公知構造のシール部材が各適所に設けられている。モータ駆動シリンダ13の筒内には、第1ピストン21aと第2ピストン21bとの間に第1液室23aが形成され、第2ピストン21bの第1ピストン21aとは相反する側に第2液室23bが形成されている。
The
マスターシリンダ15の第1液室17a及び第2液室17bは、配管(油路)42a・42b及びVSA装置26を介して複数(図示例では4つ)の各ホイールシリンダ2b・3bと連通するように接続されている。なお、VSA装置26は、ブレーキ時の車輪ロックを防ぐABS、加速時などの車輪空転を防ぐTCS(トラクションコントロールシステム)に、旋回時の横すべり抑制を加え、3つの機能をトータルにコントロールする車両挙動安定化制御システムとして公知のものであってよく、その説明を省略する。なおVSA装置26には、前輪2の各ホイールシリンダ2bに対応する第1系統と、後輪3の各ホイールシリンダ3bに対応する第2系統とをそれぞれ構成する各種の油圧素子を用いた各ブレーキアクチュエータ26bと、それらを制御するVSA制御ユニット26aとにより構成されている。なお、他の実施形態では、VSA装置26を省略してもよい。
The first
配管42a上には常時開型の電磁弁である開閉弁24aが設けられ、配管42b上にも電磁弁である常時開型の開閉弁24bが設けられている。配管42aの開閉弁24aとVSA装置26との間の部分は、配管43aを介して第1液室23aと連通するように接続されている。配管42bの開閉弁24bとVSA装置26との間の部分は、配管43bを介して第1液室23aと連通するように接続されている。
An open /
第1液室23aには、配管42a、常時開状態の開閉弁24a及び配管43aを介してマスターシリンダ15の第1液室17aが連通し、第2液室23bには、配管42b、常時開型の開閉弁24b及び配管43bを介してマスターシリンダ15の第2液室17bが連通する。なお、第1液室17aと開閉弁24aとの間にはマスターシリンダ側ブレーキ圧センサ25aが接続され、開閉弁24bと第2液室23bとの間にはモータ駆動シリンダ側ブレーキ圧センサ25bが接続されている。
The first
図3に示すように、開閉弁24a(24b)は、同様の構成を有しており、配管42a(42b)に連通する通路55が形成されたケーシング56と、通路55の途中に設けられた弁座57と、弁座57に着座可能な弁体58と、弁体58に連結された柱状のプランジャ59と、プランジャ59を磁力によって進退させるべく、ケーシング56に設けられたソレノイド60と、通路55内に設けられ、プランジャ59を後退させる方向に付勢するコイルばね61と、ケーシング56内に設けられ、プランジャ59の後退位置を規定するストッパ62とを有している。ソレノイド60に通電されていない場合には、コイルばね61によってプランジャ59は後退し、弁体58は弁座57から離間し、通路55は開かれている。ソレノイド60に通電されると、プランジャ59はソレノイド60の磁力を受けてコイルばね61の付勢力に抗して前進し、弁体58は弁座57に着座して通路55を閉塞する。弁体58が弁座57に着座した開閉弁24aの閉弁状態では、モータ駆動シリンダ13からの液圧を受けて弁体58は弁座57側に付勢される。そのため、開閉弁24aの閉弁状態を維持するために必要なソレノイド60の磁力は弁体58の作動時よりも小さくなっている。すなわち、開閉弁24aの閉弁状態を維持するために必要なソレノイド60の通電量は弁体58の作動時よりも小さくなっている。開閉弁24a・24bのソレノイド60には、バッテリ7の電力が供給される。
As shown in FIG. 3, the on-off
また、第2液室17bと開閉弁24bとの間には、常時閉型の電磁弁であるシミュレータ弁24cを介してシリンダ型のシミュレータ28が接続されている。シミュレータ28には、そのシリンダ内を分断するピストン28aが設けられ、ピストン28aのシミュレータ弁24c側に貯液室28bが形成され、ピストン28aの貯液室28b側とは相反する側には圧縮コイルばね28cが受容されている。両開閉弁24a・24bが閉じかつシミュレータ弁24cが開くことにより、第2液室17bと貯液室28bとが連通し、その状態でブレーキペダル11を踏み込むと、第2液室17b内のブレーキ液が貯液室28bに入り込む。それにより圧縮される圧縮コイルばね28cの付勢力がブレーキペダル11に伝達されるため、公知のマスターシリンダとホイールシリンダとが直結されているブレーキ装置と同様の踏み込みに対する反力が得られる。
A
このようにして構成されたブレーキ液圧発生装置8は、上記制御ユニット6により総合的に制御される。制御ユニット6には、ペダル位置センサ11aと各ブレーキ圧センサ25a・25bとの各検出信号が入力し、また車両Vの挙動を検出するための各種センサ(図示せず)からの検出信号が入力し、さらに電動サーボモータ12に設けられたモータ回転角センサ44からのモータ回転角信号及び電圧センサ51からの電源電圧信号も入力している。
The brake
制御ユニット6は、ペダル位置センサ11aからの検出信号に基づき、かつ上記各種センサからの検出信号から判断した走行状況等に応じて、モータ駆動シリンダ13により発生するブレーキ液圧を制御する。さらに、本実施形態の対象車両となるハイブリッド車(又は電気自動車)の場合には、モータ・ジェネレータによる回生制御を行うようにしており、制御ユニット6では、回生制御を行う場合の回生の大きさに対するモータ駆動シリンダ13によるブレーキ液圧の大きさの配分制御も行う。
The
制御ユニット6の通常制動時における制御手法について説明する。図2に示すように、ブレーキペダル11が踏み込まれていない状態を初期状態では、開閉弁24a・24b及びシミュレータ弁24cは開かれており、モータ駆動シリンダ13では、ねじ溝付きロッド19が最も後退した位置にあり、それに伴って各戻しばね27a・27bにより付勢されている各ピストン21a・21bも後退しており、両液室23a・23bにブレーキ液圧は発生していない。
A control method during normal braking of the
図4は制御ユニット6において実行される制御フロー図である。この制御フローは、運転者がブレーキペダル11を初期状態(ペダル位置=0)から踏み込んだ際に実行される。ステップS1では、ペダル位置が位置P1(開始値)に達したか否かを判定する。ペダル位置が位置0から位置P1の範囲は、ペダルの遊びとして設けられたものあり、位置P1は任意に設定してよい。制御ユニット6は、ペダル位置が位置P1以上となった場合にホイールシリンダ2b・3bに液圧を供給するべく、開閉弁24a・24b及びモータ駆動シリンダ13を制御する。ステップS1では、判定がNoの場合にペダル位置が位置P1に達するまでステップS1を繰り返し、判定がYesとなった場合にステップS2に進む。
FIG. 4 is a control flow diagram executed in the
ステップS2では、制御ユニット6は、電圧センサ51からの電源電圧に対応する信号に基づいて、電源電圧が閾値電圧Vsh以上であるか否かを判定する。閾値電圧Vshは、電動サーボモータ12及び開閉弁24a・24bを同時に作動開始しても開閉弁24a・24bを閉弁するのに十分な電圧を確保することが可能な電源電圧の下限値として設定される。ここで、開閉弁24a・24bに供給される電圧について、開閉弁24a・24bの作動を確実に行うことができる電圧を起動保証電圧(図5及び図6の一点鎖線参照)とし、開閉弁24a・24bを閉弁状態に確実に維持することができる電圧を保持保証電圧(図5及び図6の二点鎖線参照)とする。本実施形態に係る開閉弁24a・24bは、閉弁状態において、モータ駆動シリンダ13からの液圧を受けて弁体58が弁座57側に付勢されるため、保持保証電圧が起動保証電圧より低くなる。電動サーボモータ12を起動(駆動開始)する際には、大きな起動電流が流れ、電源電圧が一時的に大きく低下する。閾値電圧Vshは、電動サーボモータ12及び開閉弁24a・24bを同時に作動開始し、電動サーボモータ12に起動電流が流れて電源電圧が低下しても、開閉弁24a・24bに供給される電圧が起動保証電圧より低下しない値に設定されている。
In step S2, the
ステップS2での判定がYesの場合は、ステップS3に進み、制御ユニット6は、開閉弁24a・24bを閉方向に作動させると共に、モータ駆動シリンダ13(電動サーボモータ12)を通常作動させる。ここでの制御ユニット6による通常作動は、ペダル位置に基づいて電動サーボモータ12の目標モータ回転角を設定し、実モータ回転角が目標モータ回転角に一致するようにフィードバック制御によって電動サーボモータ12を駆動する。ペダル位置に基づく目標モータ回転角の設定は、所定の通常作動マップに基づいて行う。通常作動マップは、例えば、ペダル位置が増大するにつれて、目標モータ回転角も増大するものであってよい。電動サーボモータ12の駆動によって、ねじ溝付きロッド19及び第1ピストン21aが押し出されて、第1液室23aに液圧が発生する。
When the determination in step S2 is Yes, the process proceeds to step S3, and the
ステップS2での判定がNoの場合は、ステップS4に進み、制御ユニット6は、開閉弁を閉方向に作動させると共に、モータ駆動シリンダ13(電動サーボモータ12)を低消費電力作動させる。ここでの制御ユニット6による低消費電力作動は、通常作動と同様に、ペダル位置に基づいて、電動サーボモータ12の目標モータ回転角を設定し、実モータ回転角が目標モータ回転角に一致するようにフィードバック制御によって電動サーボモータ12を駆動するが、ペダル位置に基づいて設定される目標モータ回転角が通常作動によって設定される目標モータ回転角よりも小さく設定される。すなわち、同じ値のペダル位置に対して、低消費電力作動では通常作動よりもモータ駆動シリンダ13の作動量が小さくなるように制御される。低消費電力作動でのペダル位置に基づく目標モータ回転角の設定は、所定の低消費電力作動マップに基づいて行ってよいし、通常作動マップに基づいて設定した目標モータ回転角に所定の係数を掛けることによって設定してもよい。低消費電力作動では通常作動よりも電動サーボモータ12の駆動量が少ないため、通常作動時よりも低いデューティ比で駆動され、電動サーボモータ12の起動電流が低減される。電動サーボモータ12の駆動によって、ねじ溝付きロッド19及び第1ピストン21aが押し出されて、第1液室23aに液圧が発生する。
When the determination in step S2 is No, the process proceeds to step S4, and the
ステップS4の後は、ステップS5において、モータ回転角が所定の判定値θshに達したか否かを判定する。判定値θshは、低消費電力作動で電動サーボモータを駆動した場合に、モータ回転角が初期値から判定値θshに達するまでに要する期間が、開閉弁24a・24bの閉作動が完了に要する期間(閉弁作動期間)よりも長くなるように設定されている。すなわち、開閉弁24a・24bの閉作動と、電動サーボモータ12の駆動とを同時に開始した場合に、開閉弁24a・24bの閉作動が完了した後に、モータ回転角が判定値θshに達するように設定されている。ステップS5では、判定がNoの場合にモータ回転角が判定値θshに達するまでステップS5を繰り返し、判定がYesとなった場合にステップS6に進む。
After step S4, in step S5, it is determined whether or not the motor rotation angle has reached a predetermined determination value θsh. The determination value θsh is a period required for the motor rotation angle to reach the determination value θsh from the initial value when the electric servo motor is driven with low power consumption operation, and a period required for completing the closing operation of the on-off
ステップS6では、制御ユニット6は、モータ駆動シリンダ13(電動サーボモータ12)を通常作動させる。
In step S6, the
以上の制御フローに従って制御を行った場合の効果を図5及び図6のタイムチャートを参照して説明する。図5はステップS2での判定(電源電圧が閾値電圧Vsh以上か否か)がYesの場合を示し、図6はステップS2での判定がNoの場合を示す。 The effect when the control is performed according to the above control flow will be described with reference to the time charts of FIGS. FIG. 5 shows a case where the determination in step S2 (whether the power supply voltage is equal to or higher than the threshold voltage Vsh) is Yes, and FIG. 6 shows a case where the determination in step S2 is No.
図5に示すように、運転者が時間0からブレーキペダル11を踏み込んで、ペダル位置センサ11aが検出したペダル位置が位置P1となった場合(時間t1)に、制御ユニット6は電源電圧が閾値電圧Vsh以上であるか否かを判定し、電源電圧が閾値電圧Vsh以上であると判定して、開閉弁24a・24bを閉鎖作動すると共に、モータ駆動シリンダ13(電動サーボモータ12)を通常作動させる。
As shown in FIG. 5, when the driver depresses the
電動サーボモータ12を通常作動することによって、起動時に電動サーボモータ12に大きな起動電流が流れ、開閉弁24a・24bに供給される電圧が初期値Vv0からVv1まで低下するが、電源電圧が閾値電圧Vshであるため、開閉弁24a・24bに供給される電圧の値Vv1は起動保証電圧以上に維持される。そのため、開閉弁24a・24bの閉弁作動は確実に行われる。
When the
一方、ペダル位置が位置P1となった場合(時間t1)における電源電圧が閾値電圧Vsh以上であるか否かを判定が、電源電圧が閾値電圧Vshより低いと判定した場合には、図6に示すように、開閉弁24a・24bを閉弁作動すると共に、モータ駆動シリンダ13(電動サーボモータ12)を低消費電力作動させる。低消費電力作動では、通常作動に比べて電動サーボモータの作動量が小さいため、起動時に電動サーボモータ12に生じる起動電力は小さく、開閉弁24a・24bに供給される電圧が初期値Vv0を維持する。そのため、開閉弁24a・24bを閉弁作動は確実に行われる。
On the other hand, when it is determined whether or not the power supply voltage is equal to or higher than the threshold voltage Vsh when the pedal position is at the position P1 (time t1), when it is determined that the power supply voltage is lower than the threshold voltage Vsh, FIG. As shown, the on-off
開閉弁24a・24bの閉弁作動が完了した後の時間t3において、モータ回転角が判定値θshに達し、制御ユニット6は、モータ駆動シリンダ13(電動サーボモータ12)の作動を低消費電力作動から通常作動に切り替える。これにより、電動サーボモータ12に大きな起動電流が流れ、開閉弁24a・24bに供給される電圧が初期値Vv0からVv2に低下して起動保証電圧より小さくなるが、開閉弁24a・24bの閉弁作動は既に完了しているため、保持保証電圧が維持されれば開閉弁24a・24bは閉弁状態を維持することができる。
At time t3 after the closing operation of the on-off
本実施形態では、以上のように、電源電圧が閾値電圧Vshより小さい場合に、電動サーボモータ12の起動電流を低減することによって、開閉弁24a・24bに供給される電圧を起動保証電圧以上に維持するようにしたため、開閉弁24a・24bの閉弁作動を確実に行うことができる。なお、この制御は、電源電圧が閾値電圧Vshより小さい場合のみに行うようにしたため、電源電圧が閾値電圧Vsh以上の場合には電動サーボモータ12を通常作動させてモータ駆動シリンダ13が迅速に液圧を発生させることができる。
In the present embodiment, as described above, when the power supply voltage is smaller than the threshold voltage Vsh, the voltage supplied to the on-off
なお、上記の実施形態の変形例として、図7の制御フロー図に示すように、ステップS12で電源電圧が閾値電圧Vshより小さいと判断した場合に、後のステップS14で開閉弁24a・24bの閉弁作動のみを行い、続くステップS15でペダル位置がP1に達したときからの時間が所定の判定時間Tshに達したか否かを判定し、時間が判定時間Tshに達した場合にモータ駆動シリンダ13を通常作動させるようにしてもよい。判定時間Tshは、開閉弁24a・24bが閉弁作動を完了するのに要する時間(閉弁作動期間)以上に設定されている。このように、電源電圧が閾値電圧Vshより小さい場合には、開閉弁24a・24bの閉弁作動のみを最初に行い、開閉弁24a・24bの閉弁作動が完了した後に、モータ駆動シリンダ13を通常作動させるようにしてもよい。
As a modification of the above embodiment, as shown in the control flow diagram of FIG. 7, when it is determined in step S12 that the power supply voltage is smaller than the threshold voltage Vsh, the on / off
1…ブレーキ装置、2b・3b…ホイールシリンダ、6…制御ユニット(制御手段)、8…ブレーキ液圧発生装置、11…ブレーキペダル、11a…ペダル位置センサ(ペダル操作量検出手段)、12…電動サーボモータ、13…モータ駆動シリンダ(液圧発生手段)、15…マスターシリンダ、17a…第1液室、17b…第2液室、23a…第1液室、23b…第2液室、24a・24b…開閉弁、24c…シミュレータ弁、25a…マスターシリンダ側ブレーキ圧センサ、25b…モータ駆動シリンダ側ブレーキ圧センサ、26…VSA装置、28…シミュレータ(反力シミュレータ)、42a・42b…配管(油路)、43a・43b…配管、44…モータ回転角センサ(作動量検出手段)、51…電圧センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Brake device, 2b * 3b ... Wheel cylinder, 6 ... Control unit (control means), 8 ... Brake hydraulic pressure generator, 11 ... Brake pedal, 11a ... Pedal position sensor (pedal operation amount detection means), 12 ... Electricity Servo motor, 13 ... motor drive cylinder (hydraulic pressure generating means), 15 ... master cylinder, 17a ... first liquid chamber, 17b ... second liquid chamber, 23a ... first liquid chamber, 23b ... second liquid chamber,
Claims (4)
前記マスターシリンダに油路を介して接続されたホイールシリンダと、
前記油路上に設けられた電磁弁である開閉弁と、
前記ブレーキペダルの操作量に対応するペダル操作量を検出するペダル操作量検出手段と、
前記油路の前記開閉弁と前記ホイールシリンダとの間に接続され、電動モータの駆動によって前記油路に液圧を供給する液圧発生手段と、
前記開閉弁及び前記電動モータに電力を供給する電源と、
前記ペダル操作量に応じて前記開閉弁及び前記電動モータを制御する制御手段と
を有する車両ブレーキ装置であって、
前記制御手段は、前記ペダル操作量が、前記液圧発生手段から前記ホイールシリンダに液圧の供給を開始すべき開始値に達したときに、前記開閉弁を閉弁させるべく駆動すると共に、前記開始値に達したときから前記開閉弁が閉じられるまでに要する閉弁作動期間は、前記開閉弁を閉弁するのに十分な電圧を確保できるように、前記電動モータの消費電力量を抑制することを特徴とする車両ブレーキ装置。 A master cylinder that is mechanically coupled to the brake pedal and generates hydraulic pressure;
A wheel cylinder connected to the master cylinder via an oil passage;
An on-off valve that is an electromagnetic valve provided on the oil passage;
Pedal operation amount detection means for detecting a pedal operation amount corresponding to the operation amount of the brake pedal;
Hydraulic pressure generating means connected between the on-off valve of the oil passage and the wheel cylinder, and supplying hydraulic pressure to the oil passage by driving of an electric motor;
A power source for supplying power to the on-off valve and the electric motor;
A vehicle brake device having control means for controlling the on-off valve and the electric motor in accordance with the pedal operation amount;
The control means drives the valve to close the on-off valve when the pedal operation amount reaches a start value at which supply of hydraulic pressure from the hydraulic pressure generating means to the wheel cylinder should be started, and In the valve closing operation period required from when the start value is reached until the on-off valve is closed, the power consumption of the electric motor is suppressed so that a voltage sufficient to close the on-off valve can be secured. A vehicle brake device.
前記制御手段は、前記電源の電圧が所定の閾値電圧以下となり、かつ前記ペダル操作量が前記開始値に達したときに、前記開閉弁を閉弁させるべく駆動すると共に、前記閉弁作動期間は前記開閉弁を閉弁するのに十分な電圧を確保できるように、前記電動モータの消費電力量を抑制することを特徴とする請求項1に記載の車両ブレーキ装置。 Voltage detecting means for detecting the voltage of the power source;
The control means drives to close the on-off valve when the voltage of the power source becomes a predetermined threshold voltage or less and the pedal operation amount reaches the start value, and the valve closing operation period is The vehicle brake device according to claim 1, wherein power consumption of the electric motor is suppressed so that a voltage sufficient to close the on-off valve can be secured.
前記開閉弁は、閉弁状態において前記液圧発生手段からの圧力によって閉位置側へと付勢されるように構成されており、
前記制御手段は、前記開閉弁が閉弁状態となったか否かを、前記ペダル操作量が前記開始値に達した後の前記液圧発生手段の作動量に基づいて判定し、前記液圧発生手段の作動量が前記開閉弁の閉弁状態に対応する値以上となった場合に、前記開閉弁への通電量を閉弁作動時より低下させることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車両ブレーキ装置。 An operation amount detecting means for detecting an operation amount of the fluid pressure generating means;
The on-off valve is configured to be urged toward the closed position by the pressure from the hydraulic pressure generating means in the closed state,
The control means determines whether or not the on-off valve is in a closed state based on an operating amount of the hydraulic pressure generating means after the pedal operation amount reaches the start value, and generates the hydraulic pressure. 3. The method according to claim 1, wherein when the operation amount of the means becomes equal to or greater than a value corresponding to the closed state of the on-off valve, the energization amount to the on-off valve is reduced from that during the valve closing operation. The vehicle brake device described in 1.
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