JP2015013549A - 車両用ブレーキシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】駆動トルクを車両の駆動輪(WFR,WFL)に発生させる動力を出力するパワーユニットを制御可能な制御手段150で制御され、ブレーキペダル12が操作されたときに発生する制動力を増大するための増力手段としてポンプ136を有し、ブレーキペダル12が操作されて発生した制動力を保持して車両を静止した状態に維持するブレーキホールド機能を作動可能に構成される車両用ブレーキシステム10とする。そして、制御手段150は、制動力が作用して車両が静止したと判定してブレーキホールド機能を作動し、パワーユニットからの動力の出力を低下させるとともに、制動力をポンプ136で増大して保持することを特徴とする。
【選択図】図2
Description
特許文献1に開示される電気自動車は、ブレーキペダルがオフされた時点から所定時間の間は電動モータ(パワーユニット)に電力を供給して電動モータの回転トルクで車体が停止した状態を維持し、所定時間が経過した後は、ブレーキ装置で機械的に駆動輪をロックして車体が停止した状態を維持するように構成されている。
また、車体の静止を維持するために電力が供給される電動モータは回転駆動しない。したがって、車体の静止を維持するために電動モータに通電するときには同相通電状態になってモータ回路が発熱するため、連続的に使用できないという問題も生じる。
さらに、電動モータの回転トルクで発生する制動力と、ブレーキ装置の機械的なロックで発生して電気自動車を静止した状態に維持する係止力と、に差(バラツキ)が生じると、電動モータの回転トルクで車体が静止した状態から、機械的なロックで車体が静止した状態に切り替わるときに、電気自動車の静止を維持する力の差、つまり、制動力と係止力の差で車両が一時的に動き出すなどの現象も発現し得る。
図1は本実施形態に係る車両の構成図、図2は本実施形態に係る車両用ブレーキシステムの概略構成図である。
なお、パワーユニットPUと駆動輪の間にはクラッチ装置5が配設され、エンジン2または電動機200が出力する動力は、クラッチ装置5によって選択的に駆動輪に伝達される。
パワーユニットPUやクラッチ装置5は、制御手段150によって制御される。例えば、制御手段150は、パワーユニットPUの制御部(図示しないECU:Engine Control Unit等)に指令を与えてパワーユニットPUから出力される動力を調節可能に構成される。また、制御手段150は、例えば、クラッチ装置5の制御部に指令を与えて、エンジン2が出力する動力または電動機200が出力する動力の少なくとも一方が駆動輪に伝達されるようにクラッチ装置5を切り替え可能に構成される。
駆動輪はパワーユニットPUから伝達された動力で回転駆動し、車両1を走行させるトルク(駆動トルク)を発生する。
また、車両1には、制御手段150で制御されて各車輪(右側前輪WFR,左側前輪WFL,左側後輪WRL,右側後輪WRR)に制動力を付与する車両用ブレーキシステム10が備わっている。
なお、車両1は、左側後輪WRLおよび右側後輪WRRが駆動輪であってもよいし、全ての車輪(右側前輪WFR,左側前輪WFL,左側後輪WRL,右側後輪WRR)が駆動輪であってもよい。
なお、回生制御装置201が、電動機200を制御して回生制動力を発生させる技術は公知の技術を利用すればよい。
また、プライマリピストン40bのセカンダリピストン40a側の端部からセカンダリピストン40aの摺動方向に沿ってガイドロッド48aが延設され、セカンダリピストン40aは、ガイドロッド48aにガイドされて摺動する。
そして、セカンダリピストン40aとプライマリピストン40bはガイドロッド48aで連結されて直列に配置される。ガイドロッド48a,48bの詳細は後記する。
さらに、セカンダリピストン40aの外周に摺接する一対のカップシール44Sa,44Sbは、セカンダリピストン40aの摺動方向に第2リリーフポート52aを挟んで配置される。また、プライマリピストン40bの外周に摺接する一対のカップシール44Pa,44Pbは、プライマリピストン40bの摺動方向に第1リリーフポート52bを挟んで配置される。
第1圧力室56bと第2圧力室56aの間は、一対のカップシール44Sa,44Sbによって液密に封じられる。また、第2圧力室56aのブレーキペダル12側は、一対のカップシール44Pa,44Pbによって液密に封じられる。
また、セカンダリピストン40aはブレーキペダル12とプッシュロッド42を介して連結され、ブレーキペダル12の動作にともなってシリンダチューブ38内を変位する。さらに、プライマリピストン40bは、セカンダリピストン40aの変位によって第2圧力室56aに発生する液圧によって変位する。つまり、プライマリピストン40bはセカンダリピストン40aに応動して変位する。
つまり、ストロークシミュレータ64は、第1圧力室56bから導出されるブレーキ液の液圧に応じた反力を発生し、この反力をマスタシリンダ34を介してブレーキペダル12に与えるように構成される。
本実施形態においてボールねじ構造体80は、ギヤ機構78とともにアクチュエータハウジング172の機構収納部173aに収納される。
そして、略円筒状を呈するシリンダ本体82の開放された端部(開放端)がハウジング本体172Fとハウジングカバー172Rからなるアクチュエータハウジング172に嵌合してシリンダ本体82とアクチュエータハウジング172が連結され、モータシリンダ装置16が構成される。
そして、出力軸72bの回転駆動がギヤ機構78を介してボールねじ構造体80に伝達されるように構成される。
なお、第2及び第1スレーブピストン88a,88bの間には、第2リターンスプリング96aが配設され、第1スレーブピストン88bとシリンダ本体82の側端部と間には、第1リターンスプリング96bが配設される。
この構成によって、シリンダ本体82の内部に充填されるブレーキ液がガイドピストン90cによってシリンダ本体82に封入され、アクチュエータハウジング172の側に流れ込まないように構成されている。
なお、ガイドピストン90cとスレーブカップシール90bの間には、後記するリザーバポート92aと連通する第2背室94aが形成される。
なお、ガイドピストン90cがシリンダ本体82に取り付けられる方法は限定するものではなく、例えば、図示しないサークリップで取り付けられる構成とすればよい。
VSA装置18は、導入ポート26a(26b)と第1共通液圧路112との間に配置されたノーマルオープンタイプのソレノイドバルブからなるレギュレータバルブ116と、前記レギュレータバルブ116と並列に配置され導入ポート26a(26b)側から第1共通液圧路112側へのブレーキ液の流通を許容する(第1共通液圧路112側から導入ポート26a(26b)側へのブレーキ液の流通を阻止する)第1チェックバルブ118と、第1共通液圧路112と第1導出ポート28a(第4導出ポート28d)との間に配置されたノーマルオープンタイプのソレノイドバルブからなる第1インバルブ120と、前記第1インバルブ120と並列に配置され第1導出ポート28a(第4導出ポート28d)側から第1共通液圧路112側へのブレーキ液の流通を許容する(第1共通液圧路112側から第1導出ポート28a(第4導出ポート28d)側へのブレーキ液の流通を阻止する)第2チェックバルブ122と、第1共通液圧路112と第2導出ポート28b(第3導出ポート28c)との間に配置されたノーマルオープンタイプのソレノイドバルブからなる第2インバルブ124と、前記第2インバルブ124と並列に配置され第2導出ポート28b(第3導出ポート28c)側から第1共通液圧路112側へのブレーキ液の流通を許容する(第1共通液圧路112側から第2導出ポート28b(第3導出ポート28c)側へのブレーキ液の流通を阻止する)第3チェックバルブ126とを備える。
さらに、VSA装置18に代えて、ABS機能のみを搭載するABS装置が接続される構成であってもよい。
本実施形態に係る車両用ブレーキシステム10は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。
また、本実施形態における電気信号は、例えば、電動モータ72を駆動する電力や電動モータ72を制御するための制御信号である。
なお、制御手段150が、車両1が静止したと判定する車速の速度閾値は、適宜設定されていることが好ましい。
なお、図3の(a)の縦軸は車速、横軸は時間を示す。また、図3の(b)はブレーキホールド機能の制御状態と制動力の時間経過、(c)はブレーキホールド機能の作動状態(ON,OFF)の時間経過、(d)はパワーユニットが出力する動力の時間変化を示す。
ブレーキホールド機能が作動することによって、運転者がブレーキペダル12から足を離すなどしてブレーキペダル12が解放された場合、各車輪に制動力が付与された状態が維持されて車両1の動き出しが抑制される。つまり、本実施形態のブレーキホールド機能は、車両1に作用する制動力を保持する機能である。
この状態で、駆動輪には、パワーユニットPUが出力する動力が伝達されて駆動トルクが発生しているが、例えば、登坂路においては、車両1(図1参照)が当該登坂路を登坂するだけの駆動トルクが駆動輪に発生せず、車両1の車速は効果的に低下する。
具体的に制御手段150は、時刻t2で車両1が静止したと判定すると、VSA装置18(図2参照)に備わるノーマルオープンタイプのレギュレータバルブ116(図2参照)を閉弁する。これによって、モータシリンダ装置16(図2参照)で発生したブレーキ液圧がVSA装置18(第1共通液圧路112,第2共通液圧路114)に封じ込められ、ホィールシリンダ32FR,32RL,32RR,32FL(図2参照)に供給されるブレーキ液圧が保持される。そして、各車輪のディスクブレーキ機構30a,30b,30c,30d(図2参照)はキャリパ圧が発生した状態に維持され、車両1は制動力が作用した状態が維持される。したがって、ブレーキホールド機能が作動することによって、車両1は静止した状態に維持される。
なお、制御手段150は、時刻t2でブレーキホールド機能を作動するとき、パワーユニットPUからの動力の出力を停止することなく当該パワーユニットPUから出力される動力を、弱い駆動トルクが駆動輪に発生する程度まで低下させる構成であってもよい。
このように、制御手段150は時刻t2まではブレーキホールド機能の制御状態を停止状態とし、車両1が静止したと判定した時刻t2からポンプ136を駆動して、ブレーキホールド機能の制御状態を増圧状態にする。
このように、制御手段150は時刻t3でポンプ136を停止して、ブレーキホールド機能の制御状態を保持状態にする。
なお、ブレーキホールド機能が作動しているときに車両1に作用する制動力となる保持力PWHLD(本実施形態における規定制動力)は、例えば、車両1を確実に静止した状態に維持できる制動力として、あらかじめ設定されていることが好ましい。
この場合、停止(または、低下)する動力に対して増大する制動力が実験計測やシミュレーション等によってあらかじめ決定されていれば、制御手段150(図1参照)は、ブレーキホールド機能の作動でパワーユニットPUからの出力が停止(または、低下)される動力に対応する制動力を演算できる。さらに、制御手段150は、現在発生している制動力に演算した制動力を上乗せした値を保持力PWHLDに設定できる。
例えば、第1共通液圧路112のブレーキ液圧と、車両1に作用する制動力と、の関係を示すマップがあらかじめ設定されて制御手段150の図示しない記憶部に記憶されている構成とすれば、制御手段150は、圧力センサP1が計測する第1共通液圧路112のブレーキ液圧に基づいて当該マップを参照し、車両1に作用する制動力を演算できる。
つまり、制御手段150は、パワーユニットPUが出力する動力を漸減させ、制動力を漸増させる構成であってもよい。
例えば、制御手段150は、パワーユニットPUが出力する動力が「0」になるまでの間にポンプ136の駆動でホィールシリンダ32FR,32RL,32RR,32FL(図2参照)に発生する制動力を徐々に高め、パワーユニットPUが出力する動力が「0」になった時点(図3の(b)に示す時刻t3)で、車両1(図1参照)に作用する制動力が保持力PWHLDになるようにポンプ136を駆動する構成であってもよい。
このような構成であれば、例えば電動機200(図1参照)に供給される電力の不規則な変動(ばたつき)によって当該電動機200から出力される動力が不規則に変化した場合、その駆動力の不規則な変化に応じてポンプ136が不規則に駆動される不具合が回避される。
具体的に、制御手段150(図2参照)は、図示しないアクセルペダルが踏み込み操作されたことを検知するとブレーキホールド機能を停止する(OFFする)条件が成立したと判定し、レギュレータバルブ116(図2参照)を開弁する。VSA装置18(第1共通液圧路112,第2共通液圧路114)に封じ込められていたブレーキ液圧が導入ポート26a,26b(図2参照)を介してVSA装置18から解放されて、ホィールシリンダ32FR,32RL,32RR,32FL(図2参照)へのブレーキ液圧の供給が停止される。これによって、各車輪のディスクブレーキ機構30a,30b,30c,30d(図2参照)に発生していたキャリパ圧が消失し、車両1(図1参照)に作用する制動力が消失する。
なお、制御手段150は、ブレーキホールド機能を停止するとき、車両1に作用する制動力が消失する時刻t5までに要求トルクと等しい駆動トルクを駆動輪に発生させる構成であってもよい。
このような構成であれば、要求トルクと等しい駆動トルクが駆動輪に発生する時点で微小な制動力が車両1に作用している状態であり、例えば、駆動輪に発生する駆動トルクで車両1が急発進して状態が不安定になるような不具合の発生を防止できる。
なお、ブレーキホールド機能が作動するときに電動機200が停止せず、当該電動機200から出力する動力が低下する構成であっても、電動機200で消費される電力が減少するため省エネルギの効果を得ることができる。
さらに、本実施形態のブレーキホールド機能は、駆動輪(右側前輪WFR,左側前輪WFL)に発生する駆動トルクによって生じる制動力から、機械的なロック(例えば、駆動輪の機械的に固定するロック)へ切り替わる構成ではない。したがって、ブレーキホールド機能の作動時に、駆動トルクによる制動力から機械的なロックへ切り替わるときに車両1(図1参照)が一時的に動き出すなどの現象も発現しない。
図4はパワーユニットとしてエンジンを備える車両を示す図である。
例えば、図4に示すように、エンジンコントロールユニット(制御手段150)で制御されるエンジン2がパワーユニットPUとして備わる車両1aの場合、図3の(a)に示す時刻t1でブレーキペダル12(図2参照)が踏み込み操作されたとき、制御手段150は、エンジン2が出力する動力を低下する構成であってもよい。
そして、制御手段150は、図3の(a)に示す時刻t2で車両1aが静止したと判定したときに、図3の(c)に示すようにブレーキホールド機能を作動する(ブレーキホールド機能をONにする)。
つまり、制御手段150は、ポンプ136の駆動で増大する制動力(車両1aに作用する制動力)が保持力PWHLDまで増大する間にエンジン2の出力を徐々に低下させ、車両1aに作用する制動力が保持力PWHLDになった時点(図3の(b)に示す時刻t3)でエンジン2を停止する構成とすればよい。
このような構成であっても、ブレーキホールド機能の作動時(時刻t2)には、エンジン2を停止することができ、エンジン2で消費される燃料の消費量を低減できる。つまり、電動機200(図1参照)が備わらない車両1aであっても、燃料の消費を低減してブレーキホールド機能を作動することができる。
さらに、本発明は、燃料電池から供給される電力で電動機200が駆動される燃料電池車にも適用できる。
2 エンジン(パワーユニット)
10 車両用ブレーキシステム
12 ブレーキペダル(ブレーキ操作部)
136 ポンプ(増力手段)
150 制御手段
200 電動機(パワーユニット)
PU パワーユニット
WFR 右側前輪(駆動輪)
WFL 左側前輪(駆動輪)
Claims (5)
- 駆動トルクを車両の駆動輪に発生させる動力を出力するパワーユニットを制御可能な制御手段と、
ブレーキ操作部が操作されたときに発生する制動力を増大する増力手段と、を有し、
前記ブレーキ操作部が操作されて発生した前記制動力を保持して車両を静止した状態に維持するブレーキホールド機能を作動可能に構成される車両用ブレーキシステムにおいて、
前記制御手段は、
前記制動力が作用して前記車両の速度が所定の速度閾値より低くなったときに当該車両が静止したと判定して前記ブレーキホールド機能を作動し、
前記パワーユニットからの前記動力の出力を低下させるとともに、前記制動力を前記増力手段で増大して保持することを特徴とする車両用ブレーキシステム。 - 前記制御手段は、
前記ブレーキホールド機能を作動するとき、
低下させる前記動力に相当するだけ、前記制動力を増大することを特徴とする請求項1に記載の車両用ブレーキシステム。 - 前記制御手段は、
前記ブレーキホールド機能を作動するときに、前記パワーユニットからの前記動力の出力を停止することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の車両用ブレーキシステム。 - 前記制御手段は、
前記ブレーキホールド機能を作動するときに、前記パワーユニットから出力される前記動力を漸減させ、前記制動力を漸増させることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の車両用ブレーキシステム。 - 前記制御手段は、
前記パワーユニットから出力される前記動力の単位時間あたりの変化量が、あらかじめ設定される所定量より大きい場合には前記制動力を変化させないことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の車両用ブレーキシステム。
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