JP2015110361A - Vehicular brake device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、運転者の操作から独立して制動力を制御可能なブレーキ・バイ・ワイヤ形式の車両のブレーキ装置に関する。 The present invention relates to a brake device for a vehicle of a brake-by-wire type capable of controlling a braking force independently of a driver's operation.
運転者の制動操作に依存せずに電子制御により、摩擦制動手段による通常制動とモータ・ジェネレータによる回生制動とを可能とし、且つABS(Antilock Brake System)またはVSA(Vehicle Stability Assist)制御が可能なブレーキ装置、いわゆるブレーキ・バイ・ワイヤが知られている(例えば、特許文献1参照)。このブレーキ装置は、ペダル反力発生装置であるペダルシミュレータを併用したモータ駆動シリンダにABS油圧ユニットまたはVSA油圧ユニットを組み合わせた構成とされている。 Electronic control that does not depend on the driver's braking operation enables normal braking by friction braking means and regenerative braking by a motor / generator, and ABS (Antilock Brake System) or VSA (Vehicle Stability Assist) control. A brake device, so-called brake-by-wire, is known (for example, see Patent Document 1). This brake device has a configuration in which an ABS hydraulic unit or a VSA hydraulic unit is combined with a motor-driven cylinder combined with a pedal simulator which is a pedal reaction force generator.
このブレーキ装置の制御部は、運転者による制動操作量(ブレーキペダル踏み込み量)に応じたブレーキ液圧の規範値を目標ブレーキ液圧に設定し、実ブレーキ液圧が目標ブレーキ液圧の値となるようにモータ駆動シリンダを駆動制御することで、運転者が要求するブレーキ液圧をホイールシリンダに発生させる。具体的には、制御部は、負荷液損特性に基づいた液圧−ストロークマップに従ってモータ駆動シリンダの目標ストロークを設定し、検出した実ストロークに用いてストロークフィードバック制御を行ったり、検出した実ブレーキ液圧を用いて液圧フィードバック制御を行ったりして、モータ駆動シリンダに対する供給電力を制御する。 The control unit of this brake device sets the reference value of the brake fluid pressure according to the braking operation amount (the brake pedal depression amount) by the driver as the target brake fluid pressure, and the actual brake fluid pressure is set to the target brake fluid pressure value. By controlling the drive of the motor-driven cylinder in such a manner, the brake fluid pressure required by the driver is generated in the wheel cylinder. Specifically, the control unit sets the target stroke of the motor-driven cylinder according to the hydraulic pressure-stroke map based on the load fluid loss characteristic, performs stroke feedback control using the detected actual stroke, or detects the detected actual brake. The power supply to the motor-driven cylinder is controlled by performing hydraulic pressure feedback control using the hydraulic pressure.
なお、ブレーキペダル操作量から目標ブレーキ液圧を算出するために用いるブレーキペダル操作量−液圧規範値マップは、負圧ブースタを用いたマスターシリンダが発生する液圧を直接ホイールシリンダに作用させる従来型の車両と同様の制動フィールを達成するために、従来型車両のペダル踏力−制動力特性を目標とし、この目標特性、ペダルシミュレータにより決定されるブレーキペダル操作量−ペダル踏力特性、および車両特性により決定されるブレーキ液圧−制動力特性を用いて設定している。 The brake pedal operation amount-hydraulic pressure reference value map used for calculating the target brake fluid pressure from the brake pedal operation amount is a conventional technique in which the hydraulic pressure generated by the master cylinder using the negative pressure booster is applied directly to the wheel cylinder. In order to achieve the same braking feel as a conventional vehicle, the pedal depression force-braking force characteristic of a conventional vehicle is targeted, and this target characteristic, the brake pedal operation amount determined by the pedal simulator-the pedal depression force characteristic, and the vehicle characteristic Is set using the brake fluid pressure-braking force characteristic determined by
バイ・ワイヤ形式以前の従来型のブレーキ装置においては、車両の重量やキャリパのサイズに応じて負圧ブースタのサイズ(最大出力)を変更することが多くあった。ところが、上記のようなバイ・ワイヤ形式のブレーキ装置においては、コストを削減するためにすべてのサイズの車に1つの仕様のシステムが適用されることがある。1つの仕様でシステムを構築する場合、大型車向けに出力を決定すると、小型車に対しては過剰性能となる。一方、小型車向けに出力を決定すると、大型車に対しては性能不足となる。 In conventional brake devices before the by-wire type, the size (maximum output) of the negative pressure booster was often changed according to the weight of the vehicle and the size of the caliper. However, in the by-wire type brake device as described above, a system with one specification may be applied to vehicles of all sizes in order to reduce costs. When constructing a system with one specification, if the output is determined for a large vehicle, the performance is excessive for a small vehicle. On the other hand, when the output is determined for a small vehicle, the performance is insufficient for a large vehicle.
このように、すべてのサイズの車に最適な出力を設定することは困難である。例えば、中型車向けに出力を決定したブレーキ装置を大型車に適用した場合や、小型車向けに出力を決定したブレーキ装置を中型車に適用した場合、目標ブレーキ液圧の変化が大きい急ブレーキ時には、負圧ブースタを用いた従来型のブレーキ装置に比べ、性能不足のために応答性が悪化することになる。 Thus, it is difficult to set the optimum output for all size vehicles. For example, when a brake device whose output is determined for a medium-sized vehicle is applied to a large vehicle, or when a brake device whose output is determined for a small vehicle is applied to a medium-sized vehicle, during sudden braking where the change in the target brake fluid pressure is large, Compared with a conventional brake device using a negative pressure booster, the responsiveness deteriorates due to insufficient performance.
本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、バイ・ワイヤ形式の車両のブレーキ装置において、目標ブレーキ液圧の変化が大きいブレーキ操作時や、目標ブレーキ液圧が比較的大きな所定値以上であるとき、目標ブレーキ液圧に対して液圧発生手段が発生する実ブレーキ液圧の応答が遅れているときなどにも、実ブレーキ液圧の応答遅れを抑制することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a background, and in a by-wire type vehicle brake device, when a brake operation with a large change in the target brake fluid pressure is performed or when the target brake fluid pressure is a relatively large predetermined value or more. Therefore, an object of the present invention is to suppress the response delay of the actual brake fluid pressure even when the response of the actual brake fluid pressure generated by the fluid pressure generating means is delayed with respect to the target brake fluid pressure.
このような課題は、本発明の一側面によれば、電力駆動され、作動量に応じたブレーキ液圧(BP)を発生する第1液圧発生手段(モータ駆動シリンダ13)と、運転者による制動操作量(PS)に基づいて目標ブレーキ液圧(BPt1)を設定し、当該目標ブレーキ液圧に基づいて前記第1液圧発生手段(13)を駆動制御する第1液圧制御手段(11)と、車輪(2)に付設され、前記第1液圧発生手段(13)から供給されるブレーキ液圧によって駆動される摩擦制動手段(ディスクブレーキ7)と、前記摩擦制動手段(7)に供給される実ブレーキ液圧(BPa)を検出する実ブレーキ液圧検出手段(25b)と、電動ポンプ(26f)の作動によりブレーキ液圧(BP)を発生する第2液圧発生手段(VSA装置26)と、車両の走行状態に応じて前記第2液圧発生手段(26)を駆動制御する第2液圧制御手段(26a)とを備え、前記目標ブレーキ液圧(BPt1)の変化速度(dBPt1/dt)が所定値(TH1)以上であるとき、前記目標ブレーキ液圧(BPt1)と前記実ブレーキ液圧(BPa)との偏差(ΔBP)が所定値(TH2)以上であるとき、および前記目標ブレーキ液圧(BPt1)が所定値(TH3)以上であるときの3つの条件のうち、少なくとも1つの条件が成立した場合、前記第2液圧制御手段(26a)は、前記実ブレーキ液圧(BPa)が前記目標ブレーキ液圧(BPt1)に近づくように、前記第2液圧発生手段(26)を駆動する車両(V)のブレーキ装置(1)を提供することにより達成される。 According to one aspect of the present invention, such a problem is caused by the first hydraulic pressure generating means (the motor drive cylinder 13) that is driven by electric power and generates the brake hydraulic pressure (BP) corresponding to the operation amount, and the driver. A first hydraulic pressure control means (11) that sets a target brake hydraulic pressure (BPt1) based on the braking operation amount (PS) and drives and controls the first hydraulic pressure generating means (13) based on the target brake hydraulic pressure. ), Friction braking means (disc brake 7) attached to the wheel (2) and driven by brake hydraulic pressure supplied from the first hydraulic pressure generating means (13), and friction braking means (7) Actual brake fluid pressure detecting means (25b) for detecting the supplied actual brake fluid pressure (BPa), and second fluid pressure generating means (VSA device) for generating brake fluid pressure (BP) by the operation of the electric pump (26f) 26) and the vehicle Second hydraulic pressure control means (26a) for driving and controlling the second hydraulic pressure generating means (26) according to the row state, and the change speed (dBPt1 / dt) of the target brake hydraulic pressure (BPt1) is predetermined. When the difference (ΔBP) between the target brake fluid pressure (BPt1) and the actual brake fluid pressure (BPa) is equal to or greater than a predetermined value (TH2), When at least one of three conditions when BPt1) is equal to or greater than a predetermined value (TH3) is satisfied, the second hydraulic pressure control means (26a) indicates that the actual brake hydraulic pressure (BPa) is This is achieved by providing the brake device (1) of the vehicle (V) that drives the second hydraulic pressure generating means (26) so as to approach the target brake hydraulic pressure (BPt1).
この車両のブレーキ装置によれば、車両挙動に関わらず、少なくとも1つの条件が成立した場合に第2液圧制御手段が第2液圧発生手段を駆動することによって実ブレーキ液圧を上昇させることができるため、摩擦制動の応答遅れを抑制することができる。 According to this vehicle brake device, the second hydraulic pressure control means drives the second hydraulic pressure generating means to increase the actual brake hydraulic pressure when at least one condition is satisfied regardless of the vehicle behavior. Therefore, the response delay of friction braking can be suppressed.
また、本発明の一側面によれば、前記第2液圧制御手段(26a)は、緊急ブレーキ判定時に前記第2液圧発生手段(26)にアシストブレーキを発生させるブレーキアシスト制御を行い、前記少なくとも1つの条件が成立した場合に前記第2液圧制御手段(26a)が前記第2液圧発生手段(26)を駆動するときの作動量(PV)は、前記ブレーキアシスト制御により前記第2液圧制御手段(26a)が前記第2液圧発生手段(26)を駆動するときの作動量(Pe)よりも小さい構成とすることができる。 According to another aspect of the present invention, the second hydraulic pressure control means (26a) performs brake assist control for causing the second hydraulic pressure generation means (26) to generate an assist brake at the time of emergency brake determination, and The amount of operation (PV) when the second hydraulic pressure control means (26a) drives the second hydraulic pressure generation means (26) when at least one condition is satisfied is determined by the brake assist control. The hydraulic pressure control means (26a) can be configured to be smaller than the operation amount (Pe) when driving the second hydraulic pressure generation means (26).
この構成によれば、少なくとも1つの条件が成立した場合に作動する第2液圧発生手段には、さらに作動できるマージンが残されることになるため、緊急ブレーキ判定時には第2液圧発生手段にアシストブレーキを発生させることができる。 According to this configuration, the second hydraulic pressure generating means that operates when at least one condition is satisfied leaves a margin for further operation, and therefore assists the second hydraulic pressure generating means in emergency brake determination. A brake can be generated.
また、本発明の一側面によれば、前記少なくとも1つの条件が成立した場合に前記第2液圧制御手段(26a)が前記第2液圧発生手段(26)を駆動しているときに、前記実ブレーキ液圧(BPa)が前記目標ブレーキ液圧(BPt1)に達した場合、前記第2液圧制御手段(26a)は、前記第1液圧制御手段(11)が前記第1液圧発生手段(13)の作動量を低下させる前に、前記第2液圧発生手段(26)の作動量を低下させる構成とすることができる。 According to another aspect of the present invention, when the second hydraulic pressure control means (26a) drives the second hydraulic pressure generation means (26) when the at least one condition is satisfied, When the actual brake fluid pressure (BPa) reaches the target brake fluid pressure (BPt1), the second fluid pressure control means (26a) is configured so that the first fluid pressure control means (11) is the first fluid pressure. Before the operating amount of the generating means (13) is reduced, the operating amount of the second hydraulic pressure generating means (26) can be reduced.
運転者による制動操作量に基づいて制動力を発生させる第1液圧発生手段は、一般的に、緊急ブレーキ判定時に作動する第2液圧制御手段に比べて制御精度が高く設定される。そこで、このような構成とすることにより、目標ブレーキ液圧と実ブレーキ液圧との偏差が大きくなることを防止できる。 The first hydraulic pressure generating means for generating a braking force based on the amount of braking operation performed by the driver is generally set with higher control accuracy than the second hydraulic pressure control means that operates at the time of emergency brake determination. Therefore, by adopting such a configuration, it is possible to prevent a deviation between the target brake fluid pressure and the actual brake fluid pressure from increasing.
このように本発明によれば、ブレーキペダルのリリース操作が行われたときに、制御の切替によって液圧発生手段の作動量を初期値に戻すことができ、かつ制御切替時の作動音を抑制できる車両用ブレーキ装置を提供することができる。 Thus, according to the present invention, when the brake pedal release operation is performed, the operation amount of the hydraulic pressure generating means can be returned to the initial value by switching the control, and the operation sound at the time of switching the control is suppressed. It is possible to provide a vehicular brake device.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本発明に係るブレーキ装置1が適用された電気自動車またはハイブリッド自動車(以下、単に自動車Vと記す。)のブレーキ系の概略構成図である。自動車Vは、車両前側に配設された左右一対の前輪2Fと、車両後側に配設された左右一対の後輪2Rとを有する。左右の前輪2Fに連結された前輪車軸3にはモータ・ジェネレータ4が機械的に連結されている。なお、差動機構は図示省略する。図示の例では自動車Vは前輪駆動とされているが、他の実施形態では、後輪2Rを駆動するモータ・ジェネレータ4を設けて四輪駆動とすることもできる。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a brake system of an electric vehicle or a hybrid vehicle (hereinafter simply referred to as a vehicle V) to which the brake device 1 according to the present invention is applied. The automobile V has a pair of left and right
モータ・ジェネレータ4は、車両走行用の電動機と回生用の発電機とを兼ねたものである。モータ・ジェネレータ4は、二次電池であるバッテリ5を電源として、後述する制御ユニット11によってインバータ6を介してバッテリ5からの電力供給とバッテリ5に対する電力供給(充電)とを制御され、減速時には減速エネルギを電力に変換回生して回生制動力を発生する回生制動手段をなす。
The motor / generator 4 serves as both a motor for driving a vehicle and a generator for regeneration. The motor / generator 4 is controlled by the
前輪2F及び後輪2Rの各車輪2には、摩擦制動を行う摩擦制動手段として、車輪2(前輪2F、後輪2R)と一体のディスク7a及びホイールシリンダ7bを備えるキャリパによって構成される公知のディスクブレーキ7が設けられている。ホイールシリンダ7bには、公知のブレーキ配管を介して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、後に詳述するが、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によって構成されている。
Each wheel 2 of the
前輪2F及び後輪2Rの各車輪2には、対応する車輪速を検出する車輪速検出手段としての車輪速センサ9が設けられており、運転者のブレーキ操作に供されるブレーキペダル10には、その操作量(踏み込み量)を検出するペダルストロークセンサ10aが設けられている。
Each wheel 2 of the
自動車Vには、CPUを用いた制御回路を備えることで車両の各種制御を行い、制動力配分手段として機能する制御ユニット11が設けられている。制御ユニット11には、上記インバータ6が電気的に接続されている。制御ユニット11には各車輪速センサ9とペダルストロークセンサ10aとの各検出信号が入力する。なお、電気自動車の場合にはこの構成のままでよいが、ハイブリッド自動車の場合には、前輪車軸3に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。
The automobile V is provided with a
制御ユニット11は、ブレーキペダル10のペダルストロークセンサ10aの出力信号が初期値(=0)から増大した場合に制動の指令が発生したと判断し、ブレーキ液圧発生装置8による制動時の制御を行う。このように、回生制動を行いかつ油圧制動も行う回生協調制御を行うことから、ブレーキ装置1にはブレーキ・バイ・ワイヤが採用される。
The
次に、図2を参照して本発明が適用されたブレーキ装置1について説明する。本実施形態のブレーキ装置1は、運転者の操作から独立して制動力を制御可能ないわゆるブレーキ・バイ・ワイヤを構成している。すなわち、ブレーキペダル10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BPを発生させるのではなく、ブレーキペダル10の操作量(ブレーキペダル操作量PS)をペダルストロークセンサ10aで検出し、この操作量検出値に基づいて電動サーボモータ12を駆動してモータ駆動シリンダ13を作動させてブレーキ液圧BPを発生させる。
Next, the brake device 1 to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. The brake device 1 of the present embodiment constitutes a so-called brake-by-wire that can control the braking force independently of the operation of the driver. That is, the operation of the
ブレーキペダル10は車体に回動自在に支持されており、運転者の制動操作に応じて円弧運動を行う。ブレーキペダル10にはその円弧運動を略直線運動に変換するロッド14の一端が連結されており、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に対し、運転者の制動操作に応じて押し込むように係合している。マスターシリンダ15における第1ピストン15aのロッド14と相反する側には、第2ピストン15bが直列的に配設されており、各ピストン15a・15bはそれぞれロッド14側にばね付勢されている。なお、ブレーキペダル10は、ばね付勢され、図示されないストッパによって止められて図2の状態である待機位置に位置している。
The
マスターシリンダ15には、各ピストン15a・15bの変位によってブレーキ液が不足した際にブレーキ液を補充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と相反する側に第2液室17bが形成されている。
The
一方、上記したモータ駆動シリンダ13には、上記電動サーボモータ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、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に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。
On the other hand, the
第2ピストン21bには第1ピストン21a側に延出する連結部材20の一端部が固設されており、連結部材20の他端部は第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の前進(第2ピストン21b側への変位)時は第2ピストン21bと別個に変位可能であるが、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によってロッド19側にばね付勢されている。
One end of a connecting
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が設けられており、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液圧発生室23aが形成され、第2ピストン21bの第1ピストン21aと相反する側に第2液圧発生室23bが形成されている。
The
そして、マスターシリンダ15の第1液室17aが、常時開型の電磁弁24aを介してモータ駆動シリンダ13の第1液圧発生室23aと連通し、第2液室17bが、常時開型の電磁弁24bを介してモータ駆動シリンダ13の第2液圧発生室23bと連通し得るようにそれぞれ配管されている。なお、第1液室17aと電磁弁24aとの間には、マスターシリンダ15が発生するマスターシリンダ側液圧を検出するマスターシリンダ側ブレーキ圧センサ25aが接続され、電磁弁24bと第2液圧発生室23bとの間には、モータ駆動シリンダ13が発生する実ブレーキ液圧BPaを検出する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
第2液室17bと電磁弁24bとの間には、常時閉型の電磁弁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の電磁弁24c側に貯液室28bが形成され、ピストン28aの貯液室28b側と相反する側には圧縮コイルばね28cが受容されている。両電磁弁24a・24bが閉じていると共に電磁弁24cが開いている状態で、ブレーキペダル10を踏み込んで第2液室17b内のブレーキ液が貯液室28bに入り込むことにより、圧縮コイルばね28cの付勢力がブレーキペダル10に伝達され、これによりマスターシリンダ15とホイールシリンダ7bとが直結されている公知の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ようになっている。
A cylinder-
さらに、モータ駆動シリンダ13の第1液圧発生室23aと第2液圧発生室23bとは、それぞれVSA装置26を介して複数(図示例では4つ)のホイールシリンダ7bに連通するように配管されている。
Further, the first hydraulic
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)、旋回時のヨーモーメント制御、ブレーキアシスト機能、衝突回避・レーンキープなどのための自動ブレーキ機能等を備えた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良い。VSA装置26は、前輪2Fの各ホイールシリンダ7bに対応する第1系統と、後輪2Rの各ホイールシリンダ7bに対応する第2系統とを有しており、それぞれの系統に設けられた常閉型のアウトバルブ(減圧弁)26b、低圧リザーバ26c、常開型のインバルブ26dおよび制御弁(レギュレータバルブ)26e、並びに両系統に共通に設けられたポンプモータ26fなどの各種油圧素子と、これらを制御するVSA制御ユニット26aとによって構成されている。
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11によって総合的に制御されるようになっている。制御ユニット11には、ペダルストロークセンサ10a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)からの検出信号も入力している。制御ユニット11は、ペダルストロークセンサ10aからの検出信号と上記各種センサからの検出信号に基づき、モータ駆動シリンダ13を駆動制御してディスクブレーキ7に発生させる摩擦制動力を制御する。さらに、本実施形態の対象車両となるハイブリッド車(または電気自動車)の場合には、モータ・ジェネレータ4による回生制御を行うようにしており、制御ユニット11は、回生制御を行う場合の回生制動力の大きさに対するモータ駆動シリンダ13による摩擦制動力の大きさの配分制御も行う。
The brake
次に、通常制動時の制御要領について説明する。図2は、運転者がブレーキペダル10を操作していない状態である。ペダルストロークセンサ10aの検出値は初期値(=0)であり、基本的には制御ユニット11からブレーキ液圧発生信号は出力されない。この状態では、図2に示されるように、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によって付勢されている各ピストン21a・21bも後退しており、両液圧発生室23a・23bにブレーキ液圧BPは発生していない。
Next, a control procedure during normal braking will be described. FIG. 2 shows a state where the driver is not operating the
ブレーキペダル10が踏み込まれて、ペダルストロークセンサ10aの検出値が0よりも大きくなった場合には、制御ユニット11はブレーキ・バイ・ワイヤによる制御を行うべく、両電磁弁24a・24bを閉じて、マスターシリンダ15で発生する液圧がモータ駆動シリンダ13へ伝達されるのを遮断すると共に、電磁弁24cを開いてシミュレータ28に伝達されるようにする。そして、ペダルストロークセンサ10aで検出された制動操作量の検出値(ブレーキペダル操作量PS)に基づいて、回生制動力を考慮した上でモータ駆動シリンダ13に対する目標ブレーキ液圧BPt1が設定され、この目標ブレーキ液圧BPt1に対応する目標電流Itが制御ユニット11から電動サーボモータ12に出力される。これにより、ねじ溝付きロッド19すなわち第1ピストン21aが押し出される向きに駆動されて、入力としてのブレーキペダル10の踏み込み量(ブレーキペダル操作量PS)に応じたブレーキ液圧BPが第1液圧発生室23aに発生する。同時に、第1液圧発生室23aの液圧によって押圧され、第2ピストン21bが戻しばね27bの付勢力に抗して変位し、第2液圧発生室23bにも同じ大きさのブレーキ液圧BPが発生する。
When the
運転者がブレーキペダル10を戻す方向に変位させた場合には、ペダルストロークセンサ10aで検出された戻し方向変位に応じて、電動サーボモータ12がねじ溝付きロッド19すなわち第1ピストン21aを初期位置側に戻すことにより、ブレーキペダル10の踏み込み量に応じてブレーキ液圧BPを低減させることができる。また、ブレーキペダル10が図示されない戻しばねによって初期位置に戻された場合には、制御ユニット11が電磁弁24a・24bを開く。それに伴って各ホイールシリンダ7bのブレーキ液がモータ駆動シリンダ13を介してリザーバタンク16に戻り、制動力は解除される。基本的にはペダルストロークセンサ10aの検出値が初期値になることにより、第1ピストン21aが初期位置に戻り、前述したように連結部材20を介して第2ピストン21bも初期位置に戻る。
When the driver displaces the
上記モータ駆動シリンダ13で発生したブレーキ液圧BPは、VSA装置26が作動していない場合には、前後輪の各ホイールシリンダ7bに均等に供給される。一方、VSA装置26による各輪に対する制動力分配制御が行われる場合には、その制御に応じて各輪のホイールシリンダ7bに供給されるブレーキ液圧BPが調整される。また、VSA装置26が作動し、モータ駆動シリンダ13の作動によるブレーキ液圧BPの発生とは別個にVSA装置26による補助液圧(ブレーキ液圧BP)がモータ駆動シリンダ13の下流で発生する場合、ポンプモータ26fにより加圧されたブレーキ液をインバルブ26dを通してホイールシリンダ7bへ供給することで加圧が行われ、アウトバルブ26bを通して低圧リザーバ26c側へブレーキ液を排出することで減圧が行われる。
The brake hydraulic pressure BP generated in the
回生ブレーキが同時に作動する場合には、制御ユニット11がモータ・ジェネレータ4を発電機として制御し、ブレーキペダル10によるブレーキペダル操作量PSなどに応じて回生ブレーキ量を増減する。そして、ブレーキペダル操作量PSの大きさ(運転者が要求する減速力の大きさ)に対して回生ブレーキだけでは不足する車体減速度に対応するよう、制御ユニット11が上記した電動サーボモータ12によってモータ駆動シリンダ13を駆動制御して、回生ブレーキと油圧ブレーキとによる回生協調制御を行う。上述の例においては、ブレーキペダル10の踏み込み量に対応した摩擦制動力をモータ駆動シリンダ13が発生するように構成したが、この場合には公知の方法を用いてモータ駆動シリンダ13の作動量を決定するように構成することができる。例えばブレーキペダル操作量PSに対応して決定される総制動力から実際の回生制動力を減じた値に対応する制動力要求を入力として目標ブレーキ液圧BPt1を設定したり、総制動力に対してある比率の制動力が発生するようにモータ駆動シリンダ13の作動量を決定したりすれば良い。
When the regenerative brake operates simultaneously, the
次に、図3を参照して第1実施形態に基づく制御ユニット11およびVSA制御ユニット26aの要部の構成について説明する。
Next, with reference to FIG. 3, the structure of the principal part of the
まず、電動サーボモータ12の制御ユニット11について説明する。ペダルストロークセンサ10aからの検出信号であるブレーキペダル操作量(変位)PSが目標液圧設定回路31に入力しており、目標液圧設定回路31では、例えばマップや関数を用いて、ブレーキペダル10のブレーキペダル操作量PSに対応する目標ブレーキ液圧BPt1を設定する。なお、目標液圧設定回路31への入力は必ずしもブレーキペダル操作量PSである必要はなく、検出可能な操作量(マスターシリンダ側ブレーキ圧センサ25aの液圧や踏力等)としても良い。
First, the
目標液圧設定回路31で設定された目標ブレーキ液圧BPt1は、目標ストローク量設定回路32に入力する。目標ストローク量設定回路32は、例えばマップや関数を用いて、目標ブレーキ液圧BPt1に対応するモータ駆動シリンダ13の目標ストローク量Stを設定する。目標ストローク量設定回路32で設定された目標ストローク量Stは、減算器33に加算値として入力する。減算器33には、電動サーボモータ12に付設された回転角センサ12a(例えばロータリエンコーダ)の検出結果も入力している。回転角センサ12aが検出した電動サーボモータ12の回転角θa(実回転角)は、まずストローク変換器34に入力し、ストローク変換器34でモータ駆動シリンダ13の実ストローク量Saに変換された後に、減算値として減算器33に入力している。減算器33からの出力はフィードバック制御回路35に入力する。
The target brake fluid pressure BPt1 set by the target fluid
フィードバック制御回路35は、減算器33からの出力、すなわち目標ストローク量Stと実ストローク量Saとの偏差ΔSに基づいて、電動サーボモータ12に供給すべき第1目標電流It1を設定する。フィードバック制御回路35は、例えば、ストローク量Sの偏差ΔSに基づいてPID制御によってPWM制御におけるデューティ比を第1目標電流It1として設定する構成とすることができる。これらの目標ストローク量設定回路32、減算器33およびフィードバック制御回路35により、目標ストローク量Stに基づいてモータ駆動シリンダ13を駆動制御するストローク制御回路36が構成される。
The
ストローク制御回路36のフィードバック制御回路35で設定された第1目標電流It1は、制御切替回路37に入力し、制御切替回路37によってストローク制御が選択されている場合には、ドライバを介して電動サーボモータ12に供給される。これにより、目標ストローク量Stに応じた作動をモータ駆動シリンダ13が行う。
The first target current It1 set by the
また、目標液圧設定回路31で設定された目標ブレーキ液圧BPt1は、ストローク制御回路36と並列に設けられた液圧制御回路38の減算器39にも加算値として入力する。減算器39には、モータ駆動シリンダ側ブレーキ圧センサ25bが検出した実ブレーキ液圧BPaの検出信号も減算値として入力している。減算器39からの出力はフィードバック制御回路40に入力する。
The target brake hydraulic pressure BPt1 set by the target hydraulic
フィードバック制御回路40は、減算器39からの出力、すなわち目標ブレーキ液圧BPt1と実ブレーキ液圧BPaとの偏差ΔBPに基づいて、電動サーボモータ12に供給すべき第2目標電流It2を設定する。フィードバック制御回路35は、例えば、ブレーキ液圧BPの偏差ΔBPに基づいてPID制御によってPWM制御におけるデューティ比を第2目標電流It2として設定する構成とすることができる。これらの減算器39およびフィードバック制御回路40により、目標ブレーキ液圧BPt1に基づいてモータ駆動シリンダ13を駆動制御する液圧制御回路38が構成される。
The
液圧制御回路38のフィードバック制御回路40で設定された第2目標電流It2は、制御切替回路37に入力し、制御切替回路37によって液圧制御が選択されている場合には、ドライバ回路を介して電動サーボモータ12に供給される。これにより、目標ブレーキ液圧BPt1に応じた作動をモータ駆動シリンダ13が行う。
The second target current It2 set by the
制御切替回路37には、ペダルストロークセンサ10aが検出したブレーキペダル操作量PSや、モータ駆動シリンダ側ブレーキ圧センサ25bが検出した実ブレーキ液圧BPaの検出信号も入力している。制御切替回路37は、これらの検出信号に応じ、ストローク制御回路36が設定した第1目標電流It1と液圧制御回路38が設定した第2目標電流It2とのいずれかを目標電流Itとして選択する。
The
本実施形態では、制御切替回路37は、運転者がブレーキペダル10を踏み込むことでブレーキペダル操作量PSが増大する踏込み操作が開始されると、第2目標電流It2を目標電流Itとして選択する。そして、運転者がブレーキペダル10の踏み込みを戻すことでブレーキペダル操作量PSが低減する戻し操作の際に、より詳細には、実ブレーキ液圧BPaが初期値(例えば、0MPa)になった後に、制御切替回路37は、第1目標電流It1を目標電流Itとして選択する。言い換えれば、目標電流Itに設定する値を第2目標電流It2から第1目標電流It1に変更し、液圧制御回路38による制御からストローク制御回路36による制御に切り替える。
In the present embodiment, the
目標電流Itは、前述したようにドライバを介して電動サーボモータ12に供給される。これにより、運転者が戻し操作を行った際に、目標ブレーキ液圧BPt1にヒステリシス特性が与えられることなどに起因して、実ブレーキ液圧BPaが初期値になってもモータ駆動シリンダ13の実ストローク量Saが初期値に戻らなくなっている場合であっても、ストローク制御回路36による制御への切り替えによってモータ駆動シリンダ13の実ストローク量Saが初期値に戻ることになる。
The target current It is supplied to the
ブレーキペダル操作量PSは、緊急ブレーキ判定部41にも入力している。緊急ブレーキ判定部41にはこのほかに車速Vsなども入力している。緊急ブレーキ判定部41は、入力したこれらの信号に基づき、高速度から踏み続けられるブレーキペダル10の踏込み操作やブレーキペダル10の急激な踏込み操作などを検知すると、緊急ブレーキと判定して緊急ブレーキ信号EBを出力する。
The brake pedal operation amount PS is also input to the emergency
次に、VSA制御ユニット26aについて説明する。VSA制御ユニット26aは、液圧設定部42および配分設定部43を有している。液圧設定部42には、図示しないセンサから前輪舵角δf、車速Vs、ヨーレイトγなどの検出信号が入力しており、これらの入力信号は旋回時のヨーモーメント制御に用いられる。また、液圧設定部42には、制御ユニット11から緊急ブレーキ信号EBが入力している。液圧設定部42は、入力するこれらの信号に基づいて、ポンプモータ26fの駆動によってVSA装置26に発生させるべき目標ブレーキ液圧BPt2を設定する。なお、緊急ブレーキ信号EBが入力しているときには、目標ブレーキ液圧BPt2は車輪2がスリップによりロックしない範囲で可能な限り大きな値Peに設定される。なお、緊急ブレーキ信号EBが入力しているときには目標ブレーキ液圧BPt1の目標ブレーキ液圧を加算・増加させて、この加算・増加させた目標ブレーキ液圧に基づいてポンプモータ26f及びモータ駆動シリンダ13を駆動させてもよい。これによって緊急ブレーキ時にも応答性の低下を防ぐことができる。
Next, the
目標ブレーキ液圧BPt2は配分設定部43に入力する。配分設定部43には制御ユニット11から目標ブレーキ液圧BPt1も入力している。配分設定部43は、入力したこれらの目標ブレーキ液圧BPt1、BPt2の各車輪2への配分を決定し、ポンプモータ26fに対する目標電流It3や、各種油圧素子に対する駆動電流をVSA装置26に対して出力する。
The target brake fluid pressure BPt2 is input to the
制御ユニット11の目標液圧設定回路31で設定された目標ブレーキ液圧BPt1は、微分器44を介して第1閾値判定部45に入力するとともに、第3閾値判定部47に直接入力している。一方、液圧制御回路38で算出された目標ブレーキ液圧BPt1と実ブレーキ液圧BPaとの偏差ΔBPが、第2閾値判定部46に入力している。微分器44は、目標ブレーキ液圧BPt1を微分することにより、目標ブレーキ液圧BPt1の変化速度dBPt1/dtを算出する。第1閾値判定部45は、目標ブレーキ液圧BPt1の変化速度dBPt1/dtが所定の判定閾値TH1よりも大きい場合に第1補助信号A1を出力する。第2閾値判定部46は、目標ブレーキ液圧BPt1と実ブレーキ液圧BPaとの偏差ΔBPが所定の判定閾値TH2よりも大きい場合に第2補助信号A2を出力する。第3閾値判定部47は、目標ブレーキ液圧BPt1が所定の判定閾値TH3よりも大きい場合に第3補助信号A3を出力する。なお、これらの判定閾値TH1、TH2およびTH3はいずれも、緊急ブレーキ判定に用いられる値よりも小さな値である。
The target brake fluid pressure BPt1 set by the target fluid
これらの補助信号A1〜A3は液圧設定部42に入力する。液圧設定部42は、これらの補助信号A1〜A3のうちの少なくとも1つが入力している場合、モータ駆動シリンダ13の応答性を上回るブレーキ操作が行われているものと捉え、ディスクブレーキ7に供給される実ブレーキ液圧BPaが目標ブレーキ液圧BPt1(運転者によるブレーキペダル操作量PSに応じた値)に近づくように、VSA装置26に発生させるべき目標ブレーキ液圧BPt2を設定する。すると、ポンプモータ26fに対する目標電流It3の供給によってVSA装置26が駆動され、モータ駆動シリンダ13の駆動によって上昇している実ブレーキ液圧BPaに応答補助液圧が加算される。なお、このときの目標ブレーキ液圧BPt2は、緊急ブレーキ信号EBの入力に応じて行うブレーキアシスト制御により設定される値よりも小さく設定される。
These auxiliary signals A1 to A3 are input to the hydraulic
このように構成されたブレーキ装置1の作用について、図4を参照しながら説明する。時点t1において、運転者によるブレーキペダル10の操作に応じて実線で示す目標ブレーキ液圧BPt1が急激に立ち上がった場合、モータ駆動シリンダ13の性能が不足していると、従来の制御であれば実ブレーキ液圧BPaは一点鎖線で示すように目標ブレーキ液圧BPt1に遅れて立ち上がる。一方、本実施形態では、例えば、時点t2において、目標ブレーキ液圧BPt1が判定閾値TH3よりも大きくなり、前述した第3補助信号A3が入力すると、目標ブレーキ液圧BPt2が太破線で示すようにプラス側の所定値PVに設定される。すると、時点t2以降、実ブレーキ液圧BPaが二点鎖線で示すように従来に比べて急激に大きくなる。これにより、ディスクブレーキ7による摩擦制動の応答遅れが抑制される。
The operation of the brake device 1 configured as described above will be described with reference to FIG. If the target brake fluid pressure BPt1 indicated by the solid line suddenly rises in response to the operation of the
なお、目標ブレーキ液圧BPt2に設定される所定値PVは、緊急時のブレーキアシスト制御で設定される値Peよりも小さな値とされる。これにより、補助信号A1〜A3のうちの少なくとも1つが入力した場合に作動するVSA装置26には、さらに作動できるマージンが残されることになるため、緊急ブレーキ判定時にはVSA装置26がアシストブレーキを発生可能である。
The predetermined value PV set for the target brake hydraulic pressure BPt2 is set to a value smaller than the value Pe set in the emergency brake assist control. This leaves a margin for further operation in the
その後、実ブレーキ液圧BPaが目標ブレーキ液圧BPt1に達した時点t3において、目標ブレーキ液圧BPt2は、モータ駆動シリンダ13に対する目標ブレーキ液圧BPt1が低下する前に低下するように設定される。運転者によるブレーキ操作量に基づいて制動力を発生させるモータ駆動シリンダ13は、一般的に、緊急ブレーキ判定時に作動するVSA装置26に比べて制御精度が高く設定される。そのため、目標ブレーキ液圧BPt2がこのように設定されることにより、目標ブレーキ液圧BPt1と実ブレーキ液圧BPaとの偏差ΔBPが大きくなることが防止される。
Thereafter, at the time point t3 when the actual brake fluid pressure BPa reaches the target brake fluid pressure BPt1, the target brake fluid pressure BPt2 is set to decrease before the target brake fluid pressure BPt1 with respect to the
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態では、一例として電気自動車またはハイブリッド自動車に本発明を適用しているが、エンジンEのみによって駆動される自動車Vに本発明を適用してもよい。また、上記実施形態では、補助信号A1〜A3のうちの少なくとも1つが入力している場合に、VSA制御ユニット26aがVSA装置26に発生させるべき目標ブレーキ液圧BPt2を設定しているが、補助信号A1〜A3のうち複数の信号が入力した場合や、補助信号A1〜A3のうちの少なくとも1つの入力と他の条件とが成立した場合に、目標ブレーキ液圧BPt2を設定するようにしてもよい。また、上記実施形態では電流値に基づいて電動サーボモータ12を制御しているが、デューティ比などを用いたPWM制御によってモータを制御してもよい。さらに、各部材や部位の具体的構成や配置、数量、数値、具体的制御態様などは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。一方、上記実施形態に示したブレーキ装置1の各構成要素は必ずしも全てが必須ではなく、適宜選択することができる。
Although the description of the specific embodiment is finished as described above, the present invention is not limited to the above embodiment and can be widely modified. For example, in the above-described embodiment, the present invention is applied to an electric vehicle or a hybrid vehicle as an example. However, the present invention may be applied to a vehicle V driven only by the engine E. In the above embodiment, the target brake hydraulic pressure BPt2 to be generated by the
1 ブレーキ装置
2 車輪
7 ディスクブレーキ(摩擦制動手段)
11 制御ユニット(第1液圧制御手段)
13 モータ駆動シリンダ(第1液圧発生手段)
25b モータ駆動シリンダ側ブレーキ圧センサ(実ブレーキ液圧検出手段)
26 VSA装置(第2液圧発生手段)
26a VSA制御ユニット(第2液圧制御手段)
26f ポンプモータ(電動ポンプ)
BP ブレーキ液圧
BPa 実ブレーキ液圧
BPt1 目標ブレーキ液圧(モータ駆動シリンダ13に対する)
ΔBP 目標ブレーキ液圧BPt1と実ブレーキ液圧BPaとの偏差
PS ブレーキペダル操作量(制動操作量)
PV 所定値(1つの条件が成立した場合のVSA装置26に対する目標ブレーキ液圧BPt2)
Pe 値(ブレーキアシスト制御によるVSA装置26に対する目標ブレーキ液圧BPt2)
V 自動車
1 Brake device 2
11 Control unit (first hydraulic pressure control means)
13 Motor driven cylinder (first hydraulic pressure generating means)
25b Motor drive cylinder side brake pressure sensor (actual brake fluid pressure detection means)
26 VSA device (second hydraulic pressure generating means)
26a VSA control unit (second hydraulic pressure control means)
26f Pump motor (electric pump)
BP Brake fluid pressure BPa Actual brake fluid pressure BPt1 Target brake fluid pressure (for motor drive cylinder 13)
ΔBP Deviation between target brake fluid pressure BPt1 and actual brake fluid pressure BPa PS Brake pedal operation amount (braking operation amount)
PV predetermined value (target brake hydraulic pressure BPt2 for the
Pe value (target brake hydraulic pressure BPt2 for the
V car
Claims (3)
運転者による制動操作量に基づいて目標ブレーキ液圧を設定し、当該目標ブレーキ液圧に基づいて前記第1液圧発生手段を駆動制御する第1液圧制御手段と、
車輪に付設され、前記第1液圧発生手段から供給されるブレーキ液圧によって駆動される摩擦制動手段と、
前記摩擦制動手段に供給される実ブレーキ液圧を検出する実ブレーキ液圧検出手段と、
電動ポンプの作動によりブレーキ液圧を発生する第2液圧発生手段と、
車両の走行状態に応じて前記第2液圧発生手段を駆動制御する第2液圧制御手段とを備え、
前記目標ブレーキ液圧の変化速度が所定値以上であるとき、前記目標ブレーキ液圧と前記実ブレーキ液圧との偏差が所定値以上であるとき、および前記目標ブレーキ液圧が所定値以上であるときの3つの条件のうち、少なくとも1つの条件が成立した場合、前記第2液圧制御手段は、前記実ブレーキ液圧が前記目標ブレーキ液圧に近づくように、前記第2液圧発生手段を駆動することを特徴とする車両のブレーキ装置。 A first hydraulic pressure generating means that is driven by electric power and generates a brake hydraulic pressure according to an operation amount;
First hydraulic pressure control means for setting a target brake hydraulic pressure based on a braking operation amount by a driver and drivingly controlling the first hydraulic pressure generating means based on the target brake hydraulic pressure;
Friction braking means attached to a wheel and driven by brake hydraulic pressure supplied from the first hydraulic pressure generating means;
Actual brake fluid pressure detecting means for detecting actual brake fluid pressure supplied to the friction braking means;
Second hydraulic pressure generating means for generating brake hydraulic pressure by the operation of the electric pump;
Second fluid pressure control means for driving and controlling the second fluid pressure generating means according to the running state of the vehicle,
When the change speed of the target brake fluid pressure is a predetermined value or more, when a deviation between the target brake fluid pressure and the actual brake fluid pressure is a predetermined value or more, and the target brake fluid pressure is a predetermined value or more. When at least one of the three conditions is satisfied, the second hydraulic pressure control means sets the second hydraulic pressure generating means so that the actual brake hydraulic pressure approaches the target brake hydraulic pressure. A brake device for a vehicle, characterized by being driven.
前記少なくとも1つの条件が成立した場合に前記第2液圧制御手段が前記第2液圧発生手段を駆動するときの作動量は、前記ブレーキアシスト制御により前記第2液圧制御手段が前記第2液圧発生手段を駆動するときの作動量よりも小さいことを特徴とする、請求項1に記載の車両のブレーキ装置。 The second hydraulic pressure control means performs brake assist control for causing the second hydraulic pressure generating means to generate an assist brake at the time of emergency brake determination,
When the at least one condition is established, the second hydraulic pressure control means drives the second hydraulic pressure generation means with respect to the operation amount by the second hydraulic pressure control means by the brake assist control. 2. The brake device for a vehicle according to claim 1, wherein the brake device is smaller than an operation amount when driving the hydraulic pressure generating means.
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