JP2016043822A - 車両用ブレーキシステム - Google Patents
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Abstract
Description
また、特許文献1には、機械的制動手段(摩擦制動力発生部)と回生制動手段を制御する制動制御装置(制御手段)が記載されている。この制動制御装置は、スロットル操作が停止されたときにバッテリ(蓄電装置)が満充電状態であるとき、減速度演算手段で求められた減速度に従う電気的制動手段の作動に代えて、減速度演算手段で求められた減速度に従って機械的制動手段を作動させることで、アクセルオフに伴う必要な制動力を得るように構成されている。
このような制動制御装置に従来技術を組み合わせてABSを作動可能に構成する場合、この制動制御装置は電磁弁を駆動して制動力を調節してABSを作動させる。
しかしながら、電磁弁が駆動すると作動音が発生する。ABSの作動時に電磁弁は頻繁に駆動するため、ABSの作動時に電磁弁が駆動すると作動音が大きくなり、車両の運転者に対する不快な騒音となる。
したがって、蓄電装置が充電制限状態の場合にABSが作動するときには、調節された摩擦制動力を基準としてABSが作動するため、ABS操作部による摩擦制動力の調節量が減少する。これによってABS操作部の駆動部における作動音が軽減され、車両の運転者に対する不快な騒音が軽減される。
図1は車両用ブレーキシステムが備わる車両を示す図である。
図1に示すように、本実施形態の車両用ブレーキシステム10は、電動機200を動力源とする電気自動車(車両1)に備わっている。電動機200にはバッテリ202から電力が供給される。電動機200は、アクセルペダル13の踏み込み操作(アクセル操作)に応じた動力を出力する。バッテリ202は、電動機200へ供給する電力を蓄電する蓄電装置である。
また、制御手段150は、バッテリ202への充電が可能な充電可能状態のとき、電動機200で回生発電して回生制動力Bregを発生させ、回生制動力BregでBPdl制動力BP2を発生する。このため、電動機200には回生制御装置201が接続されている。
本実施形態の制御手段150は、バッテリ202が満充電状態のときに充電制限状態であると判定する。
なお、電動機200で回生発電して回生制動力Bregを発生させる技術は公知の技術を利用できる。
図2に示すように、本実施形態の車両用ブレーキシステム10は、運転者によってブレーキペダル12等のブレーキ操作部が操作されたときにその操作の入力に応じた液圧(ブレーキ液圧)を、作動液であるブレーキ液に発生させる入力装置14と、ブレーキペダル12が踏み込み操作されたときの操作量(ストローク)を計測するペダルストロークセンサStと、モータシリンダ装置16と、車両挙動の安定化を支援する車両挙動安定化装置18(以下、VSA(ビークルスタビリティアシスト)装置18という、VSA;登録商標)と、を備えて構成されている。
モータシリンダ装置16は、各車輪(WFR,WRL,WRR,WFL)のホィールシリンダ32FR,32RL,32RR,32FLに供給される作動圧(ブレーキ液圧)を作動液(ブレーキ液)に発生する。本実施形態においてモータシリンダ装置16は、ブレーキ液圧を発生する液圧発生部になる。
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。
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44Pa,44Pb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44Sa,44Sb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。
第1インバルブ120aが閉弁すると、ホィールシリンダ32FRへの第1共通液圧路112からのブレーキ液圧の供給が遮断され、第1インバルブ120bが閉弁すると、ホィールシリンダ32FLへの第1共通液圧路112からのブレーキ液圧の供給が遮断される。また、第2インバルブ124aが閉弁すると、ホィールシリンダ32RLへの第1共通液圧路112からのブレーキ液圧の供給が遮断され、第2インバルブ124bが閉弁すると、ホィールシリンダ32RRへの第1共通液圧路112からのブレーキ液圧の供給が遮断される。
なお、VSA装置18に代えて、ABS機能のみを搭載するABS操作部が接続される車両用ブレーキシステム10であってもよい。
なお、以下では、第1インバルブ120a,第1インバルブ120b,第2インバルブ124a,及び第2インバルブ124bの全てを含めてインバルブと称する。また、第1アウトバルブ128a,第1アウトバルブ128b,第2アウトバルブ130a,及び第2アウトバルブ130bの全てを含めてアウトバルブと称する。
また、第2アウトバルブ130a(130b)が閉弁した状態で第2インバルブ124a(124b)が開弁すると、ホィールシリンダ32RL(32RR)にブレーキ液圧が供給されて左側後輪WRL(右側後輪WRR)の制動力が増大する。第2アウトバルブ130a(130b)が開弁すると、ホィールシリンダ32RL(32RR)に供給されているブレーキ液がリザーバ装置132に流れ込んでホィールシリンダ32RL(32RR)のブレーキ液圧が低下する。これによって、左側後輪WRL(右側後輪WRR)の制動力が減少する。
なお、制御手段150は、インバルブが開弁した状態で各車輪(WFR,WRL,WRR,WFL)に発生する制動力を増大する場合にはポンプ136を駆動する。
本実施形態のABS制御ユニット151は、少なくとも1つの車輪のスリップ率と目標スリップ率との偏差が所定の閾値より大きいときに車両1(図1参照)がスリップしたと判定する。そして、ABS制御ユニット151は車両1がスリップしたと判定したときにABSを作動する。
後輪スリップ率算出部15dは、低速選択部15cが選択した後輪の車輪速と、車速算出部15bが算出する車体速と、の比から後輪のスリップ率を算出する。
前輪スリップ率算出部15eは、右前輪スリップ率算出部15eaと、左前輪スリップ率算出部15edと、を有する。右前輪スリップ率算出部15eaは、右側前輪WFRの車輪速と車体速の比から右側前輪WFRのスリップ率を算出する。左前輪スリップ率算出部15edは、左側前輪WFLの車輪速と車体速の比から左側前輪WFLのスリップ率を算出する。
例えば、目標スリップ率設定部15jは、車両1の車体速と目標スリップ率の相関関係を示すマップを有する。目標スリップ率設定部15jは、車両1の車体速に応じて当該マップを参照して目標スリップ率を設定する。
具体的に後輪側制御量算出部15fは、後輪のスリップ率が目標スリップ率となるような制動力が左側後輪WRL、及び右側後輪WRRに作用するようにインバルブ(第2インバルブ124a,124b)、及びアウトバルブ(第2アウトバルブ130a,130b)を駆動する制御量を算出する。
右前制御量算出部15gaは、右側前輪WFRのスリップ率が目標スリップ率となるように、右側前輪WFRの制動力を設定する。さらに、右前制御量算出部15gaは、設定した制動力を右側前輪WFRに作用させるための制御量を算出する。
具体的に右前制御量算出部15gaは、右側前輪WFRのスリップ率が目標スリップ率となるような制動力が右側前輪WFRに作用するように第1インバルブ120a、及び第1アウトバルブ128aを駆動する制御量を算出する。
左前制御量算出部15gdは、左側前輪WFLのスリップ率が目標スリップ率となるように、左側前輪WFLの制動力を設定する。さらに、左前制御量算出部15gdは、設定した制動力を左側前輪WFLに作用させるための制御量を算出する。
具体的に左前制御量算出部15gdは、左側前輪WFLのスリップ率が目標スリップ率となるような制動力が左側前輪WFLに作用するように第1インバルブ120b、及び第1アウトバルブ128bを駆動する制御量を算出する。
また、右前制御量算出部15gaが算出する制御量は、右前輪側駆動部15haに入力される。右前輪側駆動部15haは入力された制御量に基づいて、第1インバルブ120a、及び第1アウトバルブ128aを駆動する。
また、左前制御量算出部15gdが算出する制御量は、左前輪側駆動部15hdに入力される。左前輪側駆動部15hdは入力された制御量に基づいて、第1インバルブ120b、及び第1アウトバルブ128bを駆動する。
なお、制御手段150は、インバルブが駆動した状態で各車輪(WFR,WRL,WRR,WFL)に発生する制動力を増大する場合にポンプ136(図2参照)を駆動する。具体的に制御手段150は、インバルブが駆動した状態で各車輪に発生している制動力が、設定した制動力に不足する場合、ポンプ136を駆動して各車輪に発生する制動力を増大する。
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。
これによって、車両1には、エンジンを動力源とする車両のエンジンブレーキに相当する制動力(運転者が要求する制動力)が発生する。
なお、アクセル操作が解除されたときに制御手段150が発生させる目標の制動力は、ApOff制動力BP1に限定されない。例えば、車両1(図1参照)の車速を一定に維持するための制動力が目標の制動力となる構成であってもよい。このように設定される目標の制動力は、車速を一定に維持することが運転者によって要求されたことによる制動力であり、本実施形態においては、運転者が要求する制動力から設定される目標の制動力に含まれる。
例えば、走行レンジに対応したApOff制動力BP1の大きさが車両1の特性値としてあらかじめ設定されていることが好ましい。制御手段150(図1参照)は、車両1の走行レンジに応じてApOff制動力BP1の大きさを決定し、決定した大きさでApOff制動力BP1を発生させる。
さらに、運転者がブレーキペダル12(図1参照)を踏み込み操作した時点(BP−ON)で、制御手段150は、ブレーキペダル12の踏み込み操作量に応じた制動力(BPdl制動力BP2)を発生する。BPdl制動力BP2はApOff制動力BP1に上乗せされる。BPdl制動力BP2とApOff制動力BP1の合力が、ブレーキペダル12の踏み込み操作量に応じた要求制動力Breqになる(要求制動力Breq=ApOff制動力BP1+BPdl制動力BP2)。この場合、要求制動力Breqが目標の制動力(運転者が要求する制動力から設定される目標の制動力)になる。
さらに、運転者がブレーキペダル12を踏み込み操作すると(BP−ON)、制御手段150はモータシリンダ装置16で発生するブレーキ液圧を高めて摩擦制動力Bfrqを増大しBPdl制動力BP2を発生する。これによって、要求制動力Breqに相当する摩擦制動力Bfrqが発生する。
なお、バッテリ202が充電制限状態のときに微小な回生制動力Bgenが発生する構成であってもよい。この場合、制御手段150は、目標の制動力に対する回生制動力Bgenの不足分(目標の制動力と微小な回生制動力Bgenの差)を摩擦制動力Bfrqで発生させる。
ABS制御ユニット151は、摩擦制動力BfrqでApOff制動力BP1が発生している状態で、VSA装置18のインバルブ、及びアウトバルブを開閉してABSを作動する(ABS−ON)。また、ABS制御ユニット151は、摩擦制動力Bfrqが増減するデューティ比を調節してApOff制動力BP1を増減する。
ABS制御ユニット151(図3参照)がABSを作動したとき、本実施形態の制御手段150(図1参照)は、各車輪のスリップ率が目標スリップ率となるような摩擦制動力BfrqをApOff制動力BP1として発生させる。つまり、制御手段150は、各車輪のスリップ率が目標スリップ率となるようにエンジンブレーキ相当の制動力(ApOff制動力BP1)を調節する。つまり、制御手段150は、各車輪のスリップ率が目標スリップ率となるように、モータシリンダ装置16で発生するブレーキ圧を調節する。
図6に示すように、バッテリ202(図1参照)が充電制限状態のときにアクセル操作が解除された時点(AP−OFF)で、制御手段150(図1参照)は、摩擦制動力BfrqでApOff制動力BP1を発生させる。
路面の摩擦係数μが低下すると各車輪のスリップ率が高くなる。ABS制御ユニット151(図3参照)は、各車輪のスリップ率が高くなって車両1(図1参照)がスリップしたと判定した時点(SLIP−ON)で、VSA装置18(図2参照)を制御してABSを作動する(ABS−ON)。また、制御手段150は、各車輪のスリップ率が目標スリップ率となるように、モータシリンダ装置16(図2参照)で発生するブレーキ液圧を調節(低減)してApOff制動力BP1を低減する。
制御手段150は、モータシリンダ装置16を制御し、モータシリンダ装置16で発生するブレーキ液圧を低減してApOff制動力BP1を低減する。
図7に示すように、制御手段150(図1参照)は、VSA装置18(図2参照)のインバルブとアウトバルブが開弁してApOff制動力BP1が一定に維持されているときに、バッテリ202(図1参照)が充電可能状態になった時点(CHG−ON)で、摩擦制動力Bfrqから回生制動力Bgenに切り替える構成としてもよい。
つまり、制御手段150は、各車輪のスリップ率が目標スリップ率となるように電動機200の回生発電量を調節してApOff制動力BP1(エンジンブレーキ相当の制動力)を調節する。
図1に示すように、本実施形態の車両用ブレーキシステム10は、電動機200を動力源とする車両1(電気自動車)に備わっている。
このほか、動力源として電動機200と内燃機関(図示せず)を備えるハイブリッド車両に備わる車両用ブレーキシステム10に本発明を適用することも可能である。
車両1がハイブリッド車両の場合、電動機200が出力する動力で走行している状態でバッテリ202が充電制限状態のときに、ABSが作動した時点でエンジンブレーキ相当の制動力であるApOff制動力BP1が低下する構成とすればよい。
さらに、バッテリ202の異常を検出したときに、充電制限状態であることを示す信号を制御手段150に入力するように構成される回生制御装置201であってもよい。
10 車両用ブレーキシステム
12 ブレーキペダル
16 モータシリンダ装置(摩擦制動力発生部,液圧発生部)
18 VSA装置(ABS操作部)
32FR,32RL,32RR,32FL ホィールシリンダ(摩擦制動力発生部)
72 電動モータ(アクチュエータ,摩擦制動力発生部)
150 制御手段
200 電動機
202 バッテリ(蓄電装置)
Bfrq 摩擦制動力
Bgen 回生制動力
Claims (4)
- アクセル操作に応じて電動機から出力される動力で走行する車両に備わり、
ブレーキペダルの踏み込み操作量に応じたブレーキ液圧をアクチュエータの動作で発生させることで車輪に摩擦制動力を発生させる摩擦制動力発生部と、
運転者が要求する制動力を目標の制動力として設定するとともに前記目標の制動力を発生させる制御手段と、
前記ブレーキ液圧を増減することによって車輪のロックを回避するABS操作部と、を有する車両用ブレーキシステムにおいて、
前記制御手段は、
前記電動機へ供給する電力を蓄電する蓄電装置が充電可能状態のときには前記電動機の回生発電で発生する回生制動力で前記目標の制動力を発生させ、前記蓄電装置が充電制限状態のときには前記摩擦制動力発生部の液圧発生部で前記ブレーキ液圧を発生させることによって、前記目標の制動力に対する前記回生制動力の不足分を前記摩擦制動力で発生させ、
前記蓄電装置が充電制限状態のときにおいて前記車両がスリップしたと判定すると、前記車輪のスリップ率が目標スリップ率となるように、前記液圧発生部で発生する前記ブレーキ液圧を調節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、
前記蓄電装置が充電制限状態の場合に前記車両がスリップしたと判定したときには、前記車輪のスリップ率が前記目標スリップ率となるように前記液圧発生部で発生する前記ブレーキ液圧を低減して前記摩擦制動力を低減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、
前記車輪のスリップ率が前記目標スリップ率となるように前記ブレーキ液圧を低減している場合に前記蓄電装置が充電制限状態から充電可能状態に変化したとき、
前記回生制動力で前記目標の制動力を発生させ、さらに、前記車輪のスリップ率が前記目標スリップ率となるように前記電動機の回生発電量を調節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、
前記蓄電装置が満充電状態のときに充電制限状態であると判定することを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の車両用ブレーキシステム。
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