JP2019098839A - Brake system - Google Patents

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後藤 良次
Ryoji Goto
良次 後藤
玄太郎 山中
Gentaro Yamanaka
玄太郎 山中
菅井 賢
Masaru Sugai
賢 菅井
篤志 河口
Atsushi Kawaguchi
篤志 河口
守屋 一成
Kazunari Moriya
一成 守屋
充治 阿部
Mitsuharu Abe
充治 阿部
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Abstract

To reduce vibration of a vehicle body due to irregularity of a road surface.SOLUTION: A brake system concerning a vehicle of which a wheel 14 is fitted to a vehicle body 12 via s spring. This brake system has: a corner brake 30 which is brake means for braking the wheel under unsprung, and which is low load brake means of which a maximum braking amount is relatively small; a high load brake 34 which is brake means for braking a power transmission device provided on a spring, and which is high load brake means of which a maximum braking amount is relatively large; an a brake ECU 44 which is a control device which calculates a braking amount required during travel of the vehicle, and distributes the calculated braking amount to the low load brake means and the high load brake means.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、車輪がばねを介して車体に取り付けられる車両についての制動システムに関する。   The present invention relates to a braking system for a vehicle in which the wheels are attached to the vehicle body via a spring.

車両は、その減速、停止のために制動装置(ブレーキ)を有する。ここで、車両に要求される減速度はいろいろあり、エンジンブレーキ(回生制動)のような低負荷なものや、衝突回避時の急ブレーキのような高負荷のものもある。   The vehicle has a braking device (brake) for its deceleration and stop. Here, the vehicle is required to have various decelerations, such as low load such as engine braking (regenerative braking) and high load such as sudden braking for collision avoidance.

ここで、高負荷の制動については、通常のブレーキ以外に減速度の大きなブレーキを備えることが提案されている。   Here, for heavy load braking, it has been proposed to provide a large deceleration brake other than the normal brake.

例えば、特許文献1では、緊急時に火薬などで高い摩擦係数の材料を路面に押し付けて、減速度2Gを実現している。   For example, in Patent Document 1, a material having a high coefficient of friction is pressed against a road surface with an explosive etc. in an emergency to realize deceleration 2G.

また、特許文献2では、アンカーを路面に打ち込むことで、減速度4Gを出せるようにしている。   Moreover, in patent document 2, it is made to be able to take out deceleration 4G by driving an anchor on a road surface.

さらに、特許文献3には、油圧ブレーキのフェード防止をねらいとして、主制動として4輪油圧ブレーキを用い、補助制動として、回生ブレーキ、4輪電動ブレーキ、エンジンブレーキを用意し、補助制動が主制動をサポートすることが示されている。   Furthermore, in patent document 3, in order to prevent fade of the hydraulic brake, a 4-wheel hydraulic brake is used as a main braking, a regenerative brake, a 4-wheel electric brake and an engine brake are prepared as auxiliary braking, and the auxiliary braking is main braking It has been shown to support.

また、通常の車両は、車体と車輪を、ばねを含む懸架装置を介し接続することで、路面の凹凸などによる車輪の振動が車体に伝達し難くして、乗り心地を改善している。そして、多くの車両で用いられている、ディスクブレーキや、ドラムブレーキは、回転する車輪との摩擦により制動を行う。これらのブレーキは、車輪側で制動が行われるためばね下ブレーキである。一方、エンジンブレーキや、モータによる回生制動は、車体側で制動が行われるため、ばね上ブレーキである。ばね下ブレーキを装備するとばね下重量が増加し、路面の凹凸によるばね下の振動のエネルギーが大きくなって、振動がばね上に伝わりやすい。そこで、ばね下重量を低減することが考えられる。   Further, in a normal vehicle, by connecting the vehicle body and the wheel via a suspension system including a spring, it is difficult to transmit the vibration of the wheel due to the unevenness of the road surface to the vehicle body, and the ride quality is improved. And disk brakes and drum brakes used in many vehicles perform braking by friction with the rotating wheels. These brakes are unsprung brakes because braking is performed on the wheel side. On the other hand, engine braking and regenerative braking by a motor are sprung brakes because braking is performed on the vehicle side. When the unsprung brake is equipped, the unsprung weight increases, the energy of the unsprung vibration due to the unevenness of the road surface increases, and the vibration is easily transmitted to the sprung. Therefore, it is conceivable to reduce the unsprung weight.

特許第5125835号公報Patent No. 5125835 gazette 特開2016−175580号公報JP, 2016-175580, A 特許第5368954号公報Patent No. 5368954

特許文献1,2では、減速度を2G〜4Gに高められるように、通常のブレーキに追加して緊急制動装置を搭載する。そのため、車両全体の質量が増して燃費への悪影響が大きい。また、緊急制動装置はばね上に搭載されるが、ばね下のブレーキの構成は変わっておらず、ばね下の重量は軽くなっていない。路面の凹凸による突き上げなどを改善するには、ばね下重量を軽くする必要があるが、そのような効果は得られていない。また、緊急制動装置を一度使用すると、時間を費やして回復作業をしない限り再利用ができないという問題がある。   In Patent Documents 1 and 2, an emergency braking device is mounted in addition to a normal brake so that the deceleration can be increased to 2G to 4G. Therefore, the mass of the whole vehicle increases and the adverse effect on the fuel efficiency is large. Also, although the emergency braking device is mounted on the sprung, the configuration of the unsprung brake has not changed, and the unsprung weight has not been reduced. Although it is necessary to reduce the unsprung weight to improve the push-up due to the unevenness of the road surface, such an effect has not been obtained. In addition, once the emergency braking device is used, there is a problem that it can not be reused unless it takes time to perform recovery work.

特許文献3では、主制動手段である油圧ブレーキのフェードを防ぐために、補助制動手段として、回生ブレーキ、4輪の電動ブレーキ、エンジンブレーキを用意し、これを協調制御しているが、ばね下に位置する油圧ブレーキと電動ブレーキの重量は依然として大きい。このため、長時間の降坂条件では油圧ブレーキのフェードを防止できるが、ばね下重量が軽くなっておらず、乗り心地の改善を図ることができない。   In patent document 3, in order to prevent the fade of the hydraulic brake which is the main braking means, a regenerative brake, an electric brake of four wheels, and an engine brake are prepared as an auxiliary braking means, and this is coordinated and controlled. The weight of the hydraulic and electric brakes located is still large. For this reason, although it is possible to prevent the fade of the hydraulic brake under long-time downhill conditions, the unsprung weight is not lightened, and it is not possible to improve the ride comfort.

本発明は、車輪がばねを介して車体に取り付けられる車両についての制動システムであって、ばね下において車輪を制動する制動手段であって、最大制動量が比較的小さな低負荷制動手段と、ばね上に設けられる動力伝達機構を制動する制動手段であって、最大制動量が比較的大きな高負荷制動手段と、車両走行時に必要な制動量を算出し、算出された制動量を低負荷制動手段と、高負荷制動手段とに配分する制御装置と、を有する。   The present invention is a braking system for a vehicle in which the wheels are attached to the vehicle body via a spring, the braking means for braking the wheels under the spring, the low load braking means having a relatively small maximum braking amount, and the spring A braking means for braking the power transmission mechanism provided on the upper side, the high load braking means having a relatively large maximum braking amount, and the braking amount necessary for traveling the vehicle being calculated, and the calculated braking amount being the low load braking means And a controller for distributing to the high load braking means.

また、高負荷制動手段は、摩擦式のブレーキを含むとよい。   Also, the high load braking means may include a friction type brake.

さらに、ばね上に設けられる駆動モータを使用する回生制動手段と、を有し、制御装置は、算出された制動量を回生制動手段と、低負荷制動手段と、高負荷制動手段とに配分するとよい。   And the control device distributes the calculated braking amount among the regenerative braking means, the low load braking means, and the high load braking means. Good.

また、制御装置は、推定された制動量が0.2G以下の場合に、低負荷制動手段を使用し、高負荷制動手段を使用しないとよい。   In addition, the control device may use the low load braking means and not use the high load braking means when the estimated braking amount is 0.2 G or less.

また、回生制動手段と、低負荷制動手段を制御することで、車両の姿勢制御を行うとよい。   Further, the attitude control of the vehicle may be performed by controlling the regenerative braking means and the low load braking means.

本発明では、バネ上に高負荷制動手段を設けているため、バネ下の低負荷制動手段の荷重を減少することができ、路面の凹凸に起因する車体の振動を低減することができる。   In the present invention, since the high load braking means is provided on the spring, the load of the low load braking means under the spring can be reduced, and the vibration of the vehicle body due to the unevenness of the road surface can be reduced.

一般的なブレーキの使用における減速度・車速の領域マップを示す図である。It is a figure which shows the area | region map of the deceleration and vehicle speed in use of a general brake. 減速度・車速の領域マップ(摩擦式コーナーブレーキが支配的)を示す図である。It is a figure which shows the area | region map (a friction type corner brake is dominant) of deceleration and a vehicle speed. 高負荷ブレーキの導入と摩擦式コーナーブレーキの役割変更をした場合の減速度・車速の領域マップを示す図である。It is a figure which shows the area | region map of the deceleration and vehicle speed at the time of introduction of a high load brake, and the role change of a friction type corner brake. 図3においてコーナーブレーキを回生式にした場合の減速度・車速の領域マップを示す図である。It is a figure which shows the area | region map of the deceleration and vehicle speed at the time of making a corner brake into a regenerative type in FIG. 実施形態に係る制動システムの構成の概略を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing an outline of composition of a braking system concerning an embodiment. 制動ECUの構成例を示す図である。It is a figure showing an example of composition of braking ECU. 制動ECUにおける動作を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows operation in braking ECU. 制動量・配分の時間変化(コーナーブレーキ主体、条件Z)を示す図である。It is a figure which shows the time change (corner brake main part, conditions Z) of a braking amount and distribution. 制動量・配分の時間変化(回生ブレーキ主体、条件A,B)を示す図である。It is a figure which shows the time change (Regenerative braking main body, conditions A, B) of a braking amount and distribution. 制動量・配分の時間変化(高負荷ブレーキ介入、条件C)を示す図である。It is a figure which shows the time change (high load brake intervention, condition C) of braking amount and distribution. 制動量・配分の時間変化(高負荷ブレーキ主体、条件D)を示す図である。It is a figure which shows the time change (high load brake main body, condition D) of a braking amount and distribution. 摩擦式コーナーブレーキの例を示す図である。It is a figure which shows the example of a friction type corner brake. 回生式コーナーブレーキ(フェースギヤ仕様)の例を示す図である。It is a figure showing an example of regeneration type corner brake (face gear specification). 回生式コーナーブレーキの例(平行軸仕様)を示す図である。It is a figure which shows the example (parallel axis specification) of a regenerative type corner brake. 回生式コーナーブレーキの例(図14に摩擦機構付加)を示す図である。It is a figure which shows the example (a friction mechanism addition is shown in FIG. 14) of a regenerative type corner brake. 高負荷ブレーキの配置(上面視)(動力伝達機構が有る場合)を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning (a top view) (when there is a power transmission mechanism) of a high load brake. 高負荷ブレーキの配置(上面視)(動力伝達機構が無い場合)を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning (a top view) (when there is no power transmission mechanism) of a high load brake. 高負荷ブレーキの構造例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a high load brake. 複数ブレーキ協調による車両姿勢制御を示す図である。It is a figure which shows the vehicle attitude control by multiple brake cooperation. 計算モデルを示す図である。It is a figure which shows a calculation model. 振動応答の例と評価指標を示す図である。It is a figure which shows the example and evaluation index of a vibration response. ブレーキ重量の設定条件を示す図である。It is a figure which shows the setting conditions of a brake weight. 振動応答の評価結果(車体上下振動)を示す図である。It is a figure which shows the evaluation result (vehicle body up-and-down vibration) of vibration response. 振動応答の評価結果(タイヤホイールFr(前輪)上下振動)を示す図である。It is a figure which shows the evaluation result (tire wheel Fr (front wheel) up-and-down vibration) of a vibration response.

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。なお、本発明は、ここに記載される実施形態に限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on the drawings. The present invention is not limited to the embodiments described herein.

「電気自動車などにおける制動についての解析」
電気自動車など駆動用モータを搭載する車両があり、このような車両では、駆動用モータの回生機能が車両の制動に利用される。このような車両における、減速度と速度に対し、主として利用されるブレーキの種類を図1に示す。このように、通常制動の大半は回生制動で占められる。すなわち、低G(減速度)領域のほとんどと、中G領域の低速域の制動は、回生制動が主として利用される(例えば、図1のA、B、C)。
"Analysis of braking in electric vehicles etc."
There is a vehicle mounted with a drive motor, such as an electric car, and in such a vehicle, the regenerative function of the drive motor is used to brake the vehicle. The types of brakes used mainly for the deceleration and speed in such a vehicle are shown in FIG. Thus, most of the normal braking is occupied by regenerative braking. That is, most of the low G (deceleration) region and the low speed region braking in the medium G region mainly use regenerative braking (for example, A, B, and C in FIG. 1).

一方、緊急時の高負荷制動(例えば、図1のD)では安全に停止することが求められるので、最も厳しい高G高速の条件に耐えうる構造が必要となり、大重量のブレーキが使用されることになる。従って、図2に示すように、摩擦式のコーナーブレーキが支配的になり、ばね下に位置するブレーキの軽量化を図ることを困難にしている。   On the other hand, high load braking in the emergency (for example, D in FIG. 1) is required to stop safely, so a structure that can withstand the strictest conditions of high G and high speed is required, and a heavy weight brake is used It will be. Therefore, as shown in FIG. 2, the friction type corner brake becomes dominant, which makes it difficult to reduce the weight of the unsprung brake.

「実施形態の概要」
本実施形態では、図3に示すように、使用頻度が少ない高負荷制動手段を新たに設け、低負荷制動と高負荷制動の分離と協調を図ることで、制動装置全体の軽量化を可能にする。さらに、分離した高負荷制動手段は懸架装置の上(ばね上)に配置することで、ばね下重量を大幅に軽量化し、路面の凹凸による振動入力に対して、車体の揺れを低減し快適性を向上させる。
"Overview of the embodiment"
In this embodiment, as shown in FIG. 3, high load braking means which is less frequently used is newly provided, and separation and coordination of low load braking and high load braking can be achieved, thereby enabling weight reduction of the entire braking device. Do. Furthermore, by placing the separated high-load braking means on the upper side (spring) of the suspension system, the unsprung weight is greatly reduced, and the vibration of the vehicle body is reduced against the vibration input due to the unevenness of the road surface, which is comfortable. Improve.

また、図4に示すように、低負荷制動に特化したコーナーブレーキに小型回生機能を持たせて、燃費(電費)の向上を図る。   In addition, as shown in FIG. 4, a corner brake specialized for low load braking is provided with a small regenerative function to improve fuel consumption (power consumption).

「全体構成」
図5は、本実施形態に係る制動システムの全体構成を示す模式図である。この例において、駆動システムは、バッテリ電気自動車(BEV)、プラグインハイブリッド電気自動車(PHEV)、ハイブリッド電気自動車(HEV)、燃料電池電気自動車(FCEV)など駆動用モータによる回生制動を利用することができる車両に搭載することが好適である。
"overall structure"
FIG. 5 is a schematic view showing the overall configuration of the braking system according to the present embodiment. In this example, the drive system may use regenerative braking by a drive motor such as a battery electric vehicle (BEV), a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV), a hybrid electric vehicle (HEV), a fuel cell electric vehicle (FCEV), etc. It is preferable to mount it on a capable vehicle.

車両10は、車体12を有し、その車体12に4つの車輪14(前輪14f、後輪14r)がばねを含む緩衝装置としての懸架装置(図示せず)を介し、取り付けられている。ここで、緩衝装置より車体12側をばね上、車輪14側をばね下と呼ぶ。   The vehicle 10 has a vehicle body 12 to which four wheels 14 (front wheels 14f, rear wheels 14r) are attached via a suspension (not shown) as a shock absorber including a spring. Here, the vehicle body 12 side of the shock absorber is referred to as sprung and the wheel 14 side as unsprung.

車両10には、駆動モータを含むパワーユニット20が搭載されており、このパワーユニット20からの駆動力がドライブシャフト22に伝達される。この例では、1つのパワーユニット20からの出力が左右2つの前輪用のドライブシャフト22に伝達されるので、パワーユニット20とドライブシャフト22は動力伝達機構としてのデファレンシャルギヤを介して接続される。そして、2つの前輪用のドライブシャフト22は対応する2つの車輪(前輪)14に接続されて、ドライブシャフト22の回転が車輪(前輪)14に伝えられ、車両10が走行する。   A power unit 20 including a drive motor is mounted on the vehicle 10, and the driving force from the power unit 20 is transmitted to the drive shaft 22. In this example, the output from one power unit 20 is transmitted to the drive shafts 22 for the left and right two front wheels, so the power unit 20 and the drive shaft 22 are connected via a differential gear as a power transmission mechanism. The drive shafts 22 for the two front wheels are connected to the corresponding two wheels (front wheels) 14 so that the rotation of the drive shaft 22 is transmitted to the wheels (front wheels) 14 and the vehicle 10 travels.

また、この例では、後輪側にサブパワーユニット24が設けられており、ここからの駆動力が後輪用の2つのドライブシャフト22を介し車輪(後輪)14に伝えられる。従って、車両10は、4輪駆動である。   Further, in this example, the sub power unit 24 is provided on the rear wheel side, and the driving force from this is transmitted to the wheel (rear wheel) 14 through the two drive shafts 22 for the rear wheel. Thus, the vehicle 10 is four-wheel drive.

そして、各車輪14には、最大制動量の小さな低負荷制動手段としてのコーナーブレーキ30がそれぞれ設けられている。このコーナーブレーキ30は、対応する車輪14を制動するものであり、懸架装置より車輪14側の車輪を軸支する非回転側に固定され、回転側である車輪14の制動を行う。従って、コーナーブレーキ30はばね下の部材である。なお、車輪(後輪)14には、電動パーキングブレーキ(EPB)32もばね下の部材である。EPB32は、基本的に停止状態で利用されるが、坂道での後退防止や、自動駐車時にも用いることができる。   Then, each wheel 14 is provided with a corner brake 30 as a low load braking means with a small maximum braking amount. The corner brake 30 brakes the corresponding wheel 14 and is fixed to a non-rotation side pivotally supporting a wheel on the wheel 14 side of the suspension device, and brakes the wheel 14 on the rotation side. Thus, the corner brake 30 is an unsprung member. In the wheel (rear wheel) 14, an electric parking brake (EPB) 32 is also an unsprung member. Although the EPB 32 is basically used in a stopped state, it can also be used for preventing a reverse on a slope or for automatic parking.

また、各ドライブシャフト22には、最大制動量が大きな高負荷制動手段としての高負荷ブレーキ34が配置される。すなわち、車輪14のホイールハブからジョイントを介して伸展されるドライブシャフト22とパワーユニット20またはサブパワーユニット24の間の適切な位置に配置される。この高負荷ブレーキ34は、大きな減速力を発揮するもので、摩擦摺動面積の大きなブレーキなどが採用される。この高負荷ブレーキ34は、懸架装置より車体12側にあり、ばね上の部材である。なお、パワーユニット20、サブパワーユニット24は、回生制動手段であり、これらはばね上の制動手段である。   Further, each drive shaft 22 is provided with a high load brake 34 as a high load braking means having a large maximum braking amount. That is, they are disposed at appropriate positions between the drive shaft 22 and the power unit 20 or the sub power unit 24 extended from the wheel hub of the wheel 14 through the joint. The high load brake 34 exerts a large decelerating force, and a brake with a large friction sliding area or the like is employed. The high load brake 34 is a member on the vehicle body 12 side of the suspension system and is a sprung member. The power unit 20 and the sub power unit 24 are regenerative braking means, and these are braking means on a spring.

車両10には、搭載各種機器の制御を行うための制御装置が搭載されており、司令部40は、車両10に搭載されている各種センサからの信号を受け取り、必要な車両の動作制御を管理する。駆動ECU(電子制御ユニット)42は、司令部40を介し供給されるアクセルセンサの信号などから算出した要求トルクに応じて、パワーユニット20、サブパワーユニット24の出力を制御する。また、制動ECU44は、司令部40からの各種信号に応じて、必要制動量を算出し、コーナーブレーキ30、EPB32、高負荷ブレーキ34、およびパワーユニット20、サブパワーユニット24における回生の分担を決定し、これらの制動量を制御する。   A control device for controlling various mounted devices is mounted on the vehicle 10, and the command unit 40 receives signals from various sensors mounted on the vehicle 10, and manages necessary operation control of the vehicle Do. The drive ECU (electronic control unit) 42 controls the outputs of the power unit 20 and the sub power unit 24 in accordance with the required torque calculated from the signal of the accelerator sensor supplied via the command unit 40 or the like. Further, the braking ECU 44 calculates the necessary braking amount in accordance with various signals from the command unit 40, and determines the sharing of regeneration in the corner brake 30, the EPB 32, the high load brake 34, the power unit 20, and the sub power unit 24, Control these braking amounts.

図6は、制動ECU44の具体的構成例である。センサとして、車輪速センサ60、前後Gセンサ62、ジャイロセンサ64、左右Gセンサ66、気象情報センサ68を有し、車輪速センサ60の信号により車速推定部70が車速を推定し、前後Gセンサ62からの信号により坂道勾配推定部72が道路勾配を算出し、気象情報センサ68からの信号により路面μ推定部74が路面の摩擦を計算する。また、ジャイロセンサ64と左右Gセンサ66からの信号により車両姿勢推定部76が車両姿勢を推定する。   FIG. 6 shows a specific configuration example of the braking ECU 44. As shown in FIG. The sensors include a wheel speed sensor 60, front and rear G sensors 62, gyro sensors 64, left and right G sensors 66, and weather information sensor 68. The vehicle speed estimation unit 70 estimates the vehicle speed based on the signals of the wheel speed sensors 60. The slope gradient estimation unit 72 calculates the road gradient based on the signal from 62, and the road surface μ estimation unit 74 calculates the friction of the road surface based on the signal from the weather information sensor 68. Further, the vehicle attitude estimation unit 76 estimates the vehicle attitude based on signals from the gyro sensor 64 and the left and right G sensor 66.

車速推定部70からの車速、坂道勾配推定部72からの勾配、路面μ推定部74からの路面μ、車両姿勢推定部76からの車両姿勢に加え、GPS(グローバルポジショニングシステム)80からの地図・位置情報、ブレーキ操作検出部82からのブレーキ操作情報、周囲情報検出部84からの車間距離、接近速度(相対速度)などの周囲情報が目標減速度推定部90に供給される。   In addition to the vehicle speed from the vehicle speed estimation unit 70, the slope from the slope gradient estimation unit 72, the road surface μ from the road surface μ estimation unit 74, and the vehicle attitude from the vehicle attitude estimation unit 76, a map from GPS (global positioning system) 80 The target deceleration estimation unit 90 is supplied with ambient information such as position information, brake operation information from the brake operation detection unit 82, inter-vehicle distance from the ambient information detection unit 84, approaching speed (relative speed) and the like.

目標減速度推定部90は、供給される各種情報に基づいて、目標減速度を算出する。基本的には、ブレーキ操作量に応じて減速度を決定するが、車間、相対速度などから衝突危険性を判定し、衝突危険性に応じた制動量も算出する。道路勾配、路面μなどはブレーキのきき具合に基づく制動量の修正に用いられ、車両姿勢は4輪の制動量の調整による車両姿勢制御に用いられる。   The target deceleration estimation unit 90 calculates a target deceleration based on the various information supplied. Basically, the deceleration is determined according to the amount of brake operation, but the collision risk is determined from the distance between the vehicle and the relative speed, etc., and the braking amount according to the collision risk is also calculated. The road slope, the road surface μ and the like are used to correct the braking amount based on the braking condition of the brake, and the vehicle posture is used to control the vehicle posture by adjusting the braking amounts of the four wheels.

算出された目標減速度は制動負荷判定部92に供給される。制動負荷判定部92は、供給されてくる目標減速度が設定閾値を超えた場合には、高負荷ブレーキ34が駆動することの判定を行う。また、制動負荷判定部92の判定結果と目標減速度は制動配分設定部94に供給され、制動配分設定部94は、高負荷ブレーキ34、回生ブレーキ36、EPB32、コーナーブレーキ30の配分を決定し、その指示を出力する。なお、回生ブレーキ36は、パワーユニット20、サブパワーユニット24における回生によって発生する制動力である。   The calculated target deceleration is supplied to the braking load determination unit 92. The braking load determination unit 92 determines that the high load brake 34 is to be driven when the supplied target deceleration exceeds the set threshold. Further, the determination result of the braking load determining unit 92 and the target deceleration are supplied to the braking distribution setting unit 94, and the braking distribution setting unit 94 determines the distribution of the high load brake 34, the regenerative brake 36, the EPB 32, and the corner brake 30. , Output the instruction. The regenerative brake 36 is a braking force generated by regeneration in the power unit 20 and the sub power unit 24.

さらに、ABS(アンチロック・ブレーキ・システム)作動判定部96において、スリップ防止のための制動が必要と判断された場合には、通常のABSと同様にコーナーブレーキ30を制御する。さらに、姿勢制御が必要な場合には、ESC(横滑り防止装置)作動判定部98がコーナーブレーキ30を個別に制御して車両姿勢を制御する。   Furthermore, when it is determined in the ABS (anti-lock brake system) operation determination unit 96 that braking for preventing slip is necessary, the corner brake 30 is controlled in the same manner as normal ABS. Furthermore, when attitude control is required, the ESC (side slip prevention device) operation determination unit 98 individually controls the corner brakes 30 to control the vehicle attitude.

制動ECU44における、制動時の処理を図7のフローチャートに基づいて説明する。まず、制動要求があるかを判定する(S11)。この判定でNOであれば、制動についての処理は不要であり、この判定を繰り返す。   The process at the time of braking in the braking ECU 44 will be described based on the flowchart of FIG. 7. First, it is determined whether there is a braking request (S11). If this determination is NO, the process about damping | braking is unnecessary and this determination is repeated.

ここで、制動要求には、ドライバのブレーキ操作によるものと、各種センサからの信号から判定した自動制動要求がある。すなわち、ブレーキ操作検出部82でブレーキ操作が行われなくても、車間距離や接近速度などの周辺情報から必要と判断された場合には、自動制動の要求が出される。   Here, the braking request includes an operation by a driver's braking operation and an automatic braking request determined from signals from various sensors. That is, even if the brake operation detection unit 82 does not perform the brake operation, a request for automatic braking is issued when it is determined that it is necessary from the peripheral information such as the inter-vehicle distance and the approaching speed.

制動要求が出されると、車速、坂道勾配、路面μ、車両姿勢の状態などを取得し(S12)、取得した情報に基づいて目標減速度(要求制動量)を算出する。   When a braking request is issued, the vehicle speed, the slope gradient, the road surface μ, the state of the vehicle attitude, etc. are acquired (S12), and the target deceleration (required braking amount) is calculated based on the acquired information.

次に、算出された要求制動量を得るために低負荷制動手段で対応が可能か否かを判断する(S13)。S13の判定でNOであれば、高負荷ブレーキ34が必要であり、高負荷ブレーキ34を作動することの指令を発する(S14)。ここで、この際に、回生ブレーキ36や、コーナーブレーキ30も協調して使用する。さらに、ABSやESCが必要かを判断し(S15)、必要と判断された場合にはABS、ESCの一方または両方についての作動指令が出力される(S16)。従って、高負荷ブレーキ34による大きな減速とスリップ抑止制御(ABS)や、姿勢制御(ESC)が行われる(S16)。なお、ABSやESCは、コーナーブレーキ30を制御して行う。   Next, in order to obtain the calculated required braking amount, it is judged whether or not the low load braking means can cope with it (S13). If the determination in S13 is NO, the high load brake 34 is required, and a command to operate the high load brake 34 is issued (S14). Here, at this time, the regenerative brake 36 and the corner brake 30 are also used in coordination. Furthermore, it is determined whether ABS or ESC is necessary (S15), and if it is determined that it is necessary, an operation command for one or both of ABS and ESC is output (S16). Therefore, large deceleration by the high load brake 34, slip prevention control (ABS), and attitude control (ESC) are performed (S16). The ABS and the ESC are performed by controlling the corner brake 30.

一方、S13の判定でYESであり、要求制動量が通常制動の範囲(低負荷制動で制動が可能)であれば、通常ブレーキ作動(コーナーブレーキ30および回生ブレーキ36)の指示が出される。さらに、ABSやESCの作動が必要かを判断し(S18)、必要と判断された場合、ABS、ESCのうち必要とされたものを作動することの指令を出す(S19)。そして、回生ブレーキ36、コーナーブレーキ30の最適化が同時に行われ、これらの作動の指令が発生される(S20)。なお、S20においては、必要に応じて、EPB32も協調制御される。S16、S20により処理を終了するが、このループは、任意のサンプリング間隔で、車両が停止するまで繰り返される。   On the other hand, if the determination in S13 is YES and the required braking amount is within the range of normal braking (low load braking is possible for braking), an instruction of normal braking (corner brake 30 and regenerative brake 36) is issued. Further, it is determined whether the operation of the ABS or the ESC is necessary (S18), and if it is determined that the ABS or the ESC is required, a command to operate the required one of the ABS and the ESC is issued (S19). Then, optimization of the regenerative brake 36 and the corner brake 30 is simultaneously performed, and a command of these operations is generated (S20). In S20, the EPB 32 is also cooperatively controlled as needed. The process ends at S16 and S20, but this loop is repeated until the vehicle is stopped at an arbitrary sampling interval.

「制動のパターン」
図8は、図4のZのように、制動負荷が小さく、コーナーブレーキ30だけで十分に制動できる場合の時間に対する制動量の変化を示している。短時間で要求制動量まで達した後は、一定減速度で推移し、停止近傍まで減速すると、EPB32の摩擦機能が作動して緩やかに停止し、必要に応じてロックピンを用いて停止・駐車状態に入る。
"Pattern of braking"
FIG. 8 shows a change in the amount of braking with respect to time when the braking load is small and sufficient braking can be performed only by the corner brake 30 as in Z of FIG. After reaching the required braking amount in a short time, it changes at a constant deceleration, and when decelerating near the stop, the friction function of the EPB 32 operates and stops gently, and stops and parks using the lock pin if necessary. Enter the state.

図9は、図4のA、Bのように、パワーユニット20(24)を利用した回生ブレーキ36を用いる場合の制動量変化を表している。制動初期における減速度・車速の制動マップ内の位置が、回生ブレーキ36主体と判定され、できるだけ回生ブレーキ36による制動量が大きくなるようにコーナーブレーキ30と協調制御が行われる。ここで、図中では、回生ブレーキ36とコーナーブレーキ30の配分が、制動の開始から終了まで一定で推移しているが、一定比率を限定するものではない。なお、コーナーブレーキ30に回生式が用いられれば、速度による回生効率が高い方を選択して変化し、また制動量配分切換えの違和感を抑制するように制御される。   FIG. 9 shows a change in the amount of braking when using the regenerative brake 36 utilizing the power unit 20 (24) as shown in A and B of FIG. The position in the braking map of deceleration and vehicle speed at the initial stage of braking is determined to be mainly the regenerative brake 36, and coordinated control with the corner brake 30 is performed so that the braking amount by the regenerative brake 36 becomes as large as possible. Here, in the drawing, the distribution of the regenerative brake 36 and the corner brake 30 remains constant from the start to the end of the braking, but the constant ratio is not limited. In addition, if the regenerative type is used for the corner brake 30, the one with high regeneration efficiency by speed is selected and changed, and control is performed so as to suppress the discomfort of switching of the braking amount distribution.

図10は、図4のCのように、制動マップにおいて高負荷ブレーキ34が作動する境界領域に当たる。この場合は、回生ブレーキ36が主体となり、コーナーブレーキ30を加えた制動量で不足する分を高負荷ブレーキで補うように動作している。   FIG. 10 corresponds to the boundary area where the high load brake 34 is activated in the braking map, as shown in C of FIG. In this case, the regenerative brake 36 acts as a main body, and the high load brake operates to compensate for the shortage of the braking amount applied to the corner brake 30.

図11は、図4のDのように、制動マップにおいて高負荷ブレーキ34が主体となる領域になるので、高負荷ブレーキ34が作動する。ここでは、コーナーブレーキ30、回生ブレーキ36の制動量が立ち上がった後に、高負荷ブレーキ34が必要制動量まで増加する制御が行われている。   In FIG. 11, as shown in D of FIG. 4, the high load brake 34 is actuated because the high load brake 34 is the main region in the braking map. Here, control is performed such that the high load brake 34 is increased to the required braking amount after the braking amounts of the corner brake 30 and the regenerative brake 36 have risen.

ここで、制動マップ右上の、より緊急性を要する場合は、高負荷ブレーキ34の立ち上がり時間を、制動開始時点から最大限にするように制御するとよい。   Here, if more urgentness is required at the upper right of the braking map, control may be performed to maximize the rising time of the high load brake 34 from the braking start time.

「コーナーブレーキの構成」
図12は、摩擦式のコーナーブレーキ30の実施例である。車輪14のタイヤホイール14aの内側(車両側)には、ドーナッツ状の摩擦ディスク110が設けられる。摩擦ディスク110は、なるべく半径の大きなものとしている。これによって、摩擦材(ブレーキパッド)を摩擦ディスク110に押し当てる半径位置をできるだけ大きくすることができ、押圧の設計最大値を下げることができる。従って、ブレーキパッドを摩擦ディスク110に押し付けるキャリパ112の小型化と摩擦ディスク110の薄肉化を図ることができる。このため、ばね下のコーナーブレーキ30を軽くすることができる。なお、キャリパ112内の押圧用ピストンの駆動方式については、従来からの油圧式あるいは電気機械式を採用することができ、この駆動機構はタイヤホイール14a内の空間に組み込むことができる。
"Configuration of corner brake"
FIG. 12 shows an embodiment of a friction type corner brake 30. As shown in FIG. Inside the tire wheel 14a of the wheel 14 (vehicle side), a donut-like friction disc 110 is provided. The friction disc 110 has a radius as large as possible. As a result, the radial position at which the friction material (brake pad) is pressed against the friction disc 110 can be made as large as possible, and the design maximum value of the pressure can be lowered. Therefore, downsizing of the caliper 112 for pressing the brake pad against the friction disc 110 and thinning of the friction disc 110 can be achieved. Therefore, the unsprung corner brake 30 can be lightened. As a drive system of the pressing piston in the caliper 112, a conventional hydraulic system or an electromechanical system can be adopted, and this drive mechanism can be incorporated in the space in the tire wheel 14a.

図13は、回生式のコーナーブレーキ30の構成例である。図12の摩擦ディスク110の代わりにフェースギヤを設けたディスク120を取り付け、周囲の部品と干渉しない適切な位置にピニオンギヤ122を配置し、タイヤホイール14aの回転数を高減速比でピニオン軸の回転に変換し、回生式負荷装置(ジェネレータ)124で発電し、車両10に搭載している二次電池に充電する。回生式負荷装置124は、特に限定はしないが、ロータ側に突極をもつ鉄心を備えたSRモータ(スイッチトリラクタンスモータ)が廉価で汎用的に使用できる。ピニオン軸の回転速度と必要な制動トルクから励磁電流の指令値を求め、通電タイミングを制御し要求トルクを実現する。図中では、回生式負荷装置124の回転軸がタイヤの回転軸を通りタイヤホイールの外側に位置するが、タイヤホイール内に配置しても、ピニオンの回転軸がタイヤの回転軸と交わらなくても良い。なお、回生式負荷装置124は、ナックルのようなサスペンション(懸架装置)部品に固定される。   FIG. 13 is a configuration example of the regenerative corner brake 30. As shown in FIG. A disk 120 provided with a face gear instead of the friction disk 110 of FIG. 12 is attached, the pinion gear 122 is disposed at an appropriate position not interfering with surrounding parts, and rotation of the pinion shaft is performed with a high reduction ratio To generate electric power by the regenerative load device (generator) 124 and charge the secondary battery mounted on the vehicle 10. The regenerative load device 124 is not particularly limited, but an SR motor (switched reluctance motor) having an iron core with a salient pole on the rotor side can be used inexpensively and generally. The command value of the excitation current is determined from the rotational speed of the pinion shaft and the necessary braking torque, and the energization timing is controlled to realize the required torque. In the figure, the rotation axis of the regenerative load device 124 passes through the rotation axis of the tire and is positioned outside the tire wheel, but the rotation axis of the pinion does not intersect with the rotation axis of the tire even if disposed inside the tire wheel. Also good. The regenerative load device 124 is fixed to a suspension (suspension device) component such as a knuckle.

図14は、タイヤホイール14aに取り付けるディスク120の内周に平歯やはす歯などのギヤ122aを形成した例である。回生式負荷装置124のピニオン軸は車輪14の回転軸と平行した配置になっている。ここでは、ギヤのかみ合いで動力伝達をしているが、摩擦係数が大きくなる表面加工をしたローラを接触させて動力を伝えるようにしても良い。   FIG. 14 shows an example in which a gear 122a such as a flat tooth or a helical tooth is formed on the inner periphery of the disk 120 attached to the tire wheel 14a. The pinion shaft of the regenerative load device 124 is disposed parallel to the rotation axis of the wheel 14. Here, power transmission is performed by meshing of gears, but power may be transmitted by bringing a surface-processed roller having a large coefficient of friction into contact.

図15では、図14の回生式負荷装置124に対し、摩擦材押圧部126を併設する。この摩擦材押圧部126は、摩擦材126aをディスク120に車両内側から押し当てる。特に、回生式負荷装置124の回生で得た電力によってモータを駆動することなどにより摩擦材126aをディスク120の押圧部120aに押圧させて制動させる。これによって、より大きな減速力が得られる。また、遠くの二次電池を充電する必要がなくなり、制動力制御の幅を広げ、特に停止近傍での制動力を確保することができる。なお、コンデンサに蓄電し、停止までの電力を確保するようにしてもよい。   In FIG. 15, the friction material pressing portion 126 is provided in addition to the regenerative load device 124 of FIG. The friction material pressing portion 126 presses the friction material 126 a against the disc 120 from the inside of the vehicle. In particular, the friction material 126a is pressed against the pressing portion 120a of the disc 120 by driving the motor with the electric power obtained by the regeneration of the regenerative load device 124 or the like, and braking is performed. Thereby, a larger decelerating force can be obtained. Moreover, it is not necessary to charge a distant secondary battery, and the range of the braking force control can be expanded, and in particular, the braking force in the vicinity of the stop can be secured. Note that power may be stored in the capacitor and power until stopping may be secured.

「高負荷ブレーキの構成」
高負荷ブレーキ34は、ばね下をより一層軽くするために、タイヤホイールハブから伸びるドライブシャフト22において、ばね上に配置するとよい。
"Configuration of high load brake"
The high load brake 34 may be sprung on the drive shaft 22 extending from the tire wheel hub to make the unsprung more light.

図16(a)、(b)、(c)は、動力伝達機構(左右分割装置:デファレンシャルギヤ)130がある場合の高負荷ブレーキ34の配置例である。   16 (a), (b) and (c) are arrangement examples of the high load brake 34 when there is a power transmission mechanism (left and right split device: differential gear) 130. FIG.

(a)では、ホイールハブと動力伝達機構130の間のドライブシャフト上に高負荷ブレーキ34を設けている。(b)では、動力伝達機構130の内部に高負荷ブレーキ34を設けている。(c)では、動力伝達機構130とパワーユニット20(24)の間に高負荷ブレーキ34を配置している。   In (a), the high load brake 34 is provided on the drive shaft between the wheel hub and the power transmission mechanism 130. In (b), the high load brake 34 is provided inside the power transmission mechanism 130. In (c), the high load brake 34 is disposed between the power transmission mechanism 130 and the power unit 20 (24).

高負荷ブレーキ34は、一般的には、乾式の摩擦材の組合せで構成されるが、図16(b)のように動力伝達機構130の内部に配置する場合は、冷却用の潤滑油や循環水を活用できるため、湿式摩擦材も有用となる。   The high load brake 34 is generally constituted by a combination of dry friction materials, but when disposed inside the power transmission mechanism 130 as shown in FIG. Wet friction materials are also useful because they can utilize water.

図17は、動力伝達機構130が車輪14近傍に無い場合であり、短いシャフト(回転軸)132を設け、そのシャフト132に高負荷ブレーキ34を設置する。FF車のリヤ側やRR車のフロント側が相当する。なお、この高負荷ブレーキ34は、駆動軸との併用ができないので、制動力配分で必要となる場合にのみ適用するとよい。   FIG. 17 shows the case where the power transmission mechanism 130 is not in the vicinity of the wheel 14, and a short shaft (rotational shaft) 132 is provided, and the high load brake 34 is installed on the shaft 132. The rear side of the FF car and the front side of the RR car correspond. In addition, since the high load brake 34 can not be used in combination with the drive shaft, it is preferable to apply it only when it is necessary to distribute the braking force.

高負荷ブレーキ34は、駆動力と相殺して電池を短時間で放電することができる。このため、今後の走行経路で降坂路が多い場合には、高負荷ブレーキ34を使用することで事前に電池を放電し、これによって降坂路で回生ブレーキが効果的に使用できる。   The high load brake 34 can discharge the battery in a short time by offsetting the driving force. For this reason, when there are many downhill roads in the future traveling route, the battery is discharged in advance by using the high load brake 34, whereby regenerative braking can be effectively used on the downhill road.

「高負荷ブレーキの構造例」
図18に高負荷ブレーキ34の構造例を示す。図18の回転軸140は、図16、図17のタイヤホイールに動力を伝達する、ドライブシャフト22などに相当する。
"Example of construction of high load brake"
A structural example of the high load brake 34 is shown in FIG. The rotation shaft 140 in FIG. 18 corresponds to the drive shaft 22 or the like that transmits power to the tire wheels in FIGS. 16 and 17.

この高負荷ブレーキ34は、トランスミッションATの多板クラッチやレース車両の変速用多板クラッチのような構成になっている。   The high load brake 34 is configured as a multiple disc clutch of the transmission AT or a multiple disc clutch for shifting of a race vehicle.

回転側には、回転側ガイド体142とその外周に位置し軸方向にスライド可能なドーナッツ状の摩擦板144が設けられる。一方、固定側には、固定側ガイド体146と軸方向にスライド可能なドーナッツ状の摩擦板148と、摩擦板144,148を軸方向に押圧する押圧板150、および押圧板150を軸方向に引き戻すリターンスプリング152から構成される。   On the rotation side, there are provided a rotation-side guide body 142 and an axially slidable donut-shaped friction plate 144 which is slidable in the axial direction. On the other hand, on the fixed side, a donut-shaped friction plate 148 axially slidable with the fixed side guide body 146, a pressure plate 150 for pressing the friction plates 144 and 148 in the axial direction, and the pressure plate 150 in the axial direction It is comprised from the return spring 152 pulled back.

図18においては、上側が非制動時、下側が制動時を表している。つまり、高負荷ブレーキ34使用時は、図中左側から押圧板150を右側に押付け、固定側と回転側のドーナッツ状の摩擦板144,148を摩擦させて制動力を発生させる。制動力は、摩擦板144,148を決定すれば、押圧力と温度依存のμで規定できるので、それらをセンシングして、押圧力を調整することで高負荷ブレーキ34の減速トルクを制御することができる。   In FIG. 18, the upper side represents the non-braking state, and the lower side represents the braking state. That is, when the high load brake 34 is used, the pressing plate 150 is pressed to the right from the left side in the drawing, and the donut shaped friction plates 144 and 148 on the fixed side and the rotation side are rubbed to generate a braking force. Since the braking force can be defined by the pressing force and temperature dependent μ if the friction plates 144 and 148 are determined, sensing them and adjusting the pressing force to control the decelerating torque of the high load brake 34 Can.

必要な制動力の範囲に応じて、摩擦板144,148の枚数、サイズ、材質を選択して設置する。摩擦板144,148は、鋳鉄と樹脂母材の複合材、ステンレス鋼材と焼結材、カーボンとセラミック・カーボン、コバルト系溶射材と超硬金属粉末混入材などから選択するとよい。   The number, size, and material of the friction plates 144 and 148 are selected and installed in accordance with the required range of braking force. The friction plates 144 and 148 may be selected from a composite of cast iron and a resin matrix, stainless steel and sintered material, carbon and ceramic / carbon, cobalt-based thermal spray material and cemented carbide powder mixed material.

なお、図16(b)のように動力伝達機構の冷却系を活用できる場合は、ATのように摩擦材自体を液体に触れても良いが、固定側に発熱材を設置してケーシング側から冷却をしても良い。   When the cooling system of the power transmission mechanism can be used as shown in FIG. 16 (b), the friction material itself may be touched with the liquid like AT, but a heat generating material is installed on the fixed side and from the casing side. You may cool it.

また、押圧板150の押圧の方式は、着磁・脱磁によるON・OFF制御でよいが、制動トルクを連続的に制御したい場合は、カムやネジ機構を用いるか、油圧室を設けるかして、押圧板150の圧力や変位を制御すればよい。   The pressing method of the pressing plate 150 may be ON / OFF control by magnetizing / demagnetizing, but if it is desired to control the braking torque continuously, a cam or screw mechanism is used or a hydraulic chamber is provided. The pressure and the displacement of the pressing plate 150 may be controlled.

「制動姿勢の制御」
図19は、ABSやESCのように、車両の姿勢を制御する例を示す。(a)は、左回りのヨー運動が起き始めた時に、右回りのヨーモーメントを作って車両姿勢を安定させる場合である。ここでは、大きな制動力を回生ブレーキ36と高負荷ブレーキ34で発生させ(太矢印)、小さな制動力をコーナーブレーキ30で発生させ(細矢印)、前後輪のコーナーブレーキ30で左右輪の制動力に差をつけてヨーモーメントの制御をしている。
"Control of braking attitude"
FIG. 19 shows an example of controlling the attitude of the vehicle, such as ABS and ESC. (A) is a case where a clockwise yaw moment is created to stabilize the vehicle posture when a counterclockwise yaw movement starts to occur. Here, a large braking force is generated by the regenerative brake 36 and the high load brake 34 (thick arrow), a small braking force is generated by the corner brake 30 (thin arrow), and the braking force of the left and right wheels by the corner brake 30 of the front and rear wheels Control the yaw moment.

(b)は、(a)の状態と同様であるが、回生式コーナーブレーキ30において、インバータを設けて駆動制御もできるようにした場合である。この場合は、図中左側に進行方向の駆動力(左向き細矢印)を加えることで、より積極的にヨーモーメントを加えて車両姿勢の安定化を図ることができる。   (B) is the same as the state of (a), but in the regenerative corner brake 30, an inverter is provided to enable drive control as well. In this case, a yaw moment can be more positively applied to stabilize the vehicle posture by applying a driving force in the traveling direction (left fine arrow) to the left side in the drawing.

さらに、従来は、車輪14の回転数(速度)をセンシングして、ブレーキによる制動トルクを制御していたが、コーナーブレーキ30の駆動成分を用いれば、回生ブレーキ36と高負荷ブレーキ34で制動トルクを制御し、コーナーブレーキの駆動力で速度制御を行って車輪のロック(危険挙動)を抑止できる。   Furthermore, conventionally, the rotation speed (speed) of the wheel 14 was sensed to control the braking torque by the brake, but if the driving component of the corner brake 30 is used, the braking torque by the regenerative brake 36 and the high load brake 34 Can be controlled, and speed control can be performed by the driving force of the corner brake to suppress the locking of the wheel (dangerous behavior).

「効果の試算」
本実施形態による乗り心地改善の効果を試算する。図20に対象モデルを示す。車体12がサスペンションとショックアブソーバを介して前後の2つの車輪14で支持される。車体12について、重量mub、バウンス上下移動Xub、慣性Iub、ピッチング回動θubとする。高負荷ブレーキ34について重量mf,mr、上下移動Xf,Xr、重心からの距離をLf,Lrとする。また。サスペンションとショックアブソーバのばね定数ksf,ksr、減衰係数csf,csr、車輪14の重量mtf,mtr、ばね定数ktf,ktr、減衰係数ctf,ctr、前後2つの車輪14の重心からの距離をLtf,Ltrとする。なお、添え字fはフロント(前)、rはリヤ(後)を示している。
"Estimate of effect"
The effect of the ride quality improvement according to the present embodiment is estimated. The target model is shown in FIG. The vehicle body 12 is supported by the front and rear two wheels 14 via a suspension and a shock absorber. The weight mub, the bounce vertical movement Xub, the inertia Iub, and the pitching rotation θub are used for the vehicle body 12. For the high load brake 34, weights mf and mr, up and down movement Xf and Xr, and distances from the center of gravity are Lf and Lr. Also. Suspension and shock absorber spring constants ksf, ksr, damping coefficients csf, csr, weights of wheels 14 mtf, mtr, spring constants ktf, ktr, damping coefficients ctf, ctr, distance from the center of gravity of the two wheels 14 to Ltf, Let it be Ltr. The subscript f indicates the front (front) and r indicates the rear (rear).

そして、このモデルにおいて、車体12はバウンスXubとピッチングθubの運動を行うこととし、前輪が路面の凹凸により上下方向に変位入力を受けた時の前輪の応答と車体の応答を評価する。   Then, in this model, the vehicle body 12 performs movements of bounce Xub and pitching θub, and the response of the front wheel and the response of the vehicle body are evaluated when the front wheel receives displacement input in the vertical direction due to the unevenness of the road surface.

評価は、図21に示すような、路面突起の入力振幅Dinに対する、前輪(ばね下部分)mtfの変位応答および車体重心位置mubの変位応答の振れ幅の最大値(Dot,Dob)の比(Dot/Din,Dob/Din)を用いる。入力に対する応答の比が小さい方が性能がよいことになる。   In the evaluation, as shown in FIG. 21, the ratio (Dot, Dob) of the fluctuation value of the displacement response of the front wheel (unsprung portion) mtf and the displacement response of the vehicle center of gravity position mub to the input amplitude Din of the road surface protrusion Use Dot / Din, Dob / Din). The smaller the ratio of response to input, the better the performance.

図22は、横並びで比較するブレーキ重量の設定条件である。円の直径がブレーキの重量比に対応し、左右2輪分で比較している。ノーマルの条件では、Frばね下のコーナーブレーキ30の重量が24kg、Rrばね下のブレーキ重量が12kgで、ばね上の高負荷ブレーキ34は無い。なお、回生ブレーキ36については、共通したパワーユニット20、サブパワーユニット24と考え、車体12の重量が含まれている。条件C1、C2、C3、C3aは、ばね下のコーナーブレーキ30を軽くし、ばね上に高負荷ブレーキ34を配置した場合である。C1は、高負荷ブレーキ34をFr側のみに配置し、C2は、高負荷ブレーキ34をRr側のみに配置し、C3は、高負荷ブレーキ34をFr側とRr側の両側に配置した場合である。なお、C1、C2、C3は、コーナーブレーキ30と高負荷ブレーキ34の合計がノーマルよりも約17%軽く、C3aはノーマルと同条件である。   FIG. 22 shows the setting conditions of the brake weight to be compared side by side. The diameter of the circle corresponds to the weight ratio of the brake, and the two left and right wheels are compared. Under normal conditions, the weight of the corner brake 30 under the Fr spring is 24 kg, the brake weight under the Rr spring is 12 kg, and there is no high load brake 34 on the spring. The regenerative brake 36 is considered to be the common power unit 20 and sub power unit 24, and includes the weight of the vehicle body 12. Conditions C1, C2, C3 and C3a are cases where the unsprung corner brake 30 is lightened and the high load brake 34 is disposed on the sprung. C1 arranges the high load brake 34 only on the Fr side, C2 arranges the high load brake 34 only on the Rr side, and C3 places the high load brake 34 on both the Fr side and the Rr side. is there. The sum of the corner brake 30 and the high load brake 34 is about 17% lighter than the normal in C1, C2, and C3, and C3a is the same as in the normal.

図23、図24に、振幅低減効果を示す。図23が、車体の上下動、図24が前輪の上下動について表している。縦軸は、振動振幅比でノーマルが1となるように正規化してある。ばね下のコーナーブレーキ30を軽くし、ばね上に高負荷ブレーキ34を配置したいずれの条件でも、ノーマルよりも振動低減が図られていることが確認できる。前輪に入力がある場合、前輪側のばね上重量が大きい方が、後輪側のばね上重量が大きい場合に比べ、振動低減が図れ、全体重量が小さい方が振動が低減されることがわかる。   The amplitude reduction effect is shown in FIG. 23 and FIG. FIG. 23 shows the vertical movement of the vehicle body, and FIG. 24 shows the vertical movement of the front wheel. The vertical axis is normalized so that the normal is 1 in the vibration amplitude ratio. It can be confirmed that vibration is reduced more than normal under any condition in which the unsprung corner brake 30 is lightened and the high load brake 34 is disposed on the sprung. When there is an input on the front wheel, it can be seen that vibration can be reduced if the weight on the front wheel side is larger than when the weight on the rear wheel side is large, and that vibration will be reduced if the total weight is small. .

<実施形態の効果>
本実施形態によれば、使用頻度が少ない高G専用の高負荷制動手段(高負荷ブレーキ34)がばね上に配置され、これによって、コーナーの車輪に装備する低負荷制動手段(コーナーブレーキ30)が大幅に軽くなるため、路面の凹凸による振動入力に対して、車輪の路面追従性が向上し、車体の揺れを低減し快適性を向上させることができる。
<Effect of the embodiment>
According to the present embodiment, the high G dedicated high load braking means (high load brake 34), which is less frequently used, is disposed on the spring, whereby the low load braking means (corner brake 30) mounted on the corner wheels Can be significantly reduced, so that the followability to the road surface of the wheel can be improved with respect to the vibration input due to the unevenness of the road surface, and the sway of the vehicle body can be reduced and the comfort can be improved.

従来車両と比べて、ばね下慣性を小さくできるので、もし路面の凹凸により車輪14が変位強制で振動励起されても、ばね上(車体)への振動入力を小さく抑えることができ、数Hz程度の車体の揺れを抑制することができる。また、ばね下慣性を小さくできるので、サスペンション特性を変えなくても振動減衰が早くなり、タイヤホイールのばたつき感を抑えて路面の凹凸に追従させることができる。さらに、回転軸周りの極慣性モーメントが小さくなるので、車輪の加減速制御が容易になり、乗員の快適性向上に寄与できる。   Since the unsprung mass inertia can be made smaller than that of the conventional vehicle, even if the wheel 14 is forced to vibrate by displacement due to the unevenness of the road surface, the vibration input to the sprung mass (car body) can be suppressed small, about several Hz It is possible to suppress the shaking of the car body. In addition, since the unsprung mass inertia can be reduced, vibration damping can be quickened without changing the suspension characteristics, and it is possible to follow the unevenness of the road surface by suppressing the feeling of rattling of the tire wheel. Furthermore, since the polar inertia moment around the rotation axis is reduced, acceleration / deceleration control of the wheel is facilitated, which can contribute to improvement of the passenger's comfort.

10 車両、12 車体、14 車輪、14a タイヤホイール、20 パワーユニット、22 ドライブシャフト、24 サブパワーユニット、30 コーナーブレーキ、32 電動パーキングブレーキ、34 高負荷ブレーキ、36 回生ブレーキ、40 司令部、60 車輪速センサ、62 前後Gセンサ、64 ジャイロセンサ、66 左右Gセンサ、68 気象情報センサ、70 車速推定部、72 坂道勾配推定部、74 路面μ推定部、76 車両姿勢推定部、82 ブレーキ操作検出部、84 周囲情報検出部、90 目標減速度推定部、92 制動負荷判定部、94 制動配分設定部、96 ABS作動判定部、98 ESC作動判定部、110 摩擦ディスク、112 キャリパ、120 ディスク、120a 押圧部、122 ピニオンギヤ、122a ギヤ、124 回生式負荷装置、126 摩擦材押圧部、126a 摩擦材、130 動力伝達機構、132 シャフト、140 回転軸、142 回転側ガイド体、144,148 摩擦板、146 固定側ガイド体、150 押圧板、152 リターンスプリング。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 vehicles, 12 vehicle bodies, 14 wheels, 14a tire wheels, 20 power units, 22 drive shafts, 24 sub power units, 30 corner brakes, 32 electric parking brakes, 34 high load brakes, 36 regenerative brakes, 40 heads, 60 wheel speed sensors , 62 front and rear G sensor, 64 gyro sensor, 66 left and right G sensor, 68 weather information sensor, 70 vehicle speed estimation unit, 72 slope gradient estimation unit, 74 road surface μ estimation unit, 76 vehicle attitude estimation unit, 82 brake operation detection unit, 84 Ambient information detection unit, 90 target deceleration estimation unit, 92 braking load determination unit, 94 braking distribution setting unit, 96 ABS operation determination unit, 98 ESC operation determination unit, 110 friction disk, 112 caliper, 120 disk, 120a pressing unit, 122 pinion gear, 122a gear, 124 Regeneration type load device, 126 friction material pressing part, 126a friction material, 130 power transmission mechanism, 132 shaft, 140 rotation shaft, 142 rotation side guide body, 144, 148 friction plate, 146 fixed side guide body, 150 pressure plate, 152 Return spring.

Claims (5)

車輪がばねを介して車体に取り付けられる車両についての制動システムであって、
ばね下において車輪を制動する制動手段であって、最大制動量が比較的小さな低負荷制動手段と、
ばね上に設けられる動力伝達機構を制動する制動手段であって、最大制動量が比較的大きな高負荷制動手段と、
車両走行時に必要な制動量を算出し、算出された制動量を低負荷制動手段と、高負荷制動手段とに配分する制御装置と、
を有する、
制動システム。
A braking system for a vehicle in which the wheels are attached to the vehicle body via a spring,
A braking means for braking the wheel under a spring, the low load braking means having a relatively small maximum braking amount;
A braking means for braking a power transmission mechanism provided on a spring, the high load braking means having a relatively large maximum braking amount,
A control device that calculates a braking amount necessary for traveling the vehicle and distributes the calculated braking amount to the low load braking means and the high load braking means;
Have
Braking system.
請求項1に記載の制動システムであって、
高負荷制動手段は、摩擦式のブレーキを含む、
制動システム。
The braking system according to claim 1, wherein
High load braking means include friction brakes,
Braking system.
請求項1または2に記載の制動システムであって、
さらに、
ばね上に設けられる駆動モータを使用する回生制動手段と、
を有し、
制御装置は、算出された制動量を回生制動手段と、低負荷制動手段と、高負荷制動手段とに配分する、
制動システム。
The braking system according to claim 1 or 2,
further,
Regenerative braking means using a drive motor provided on the spring;
Have
The control device distributes the calculated braking amount to the regenerative braking means, the low load braking means, and the high load braking means.
Braking system.
請求項1〜3のいずれか1つに記載の制動システムであって、
制御装置は、推定された制動量が0.2G以下の場合に、低負荷制動手段を使用し、高負荷制動手段を使用しない、
制動システム。
The braking system according to any one of claims 1 to 3, wherein
The controller uses the low load braking means and does not use the high load braking means when the estimated braking amount is 0.2 G or less.
Braking system.
請求項3または4に記載の制動システムであって、
回生制動手段と、低負荷制動手段を制御することで、車両の姿勢制御を行う、
制動システム。
The braking system according to claim 3 or 4, wherein
By controlling the regenerative braking means and the low load braking means, attitude control of the vehicle is performed.
Braking system.
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