JP4832460B2 - Brake device - Google Patents
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Description
本発明は、運転者によるブレーキ操作子の操作量に応じて駆動される第1電動モータによりホイールシリンダを作動させるブレーキ液圧を発生するスレーブシリンダと、前記スレーブシリンダおよび前記ホイールシリンダを接続する液路に配置され、第2電動モータにより前記ホイールシリンダを個別に作動させるブレーキ液圧を発生するヨーモーメント制御装置とを備えたブレーキ装置に関する。 The present invention relates to a slave cylinder that generates a brake fluid pressure for operating a wheel cylinder by a first electric motor driven in accordance with an operation amount of a brake operator by a driver, and a fluid that connects the slave cylinder and the wheel cylinder. The present invention relates to a brake device including a yaw moment control device that is disposed on a road and generates a brake fluid pressure that individually operates the wheel cylinders by a second electric motor.
運転者の制動操作を電気信号に変換してスレーブシリンダを作動させ、このスレーブシリンダが発生するブレーキ液圧でホイールシリンダを作動させる、いわゆるBBW(ブレーキ・バイ・ワイヤ)式ブレーキ装置が、下記特許文献1により公知である。
ところで、かかるBBW式ブレーキ装置において、スレーブシリンダとホイールシリンダとの間に、左右のホイールシリンダに異なるブレーキ液圧を供給して車両のヨーモーメントを制御することで車両挙動の安定を図るVSA(ビークル・スタビリティ・アシスト)装置等のヨーモーメント制御装置を配置することが考えられる。 By the way, in such a BBW type brake device, VSA (vehicle) is designed to stabilize vehicle behavior by supplying different brake fluid pressures to the left and right wheel cylinders between the slave cylinder and the wheel cylinders to control the yaw moment of the vehicle.・ It is conceivable to install a yaw moment control device such as a stability assist device.
ヨーモーメント制御装置は電動モータで作動する液圧ポンプで発生したブレーキ液圧を左右のホイールシリンダに個別に供給するものであるが、電動モータで液圧ポンプを駆動してブレーキ液圧を発生するために、そのブレーキ液圧発生の初期応答性が必ずしも充分でないという問題があった。 The yaw moment control device supplies the brake hydraulic pressure generated by the hydraulic pump operated by the electric motor to the left and right wheel cylinders individually. The electric motor drives the hydraulic pump to generate the brake hydraulic pressure. Therefore, there is a problem that the initial response of the brake fluid pressure generation is not always sufficient.
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、スレーブシリンダおよびヨーモーメント制御装置を備えたブレーキ装置において、ヨーモーメント制御装置のブレーキ液圧発生の初期応答性を高めることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to improve the initial response of the brake fluid pressure generation of the yaw moment control device in the brake device including the slave cylinder and the yaw moment control device.
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、運転者によるブレーキ操作子の操作時にその操作量に応じて駆動される第1電動モータでピストンを駆動して、ホイールシリンダを作動させるブレーキ液圧を発生するスレーブシリンダと、前記スレーブシリンダおよび前記ホイールシリンダを接続する液路に配置され、第2電動モータでポンプを駆動して、前記ホイールシリンダを個別に作動させるブレーキ液圧を発生するヨーモーメント制御装置とを備えた制動装置であって、前記ヨーモーメント制御装置の作動開始時に、前記スレーブシリンダを作動させることで、前記ヨーモーメント制御装置が発生するブレーキ液圧に前記スレーブシリンダが発生するブレーキ液圧を加算して前記ホイールシリンダに出力することを特徴とするブレーキ装置が提案される。
In order to achieve the above object, according to the invention described in
また請求項2に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、前記ポンプの吐出側と前記スレーブシリンダの出力ポートとが互いに連通していることを特徴とするブレーキ装置が提案される。 According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, a brake device is proposed in which the discharge side of the pump and the output port of the slave cylinder communicate with each other. Is done.
尚、実施の形態のブレーキペダル12は本発明のブレーキ操作子に対応し、実施の形態のVSA装置24は本発明のヨーモーメント制御装置に対応する。
The
本発明によれば、運転者によるブレーキ操作子の操作時にその操作量に応じて駆動される第1電動モータでピストンを駆動してブレーキ液圧を発生するスレーブシリンダと、ホイールシリンダとの間の液路に、第2電動モータでポンプを駆動してホイールシリンダを個別に作動させるブレーキ液圧を発生するヨーモーメント制御装置を配置し、ヨーモーメント制御装置の作動開始時にスレーブシリンダを作動させることで、ヨーモーメント制御装置が発生するブレーキ液圧にスレーブシリンダが発生するブレーキ液圧を加算してホイールシリンダに出力するので、ヨーモーメント制御装置のブレーキ液圧の初期応答性を、スレーブシリンダのブレーキ液圧の初期応答性で補い、スレーブシリンダの液圧高い初期応答性でブレーキ液圧を発生することができる。即ち、第2電動モータでポンプを駆動するヨーモーメント制御装置はブレーキ液圧発生の初期応答性が低くなるが、第1電動モータでピストンを駆動するスレーブシリンダはブレーキ液圧発生の初期応答性が高くなるため、ヨーモーメント制御装置の作動と同時にスレーブシリンダを作動させることで、ブレーキ液圧発生の初期応答性を効果的に高めることができる。 According to the present invention, a slave cylinder that generates brake fluid pressure by driving the piston in the first electric motor driven in response to the operation amount during operation of the brake operation element by the driver, between the wheel cylinder the fluid path, by driving the pump at a second electric motor disposed yaw moment control device for generating a brake fluid pressure to actuate the wheel cylinders individually, be created moving the slave cylinder at start of operation of the yaw moment control device in, since the output to the wheel cylinder by adding the brake fluid pressure by the slave cylinder to the brake fluid pressure yaw moment control device generates generates an initial response of the brake fluid pressure of the yaw moment control device, the slave cylinder brake Compensate with initial responsiveness of hydraulic pressure and generate brake hydraulic pressure with high initial responsiveness of slave cylinder It is possible. That is, the yaw moment control device for driving the pump in the second electric motor is lower initial responsiveness of the brake fluid pressure generating, the initial response slave cylinder of a brake fluid pressure generating driving the piston in the first electric motor Therefore, by operating the slave cylinder simultaneously with the operation of the yaw moment control device, it is possible to effectively improve the initial response of the brake fluid pressure generation.
以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1〜図5は本発明の実施の形態を示すもので、図1は車両用ブレーキ装置の正常時の液圧回路図、図2は図1に対応する異常時の液圧回路図、図3はVSA作動信号出力ルーチンのフローチャート、図4は第1電動モータ駆動ルーチンのフローチャート、図5は従来例および実施の形態の作用を説明するタイムチャートである。 1 to 5 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram in a normal state of a vehicle brake device. FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram in an abnormal state corresponding to FIG. 3 is a flowchart of the VSA operation signal output routine, FIG. 4 is a flowchart of the first electric motor drive routine, and FIG. 5 is a time chart for explaining the operation of the conventional example and the embodiment.
図1に示すように、タンデム型のマスタシリンダ11は、運転者がブレーキペダル12を踏む踏力に応じたブレーキ液圧を出力する二つの第1液圧室13A,13Bを備えており、一方の第1液圧室13Aは液路Pa,Pb,Pc,Pd,Peを介して例えば左前輪および右後輪のディスクブレーキ装置14,15のホイールシリンダ16,17に接続されるとともに、他方の第1液圧室13Bは液路Qa,Qb,Qc,Qd,Qeを介して例えば右前輪および左後輪のディスクブレーキ装置18,19のホイールシリンダ20,21に接続される。
As shown in FIG. 1, the
液路Pc,Qcと液路Pd,Pe;Qd,Qeとの間には、左右の車輪の制動力に差を発生させることで車両の操縦安定性を高めるためのVSA(ビークル・スタビリティ・アシスト)装置24が介装されており、このVSA装置24は車輪のロックを抑制して制動距離を短縮するABS(アンチロック・ブレーキ・システム)の機能も備えている。
Between the liquid paths Pc, Qc and the liquid paths Pd, Pe; Qd, Qe, a difference in braking force between the left and right wheels is generated to improve vehicle handling stability. (Assist)
液路Pa,Pb間に常開型電磁弁である遮断弁22Aが配置され、液路Qa,Qb間に常開型電磁弁である遮断弁22Bが配置され、液路Pb,Qbと液路Pc,Qcとの間にスレーブシリンダ23が配置される。
A
液路Qaから分岐する液路Ra,Rbには、常閉型電磁弁である反力許可弁25を介してストロークシミュレータ26が接続される。ストロークシミュレータ26は、シリンダ27にスプリング28で付勢されたピストン29を摺動自在に嵌合させたもので、ピストン29の反スプリング28側に形成された液室30が液路Rbに連通する。
A
スレーブシリンダ23のアクチュエータ51は、第1電動モータ52の回転軸に設けた駆動ベベルギヤ53と、駆動ベベルギヤ53に噛合する従動ベベルギヤ54と、従動ベベルギヤ54により作動するボールねじ機構55とを備える。アクチュエータハウジング56に一対のボールベアリング57,57を介してスリーブ58が回転自在に支持されており、このスリーブ58の内周に出力軸59が同軸に配置されるとともに、その外周に従動ベベルギヤ54が固定される。
The
スレーブシリンダ23のシリンダ本体36の内部に一対のリターンスプリング37A,37Bで後退方向に付勢された一対のピストン38A,38Bが摺動自在に配置されており、ピストン38A,38Bの前面に一対の第2液圧室39A,39Bが区画される。後側のピストン38Aの後端に前記出力軸59の前端が当接する。一方の第2液圧室39Aはポート40A,41Aを介して液路Pb,Pcに連通し、他方の第2液圧室39Bはポート40B,41Bを介して液路Qb,Qcに連通する。
A pair of
液路Pc,Qcと液路Pd,Pe;Qd,Qeとの間に配置されるVSA装置24の構造は周知のもので、左前輪および右後輪のディスクブレーキ装置14,15の系統と、右前輪および左後輪のディスクブレーキ装置18,19の系統とに同じ構造のものが設けられる。その代表として左前輪および右後輪のディスクブレーキ装置14,15の系統について説明すると、液路Pcと液路Pd,Peとの間に一対の常開型電磁弁よりなるインバルブ42,42が配置され、インバルブ42,42の下流側の液路Pd,Peとリザーバ43との間に常閉型電磁弁よりなるアウトバルブ44,44が配置される。リザーバ43と液路Pcとの間に、一対のチェックバルブ45,46に挟まれた液圧ポンプ47が配置されており、この液圧ポンプ47は第2電動モータ48により駆動される。
The structure of the
更に、液路Pcが液路Pd,Peに分岐する手前位置と、液路Qcが液路Qd,Qeに分岐する手前位置とに、それぞれ開度を任意に制御可能な常開型電磁弁よりなるレギュレータバルブ61,61が配置される。またチェックバルブ45,45に対して直列にチェックバルブ62,62が配置されており、チェックバルブ45,45とチェックバルブ62,62との間から分岐して前記レギュレータバルブ61,61の上流側の液路Pc,Qcに連なる液路Pf,Qfに、それぞれ常閉型電磁弁よりなるサクションバルブ63,63が配置される。
Further, a normally open solenoid valve capable of arbitrarily controlling the opening degree at a position before the liquid path Pc branches to the liquid paths Pd and Pe and a position before the liquid path Qc branches to the liquid paths Qd and Qe.
尚、スレーブシリンダ23のECU(不図示)は、液路Qaに設けた液圧センサSa、スレーブシリンダ23のピストン38A,38Bのストロークを検出するストロークセンサSbおよび各車輪に設けた車輪速センサSc…が接続されており、前記スレーブシリンダ23の第1電動モータ52に加えて、遮断弁22A,22Bおよび反力許可弁25の作動を制御する。またスレーブシリンダ23のECUに接続されたVSA装置24のECU(不図示)は、操舵角、ヨーレート、車速等に基づいてVSA装置24の第2電動モータ、インバルブ42…およびアウトバルブ44…の作動を制御する。
The ECU (not shown) of the
次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用について説明する。 Next, the operation of the embodiment of the present invention having the above configuration will be described.
システムが正常に機能する正常時には、図1に示すように、常開型電磁弁よりなる遮断弁22A,22Bが励磁されて閉弁し、常閉型電磁弁よりなる反力許可弁25が励磁されて開弁する。この状態で液路Qaに設けた液圧センサSaが運転者によるブレーキペダル12の踏み込みを検出すると、スレーブシリンダ23のアクチュエータ51が作動する。即ち、第1電動モータ52を一方向に駆動すると、駆動ベベルギヤ53、従動ベベルギヤ54およびボールねじ機構55を介して出力軸59が前進することで、出力軸59に押圧された一対のピストン38A,38Bが前進する。ピストン38A,38Bが前進を開始した直後に液路Pb,Qbに連なるポート40A,40Bが閉塞されるため、第2液圧室39A,39Bにブレーキ液圧が発生し、このブレーキ液圧はディスクブレーキ装置14,15;18,19のホイールシリンダ16,17;20,21に伝達されて各車輪を制動する。
When the system functions normally, as shown in FIG. 1, the shut-off
このとき、マスタシリンダ11の他方の第1液圧室13Bが発生したブレーキ液圧は開弁した反力許可弁25を介してストロークシミュレータ26の液室30に伝達され、そのピストン29をスプリング28に抗して移動させることで、ブレーキペダル12のストロークを許容するとともに擬似的なペダル反力を発生させて運転者の違和感を解消することができる。
At this time, the brake fluid pressure generated in the other first
そしてスレーブシリンダ23が発生するブレーキ液圧が、液路Qaに設けた液圧センサSaで検出したマスタシリンダ11によるブレーキ液圧に応じた大きさになるように、スレーブシリンダ23の第1電動モータ52の回転角をフィードバック制御することで、運転者がブレーキペダル12に入力する踏力に応じた制動力をディスクブレーキ装置14,15;18,19に発生させることができる。
Then, the first electric motor of the
次に、VSA装置24によるABS制御時の作用を説明する。正常時における制動中に車輪速センサSc…の出力に基づいて何れかの車輪のスリップ率が増加してロック傾向になったことが検出されると、スレーブシリンダ23を作動状態に維持した状態でVSA装置24にABS機能を発揮させて車輪のロックを防止する。
Next, the operation at the time of ABS control by the
即ち、所定の車輪がロック傾向になると、その車輪のディスクブレーキ装置のホイールシリンダに連なるインバルブ42を閉弁してスレーブシリンダ23からのブレーキ液圧の伝達を遮断した状態で、アウトバルブ44を開弁してホイールシリンダのブレーキ液圧をリザーバ43に逃がす減圧作用と、それに続いてアウトバルブ44を閉弁してホイールシリンダのブレーキ液圧を保持する保持作用とを行うことで、車輪がロックしないように制動力を低下させる。
That is, when a predetermined wheel tends to be locked, the in-
その結果、車輪速度が回復してスリップ率が低下すると、インバルブ42を開弁してホイールシリンダのブレーキ液圧が増加させる増圧作用を行うことで、車輪の制動力を増加させる。この増圧作用により車輪が再びロック傾向になると、前記減圧、保持、増圧を再び実行し、その繰り返しにより車輪のロックを抑制しながら最大限の制動力を発生させることができる。その間にリザーバ43に流入したブレーキ液は、第2電動モータ48で作動する液圧ポンプ47により上流側の液路Pc,Qcに戻される。
As a result, when the wheel speed recovers and the slip ratio decreases, the braking force of the wheel is increased by opening the in-
次に、VSA制御時の作用を説明する。車両の旋回時にオーバーステア傾向になった場合には、旋回外輪のホイールシリンダを作動させてオーバーステアを抑制するヨーモーメントを発生させ、車両の旋回時にアンダーステア傾向になった場合には、旋回内輪のホイールシリンダを作動させてアンダーステアを抑制するヨーモーメントを発生させるべく、左右の車輪のホイールシリンダの制動力が個別に制御可能である。 Next, the operation at the time of VSA control will be described. If the vehicle is oversteering when turning the vehicle, the wheel cylinder of the turning outer wheel is activated to generate a yaw moment that suppresses oversteering. In order to generate a yaw moment that suppresses understeer by operating the wheel cylinder, the braking force of the wheel cylinders of the left and right wheels can be individually controlled.
即ち、図1においてサクションバルブ63,63を励磁して開弁した状態で液圧ポンプ47,47を作動させると、マスタシリンダ11のリザーバからブレーキ液がサクションバルブ63,63介して吸引され、インバルブ42…の上流側にブレーキ液圧を発生させる。このブレーキ液圧は、レギュレータバルブ61,61を励磁して所定の開度に制御することで、所定の大きさに調圧される。
That is, when the
この状態で、制動する必要がない車輪に対応するインバルブ42を閉弁してホイールシリンダにブレーキ液圧が伝達しないようにしながら、制動する必要がある車輪に対応するインバルブ42を開弁してホイールシリンダにブレーキ液圧を伝達することで、そのホイールシリンダを作動させて制動力を発生させることができる。ホイールシリンダに伝達されるブレーキ液圧の増圧・減圧・保持の制御は、ABS制御の場合と同じようにインバルブ42およびアウトバルブ44の開閉により行われる。
In this state, the in-
このように、VSA制御で左右一方の車輪だけを制動することで、任意の方向のヨーモーメントを発生させて車両の操縦安定性を高めることができる。 In this way, by braking only one of the left and right wheels by VSA control, it is possible to generate a yaw moment in an arbitrary direction and improve the steering stability of the vehicle.
上述したABS制御あるいはVSA制御を実行している間、遮断弁22A,22Bを励磁して閉弁することで、VSA装置24の作動による液圧変化がキックバックとなってマスタシリンダ11からブレーキペダル12に伝達されるのを防止することができる。
While the above-described ABS control or VSA control is being executed, the
ところで、VSA装置24は第2電動モータ48で液圧ポンプ47,47を作動させてブレーキ液圧を発生させるため、第1電動モータ52でピストン38A,38Bを駆動してブレーキ液圧を発生させるスレーブシリンダ23に比べて、ブレーキ液圧発生の初期応答性が低いという問題がある。そこで、本実施の形態では、スレーブシリンダ23を利用してVSA装置24のブレーキ液圧発生の初期応答性を高める制御が行われる。以下、その作用を、図3および図4のフローチャートに基づいて説明する。
By the way, since the
図3のフローチャートのステップS1でVSA装置24が作動すると、ステップS2でVSA装置24の第2電動モータ48を駆動して液圧ポンプ47,47を作動させ、ステップS3でVSA装置24のECUがVSA作動信号をスレーブシリンダ23のECUに送信する。一方、前記ステップS1でVSA装置24が作動しなければ、ステップS4でVSA装置24の第2電動モータ48を停止して液圧ポンプ47,47を停止させ、ステップS5でVSA装置24のECUからスレーブシリンダ23のECUへのVSA作動信号を送信を停止する。
When the
図4のフローチャートのステップS11で、スレーブシリンダ23のECUにVSA作動信号が入力すると、ステップS12でスレーブシリンダ23の第1電動モータ52を駆動してブレーキ液圧を発生させ、ステップS13でストロークセンサSbにより検出したスレーブシリンダ23のピストン38A,38Bのストロークが予め設定した設定値に達すると、ステップS14で第1電動モータ52を駆動を停止する。スレーブシリンダ23が発生したブレーキ液圧は、VSA装置24が発生したブレーキ液圧に加算されてホイールシリンダ16,17;20,21に伝達される。
When a VSA operation signal is input to the ECU of the
従って、VSA装置24が作動してブレーキ液圧を発生すると同時に、スレーブシリンダ23が一時的に、つまりピストン38A,38Bのストロークが予め設定した設定値に達するまでの間作動することになる。このとき、上述したようにスレーブシリンダ23のブレーキ液圧発生の応答性はVSA装置24のブレーキ液圧発生の応答性よりも高いため、スレーブシリンダ23によってVSA装置24のブレーキ液圧発生の応答性を高め、VSA制御(ABS制御を含む)の制御応答性を高めることができる。
Accordingly, the
図5は、VSA装置24が作動を開始してから作動を停止するまでの間の、VSA装置24が発生するブレーキ液圧の目標値および実測値を、従来例(スレーブシリンダ23によるアシストを行わないもの)と本実施の形態(スレーブシリンダ23によるアシストを行うもの)とについて示すものである。
FIG. 5 shows a conventional example (assisted by the slave cylinder 23) of the target value and the actual measured value of the brake fluid pressure generated by the
VSA装置24の目標液圧は、初期応答性を高めるべく作動開始直後に一時的に高くなるように設定されているが、それにも関わらず、従来例では実液圧の初期応答性が低くなっていることが分かる。一方、本実施の形態ではスレーブシリンダ23によるアシストを行うことで、従来例に比べて実液圧の初期応答性が改善されていることが分かる。
The target hydraulic pressure of the
さて、電源の失陥等によりスレーブシリンダ23が作動不能になると、スレーブシリンダ23が発生するブレーキ液圧に代えて、マスタシリンダ11が発生するブレーキ液圧による制動が行われる。
When the
即ち、電源が失陥すると、図2に示すように、常開型電磁弁よりなる遮断弁22A,22Bは自動的に開弁し、常閉型電磁弁よりなる反力許可弁25は自動的に閉弁する。この状態では、マスタシリンダ11の第1液圧室13A,13Bにおいて発生したブレーキ液圧は、ストロークシミュレータ26に吸収されることなく、開弁した遮断弁22A,22Bと、スレーブシリンダ23の第2液圧室39A,39Bと、VSA装置24の開弁したレギュレータバルブ61,61およびインバルブ42…とを通過し、各車輪のディスクブレーキ装置14,15;18,19のホイールシリンダ16,17;20,21に支障なく制動力を発生させることができる。
That is, when the power supply fails, as shown in FIG. 2, the
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。 The embodiments of the present invention have been described above, but various design changes can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、本発明のブレーキ操作子はブレーキペダル12に限定されず、ブレーキレバーであっても良く、またブレーキ操作量の信号を出力する信号出力手段であっても良い。
For example, the brake operator of the present invention is not limited to the
12 ブレーキペダル(ブレーキ操作子)
16 ホイールシリンダ
17 ホイールシリンダ
20 ホイールシリンダ
21 ホイールシリンダ
23 スレーブシリンダ
24 VSA装置(ヨーモーメント制御装置)
38A ピストン
38B ピストン
47 液圧ポンプ
48 第2電動モータ
52 第1電動モータ
12 Brake pedal (brake operator)
16 Wheel cylinder 17
Claims (2)
前記ヨーモーメント制御装置(24)の作動開始時に、前記スレーブシリンダ(23)を作動させることで、前記ヨーモーメント制御装置(24)が発生するブレーキ液圧に前記スレーブシリンダ(23)が発生するブレーキ液圧を加算して前記ホイールシリンダ(16,17;20,21)に出力することを特徴とするブレーキ装置。 The pistons (38A, 38B) are driven by the first electric motor (52) driven according to the operation amount when the brake operator (12) is operated by the driver, and the wheel cylinders (16, 17; 20, 21). And a slave cylinder (23) that generates a brake fluid pressure for actuating, a fluid path connecting the slave cylinder (23) and the wheel cylinder (16, 17; 20, 21), and a second electric motor ( 48) drives the pump (47) in said wheel cylinder (16, 17; a brake device including a yaw moment control unit (24) for generating a brake fluid pressure for operating individually 20,21) And
The operation starting time of the yaw moment control unit (24), the slave cylinder (23) by the to create dynamic, the slave cylinder (23) is generated in the brake fluid pressure the yaw moment control device (24) is generated A brake device characterized in that the brake fluid pressure is added and output to the wheel cylinder (16, 17; 20, 21).
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