JP5741509B2 - 車両用制動装置 - Google Patents
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Description
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の摩擦ブレーキ装置B(車両用制動装置)が搭載されるハイブリッド車両(以下、単に車両と略す)は、エンジン及びモータジェネレータによって駆動輪例えば左右前輪Wfl、Wfrを駆動させる車両である。上述したモータジェネレータによって回生ブレーキ装置(不図示)が構成されている。回生ブレーキ装置は、モータジェネレータによって回生制動力を、左右前輪Wfl、Wfrに発生させるものである。なお、モータジェネレータは、モータと発電機が別体の構成であっても差し支え無い。
本実施形態の摩擦ブレーキ装置B(車両用制動装置)は、図1に示すように、主に、マスタシリンダ1と、反力発生装置2と、離間ロック弁22と、反力弁3と、サーボ圧発生装置4と、ABS53と、ブレーキECU6と、ブレーキECU6と通信可能な各種センサ72〜75と、を備えている。
図1に示すように、マスタシリンダ1は、ブレーキ液をABS53に供給して、ホイールシリンダWCfl、WCfr、WCrl、WCrrに供給するものであり、主に、メインシリンダ11と、カバーシリンダ12と、入力ピストン13と、第一マスタピストン14(本発明の「マスタピストン」に相当する)と、第二マスタピストン15(本発明の「加圧ピストン」に相当する)と、を有している。
反力発生装置2は、ストロークシミュレータ21を備えている。ストロークシミュレータ21は、ブレーキペダル10の操作に応じて離間室1B及び反力圧室1Cに反力圧を発生させ、通常のブレーキ装置の操作感(踏力感)を再現する装置である。一般的に、ストロークシミュレータ21は、シリンダ211にピストン212が摺動可能に嵌合され、圧縮スプリング213によって前方に付勢されたピストン212の前面側にパイロット液室214が形成されて構成されている。ストロークシミュレータ21は、配管164及びポート11eを介して反力圧室1Cに接続され、配管164を介して離間ロック弁22及び反力弁3に接続されている。
離間ロック弁22は、常閉型の電磁弁(リニア弁)であり、ブレーキECU6により開閉が制御される。離間ロック弁22は、配管164と配管162とに接続され、両配管162、164とを接続/非接続させる。離間ロック弁22は、離間室1Bと反力圧室1Cとを接続/非接続させるための弁である。言い換えると、離間ロック弁22は、離間室1Bとストロークシミュレータ21とを接続する配管162、164を開放又は閉塞する弁である。
反力弁3は、常開型の電磁弁であり、ブレーキECU6により開閉が制御される。反力弁3は、配管164と配管161とに接続され、両配管161、164とを接続/非接続させる。反力弁3は、離間室1B及び反力圧室1Cとリザーバ171とを接続/非接続させるための弁である。
ここで、ブレーキ操作時において、反力弁3と離間ロック弁22とのブレーキECU6による制御について説明する。ブレーキペダル10が踏まれると、入力ピストン13が前進し、通路18が分断されてリザーバ171と離間室1Bは遮断される。同時に、反力弁3が閉状態(開→閉)になり、離間ロック弁22が開状態(閉→開)になる。反力弁3が閉状態となることで、反力圧室1Cとリザーバ171とが遮断される。離間ロック弁22が開状態となることで、離間室1Bと反力圧室1Cとが連通する。つまり、入力ピストン13が前進し且つ反力弁3が閉状態となることで、離間室1B及び反力圧室1Cは、リザーバ171から遮断される。反力圧室1Cには、マスタピストン14の移動に応じて離間室1Bから突出部142により流入出される液量と同じ液量が流入出される。そして、ストロークシミュレータ21は、離間室1B及び反力圧室1Cに、ストローク量に応じた反力圧を発生させる。つまり、ストロークシミュレータ21は、入力ピストン13に連結しているブレーキペダル10に、入力ピストン13のストローク量(ブレーキペダル10の操作量)に応じた反力圧を付与する。
サーボ圧発生装置4は、主に、減圧弁41(本発明の「パイロット圧発生装置」に相当する)と、増圧弁42(本発明の「パイロット圧発生装置」に相当する)と、圧力供給部43(本発明の「パイロット圧発生装置」に相当する)と、レギュレータ44と、を備えている。減圧弁41は、常開型の電磁弁であり、ブレーキECU6により流路の開口面積がリニアに制御されることにより、減圧弁41の下流の流路の液圧が制御される。減圧弁41の一方は配管411を介して配管161に接続され、減圧弁41の他方は配管413に接続されている。つまり、減圧弁41の一方は、配管411、161、及びポート11a、11bを介してリザーバ171に連通している。増圧弁42は、常閉型の電磁弁であり、ブレーキECU6により流路の開口面積がリニアに制御されることにより、増圧弁42の下流の流路の液圧が制御される。増圧弁42の一方は配管421に接続され、増圧弁42の他方は配管422に接続されている。
マスタシリンダ圧を発生する第一マスタ室1D、第二マスタ室1Eには、配管51、52、ABS53を介してホイールシリンダWCfl、WCfr、WCrl、WCrrが連通されている。具体的には、第一マスタ室1Dのポート11g及び第二マスタ室1Eのポート11iには、それぞれ配管51、52を介して、公知のABS(Antilock Brake System)53が連結されている。ABS53には、車輪Wfl、Wfr、Wrl、Wrrを制動する摩擦ブレーキを作動させるホイールシリンダWCfl、WCfr、WCrl、WCrrが連結されている。
ブレーキECU6は、電子制御ユニットであり、マイクロコンピュータを有しており、マイクロコンピュータは、バスを介してそれぞれ接続された入出力インターフェース、CPU、RAM、ROM、不揮発性メモリー等の記憶部を備えている。CPUは、図3,8,9に示すフローチャートに対応したプログラムを実行する。RAMは同プログラムの実行に必要な変数を一時的に記憶するものであり、記憶部は前記プログラムや、図3,8,9に示すフローを実行するプログラムや、図5に示すマッピングデータを記憶している。
ブレーキペダル10が踏まれていない状態では、上記のような状態、すなわちボール弁442が弁座部444の貫通路444aを塞いでいる状態となる。また、減圧弁41は開状態、増圧弁42は閉状態となっている。つまり、第一室4Aと第二室4Bは隔離されている。
「REGモード」では、減圧弁41、増圧弁42、離間ロック弁22、及び反力弁3が通電(制御)されず、減圧弁41は開状態、増圧弁42は閉状態、離間ロック弁22は閉状態、反力弁3は開状態となっている。そして、ブレーキペダル10が踏まれた後も非通電状態(無制御状態)が維持される。
以下に、図3のフローを用いて「第1の入力ピストン当接推定処理」について説明する。車両が発進可能な状態となり、ブレーキECU6が起動すると、S11において、ブレーキECU6は、ストロークセンサ72から入力ピストン13の移動量Diを取得し、圧力センサ73から離間室1B及び反力圧室1Cの反力圧Paを取得し、プログラムをS12に進める。
Ds=Dp−Di+Dm…(1)
Ds:第一マスタピストン14と入力ピストン13の離間距離(mm)
Dp:第一マスタピストン14と入力ピストン13の初期離間距離(mm)
Di:入力ピストン13の移動量(mm)
Dm:第一マスタピストン14の移動量(mm)
なお、初期離間距離Dpは、ブレーキペダル10が踏まれていない状態の第一マスタピストン14と入力ピストン13の離間距離である。
S16が終了すると、プログラムはS17に進む。
S17が終了すると、プログラムはS11に進む。
以下に、図5のグラフを用いて「第2の入力ピストン当接推定処理」について説明する。まず、図5のグラフについて説明する。図5のグラフは、圧力センサ73で検出される反力圧Paと、圧力センサ74で検出されるサーボ圧Psとの関係を表したグラフであり、後述するように、静特性線と相似なマッピングデータである、離間推定基準線、当接推定50%基準線、戻り側当接推定50%基準線、及び当接推定100%基準線が設定されている。なお、横軸が反力圧であり、縦軸がサーボ圧である。
リニアモードにおいて、マスタシリンダ1の入力ピストン13の前端面が第一マスタピストン14の突出部142の後端面に当接すると、第一マスタピストン14を押圧する力は、離間室1Bから作用する力が当該当接部面積の圧力による分だけ減少し、代わりに入力ピストン13から作用する力、すなわちブレーキペダル10の踏力による分が増加する。このため、第一マスタ室1D(第二マスタ室1E)の実際のマスタ圧は、上述の減少分と増加分との差し引き分が変動するので、目標のマスタ圧に対しずれが生じ、マスタ圧に基づいて行うABS(アンチロックブレーキシステム)等のブレーキ制御の精度が低下する場合がある。
Ps=Pp・S2/S1・・・(1)
上述したように、マスタ圧Pmは、サーボ圧Psと同一であることから、推定マスタ圧Pmを次式(2)で表すことができる。
Pm=Ps=Pp・S2/S1・・・(2)
よって、ブレーキECU6の指令値であるパイロット圧Pp、および圧力制御室4Dの断面積S2と第二室4Bの断面積S1との断面積比である第一サーボ比S2/S1に基づいて、マスタ圧Pmを推定演算することができる。第一サーボ比S2/S1は、予め求められてブレーキECU6に記憶される。なお、本実施形態では、第二室4Bの断面積S1および圧力制御室4Dの断面積S2は、同一となるように形成されているため、第一サーボ比S2/Saは、1となる。また、圧力センサ74によりサーボ圧Psを検出してマスタ圧Pmを推定するようにしてもよい。
Pm・S3+Pp(S1−S3)=Ps・S1・・・(3)
式(3)から、推定マスタ圧Pmを次式(4)で表すことができる。
Pm=Ps・S1/S3−Pp(S1−S3)/S3・・・(4)
次に、図8を参照して、マスタシリンダ1の入力ピストン13の前端面が、第一マスタピストン14の突出部142の後端面に対し当接・離間状態であるときのマスタ圧の推定の制御動作を説明する。図8に示すように、入力ピストン13の前端面が、第一マスタピストン14の突出部142の後端面に当接したか否かを判断する(S101)。入力ピストン13の前端面が、第一マスタピストン14の突出部142の後端面に当接していない場合、第一サーボ比S2/S1を読み出し(S102)、パイロット圧Ppの指令値を入力する(S103)。そして、パイロット圧Ppおよび第一サーボ比S2/S1に基づいて、式(2)によりマスタ圧Pmを推定演算する(S104)。
この制御動作について、図9を参照して説明する。図9に示すように、入力ピストン13の前端面が、第一マスタピストン14の突出部142の後端面に対し完全に離間した状態であるか否かを判断する(S201)。入力ピストン13の前端面が、第一マスタピストン14の突出部142の後端面に対し完全に離間した状態である場合、第一サーボ比S2/S1を読み出し(S202)、パイロット圧Ppの指令値を入力する(S203)。そして、パイロット圧Ppおよび第一サーボ比S2/S1に基づいて、式(2)によりマスタ圧Pmを推定演算する(S204)。
上述した説明から明らかなように、ブレーキペダル10が緩やかに踏み込まれる場合は、マスタピストン14と入力ピストン13とは離間状態にあり、サーボ室1Aのサーボ圧Psのみにより第一マスタ室1Dのマスタ圧Pmが発生する。サーボ室1Aのサーボ圧Psは、サーボ圧生成室4Bで生成されるサーボ圧Psであり、上述の離間状態においては、圧力制御室4Dのパイロット圧Ppのみによりサーボ圧生成室4Bでサーボ圧Psが生成される。よって、パイロット圧Ppおよび圧力制御室4Dとサーボ圧生成室4Bとの断面積比である第一サーボ比S2/S1に基づいて、正確なマスタ圧を推定することができる。
10:ブレーキペダル
11:メインシリンダ(シリンダ)、 111:中間壁
12:カバーシリンダ(シリンダ)
13:入力ピストン
14:第一マスタピストン(マスタピストン)、 141a:サーボ圧受部、 142:突出部
15:第二マスタピストン(加圧ピストン)
1A:サーボ室、 1B:離間室、 1C:反力圧室
1D:第一マスタ室(マスタ室)、 1E:第二マスタ室(マスタ室)
2:反力発生装置(反力発生装置)、 3:反力弁
4:サーボ圧発生装置
22:離間ロック弁
41:減圧弁(パイロット圧発生装置)、 42:増圧弁(パイロット圧発生装置)、 43:圧力供給部(パイロット圧発生装置)、 431:アキュムレータ(蓄圧部)、 434:リザーバ、 441:シリンダ(ハウジング)、 445:制御ピストン(第一弁体)、 446:サブピストン(第二弁体)
4B:サーボ圧生成室、 4D:圧力制御室(第一パイロット室)、 4E:第四室(第二パイロット室)
6:ブレーキECU(接離判定手段、マスタ圧推定手段)
72:ストロークセンサ
73:圧力センサ、 74:圧力センサ(サーボ圧測定装置)、75:圧力センサ
B:摩擦ブレーキ装置(車両用制動装置)
WCfl、WCfr、WCrl、WCrr:ホイールシリンダ
Wfl、Wfr、Wrl、Wrr:車輪
Claims (2)
- シリンダ(11,12)と、
前記シリンダ(11,12)に軸線方向に摺動可能に嵌合され、複数のホイールシリンダ(WCfl,WCfr,WCrl,WCrr)にマスタ圧を供給するためのマスタ室(1D,1E)を前記シリンダ(11,12)の前方部とで形成する加圧ピストン(15)および前記加圧ピストン(15)の後方に設けられ前記シリンダ(11,12)の中間壁(111)を貫通して後方に突出する前記シリンダ(11,12)より小径の突出部(142)を有するマスタピストン(14)と、
前記シリンダ(11,12)の後壁を前記軸線方向に摺動可能に貫通し、後退端に位置するとき前端面が、後退端に位置する前記マスタピストン(14)の前記突出部(142)の後端面から所定距離だけ離間した入力ピストン(13)と、
前記加圧ピストン(15)と前記突出部(142)との間に設けられた後側肩部(141a)と前記シリンダ(11,12)の中間壁(111)との間に形成されたサーボ室(1A)と、
前記入力ピストン(13)の前端面と前記突出部(142)の後端面とが離間した離間状態または当接した当接状態を判定する接離判定手段(6)と、
前記入力ピストン(13)の移動量に応じたパイロット圧を発生させるパイロット圧発生装置(41,42,43)と、
ハウジング(441)に形成された第一弁穴に摺動可能に嵌合され前記第一弁穴を前記パイロット圧発生装置(41,42,43)に連通された第一パイロット室(4D)と前記サーボ室(1A)に連通されたサーボ圧生成室(4B)とに区画する第一弁体(445)、前記第一弁体の移動に応じて前記サーボ圧生成室(4B)を蓄圧装置(431)またはリザーバ(434)に連通する弁機構(444)、および前記ハウジング(441)に前記第一弁穴と連続して前記第一弁穴より小径に形成された第二弁穴に前記第一弁体(445)に対して接離可に嵌合され、前記第二弁穴を前記第一パイロット室(4D)と前記マスタ室(1D)に連通された第二パイロット室(4E)とに区画する第二弁体(446)を備えるサーボ圧生成装置(4)と、
前記サーボ圧を測定するサーボ圧測定装置(74)と、
前記接離判定手段(6)が前記離間状態を判定するとき前記パイロット圧、および前記第一パイロット室(4D)と前記サーボ圧生成室(4B)との断面積比である第一サーボ比に基づいて前記マスタ圧を推定し、前記当接状態を判定するとき前記サーボ圧測定装置(74)で測定された前記サーボ圧、前記パイロット圧、および前記第二パイロット室(4E)と前記サーボ圧生成室(4B)との断面積比である第二サーボ比に基づいて前記マスタ圧を推定するマスタ圧推定手段(6)と、を備える車両用制動装置。 - 請求項1において、前記接離判定手段(6)は、前記入力ピストン(13)の前端面と前記突出部(142)の後端面との当接の度合いを判定し、
前記マスタ圧推定手段(6)は、前記接離判定手段(6)で判定した前記当接度合いに応じて前記第一サーボ比と前記第二サーボ比との間で第三サーボ比を演算し、測定された前記サーボ圧、前記パイロット圧、および前記第三サーボ比に基づいて前記マスタ圧を推定する車両用制動装置。
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