JP5989043B2 - 車両用ブレーキシステム - Google Patents
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Description
モータシリンダ装置でブレーキ液圧を発生するとき、ブレーキペダルの踏み込み操作で発生するブレーキ液圧を遮断するためにマスタカットバルブ(第1,第2遮断弁)が閉弁する。これによって、モータシリンダ装置及びディスクブレーキ機構が備わる液圧系統が閉じた系統になる。このため、ブレーキ液が膨張するとモータシリンダ装置で発生するブレーキ液圧が高くなる。したがって、モータシリンダ装置で発生するブレーキ液圧より高い液圧でディスクブレーキ機構が駆動することになり、発生する制動力の精度が低下するという問題が生じる。
また、マスタカットバルブが開弁した状態でアクチュエータが作動してブレーキ液圧が上昇すると、出力側液圧系統のブレーキ液が入力側液圧系統に流入する。アクチュエータの作動量が多いほど液圧発生手段で発生するブレーキ液圧が高くなって入力側液圧系統へのブレーキ液の流入量が多くなる。
本発明によると、アクチュエータの作動量が制限されるため、入力側液圧系統に流入するブレーキ液の流入量が抑制され、出力側液圧系統におけるブレーキ液の不足が抑制される。
図1は、車両用ブレーキシステムの概略構成図である。
入力装置14は、運転者によってブレーキペダル12等の操作子が操作されたときにその操作の入力に応じて作動液(ブレーキ液)を圧縮し、操作量に応じた液圧(ブレーキ液圧)をブレーキ液に発生させる。ペダルストロークセンサStは、ブレーキペダル12が踏み込み操作されたときの操作量(ペダルストローク)を計測する。モータシリンダ装置16は、各車輪(右側前輪WFR,左側後輪WRL,右側後輪WRR,左側前輪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。VSA装置18は、車両挙動の安定化を支援する。
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に発生するブレーキ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。
マスタカットバルブ(第2遮断弁60a,第1遮断弁60b)は、開弁状態と閉弁状態が切り替わるソレノイド弁であってもよいし、ステッピングモータ(図示せず)等で駆動するDBW(ドライブ・バイ・ワイヤ)弁などの開度調節弁であってもよい。
ソレノイド弁の場合、マスタカットバルブは供給される制御信号(電流信号又は電圧信号)のデューティ比の調節で開度が調節される。
第1リターンスプリング66aと第2リターンスプリング66bは、互いに直列に配置されている。第1リターンスプリング66aのばね定数は第2リターンスプリング66bのばね定数よりも高い。シミュレータピストン68は、第1及び第2リターンスプリング66a,66bによって付勢される。そして、ストロークシミュレータ64は、ブレーキペダル12の踏み込み前期時にペダル反力の増加勾配を低く設定し、踏み込み後期時にペダル反力を高く設定する。これによって、ブレーキペダル12のペダルフィーリングが、既存のマスタシリンダ34を踏み込み操作したときのペダルフィーリングと同等になる。
第1液圧系統70bは、入力装置14の第1液圧路58bと、配管チューブ22d,22e,22f,22i,22jとによって構成される。
また、本実施形態では、電動モータ72とアクチュエータ機構74を含めてアクチュエータを構成する。
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。
以下、X1の側を前方、X2の側を後方とする。
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。
VSA装置18は、レギュレータバルブ116と、2つのインバルブ(第1インバルブ120,第2インバルブ124)と3つのチェックバルブ(第1チェックバルブ118,第2チェックバルブ122,第3チェックバルブ126)とを備える。
第1アウトバルブ128は、第1導出ポート28a(第4導出ポート28d)と第2共通液圧路114との間に配置されたノーマルクローズタイプのソレノイドバルブからなる。第2アウトバルブ130は、第2導出ポート28b(第3導出ポート28c)と第2共通液圧路114との間に配置されたノーマルクローズタイプのソレノイドバルブからなる。リザーバ装置132は、第2共通液圧路114に接続される。第4チェックバルブ134は、第1共通液圧路112と第2共通液圧路114との間に配置されて第2共通液圧路114側から第1共通液圧路112側へのブレーキ液の流通を許容する(第1共通液圧路112側から第2共通液圧路114側へのブレーキ液の流通を阻止する)。ポンプ136は、第4チェックバルブ134と第1共通液圧路112との間に配置されて第2共通液圧路114側から第1共通液圧路112側へブレーキ液を供給する。吸入弁138及び吐出弁140は、ポンプ136の前後に設けられる。モータMはポンプ136を駆動する。サクションバルブ142は、第2共通液圧路114と導入ポート26a(26b)との間に配置されたノーマルクローズタイプのソレノイドバルブからなる。
本実施形態のアウトバルブ(第1アウトバルブ128,第2アウトバルブ130)は、開弁したときにブレーキ液がリザーバ装置132に流入可能となる。
さらに、VSA装置18に代えて、ABS機能のみを搭載するABS装置が接続される構成であってもよい。
本実施形態に係る車両用ブレーキシステム10は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。
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。
本実施形態では、入力装置14を含む液圧系統を入力側液圧系統Pin、モータシリンダ装置16及びVSA装置18を含む液圧系統を出力側液圧系統Poutとする。より詳細には、マスタカットバルブ(第2遮断弁60a,第1遮断弁60b)よりも入力装置14側を入力側液圧系統Pinとし、マスタカットバルブよりもモータシリンダ装置16側を出力側液圧系統Poutとする。
正常時の車両用ブレーキシステム10では、入力側液圧系統Pinと出力側液圧系統Poutの連通が、閉弁したマスタカットバルブによって遮断されて、入力側液圧系統Pinと出力側液圧系統Poutはともに閉じた液圧系統になる。
図2に示すように、液圧出力特性は、スレーブストロークに対応して出力されるブレーキ液圧の特性を示す。
図1に示す車両用ブレーキシステム10は、ブレーキ液が常温(基準温度「Tstd」)である状態を基準として設計される。図2に実線で示すように、車両用ブレーキシステム10は、ブレーキ液温が基準温度「Tstd」でスレーブストロークが「0」のときにブレーキ液圧が「0」となるようにモータシリンダ装置16が設計される。本実施形態では、図2に実線で示す液圧出力特性がモータシリンダ装置16の基本特性になる。基本特性は、モータシリンダ装置16の設計時にあらかじめ設定される。
図2に破線で示すように、ブレーキ液温が「Thigh」の場合、スレーブストロークが「0」のときに微小なブレーキ液圧「ΔP0」が発生する。また、同じスレーブストロークに対するブレーキ液圧は、ブレーキ液温が基準温度「Tstd」のときよりも高くなる。
図2に破線で示すように、ブレーキ液温が上昇すると液圧出力特性は、基本特性(実線)の高圧側に変化する。
前記したように、図1に示す車両用ブレーキシステム10(モータシリンダ装置16)はブレーキ液温が基準温度「Tstd」であることを前提として設計される。そして、制御手段150は、ブレーキ液温が基準温度「Tstd」であるときに最適な制動力を各車輪(WFR,WRL,WRR,WFL)に発生するように構成されている。つまり、車両用ブレーキシステム10は、モータシリンダ装置16の液圧出力特性が基本特性のときに最適な制動力が各車輪に発生するように構成されている。
そこで、本実施形態の制御手段150は、ブレーキ液温の上昇等によって液圧出力特性が基本特性から変化したとき、モータシリンダ装置16の液圧出力特性を基本特性に近づけるように車両用ブレーキシステム10を制御する。
特に制御手段150は、モータシリンダ装置16が出力するブレーキ液圧が基本特性よりも高圧になるとき、すなわち、液圧出力特性が基本特性の高圧側に変化したときに液圧出力特性が基本特性から変化したと判定する。
図3に示すように、制御手段150は基準液圧マップMP1を有する。基準液圧マップMP1は、ブレーキ液温が基準温度「Tstd」のときのブレーキ操作量(Bst)とブレーキ液圧の目標値(目標液圧Ptgt)の関係を示すマップである。基準液圧マップMP1は、車両(図示せず)の特性として、あらかじめ設定されている。
制御手段150は、ペダルストロークセンサStの計測値に応じてブレーキ操作量(Bst)を算出し、さらに、基準液圧マップMP1に基づいてブレーキ操作量に対応する目標液圧(Ptgt)を設定する。
制御手段150はスレーブストロークマップ(SSマップMP2)を有する。SSマップMP2は、補正目標液圧(*Ptgt)とスレーブストローク(SSt)の関係を示すマップである。SSマップMP2は、モータシリンダ装置16(図1参照)の特性として、あらかじめ設定されている。制御手段150は、SSマップMP2に基づいて補正目標液圧に対応するスレーブストロークを算出する。
例えば、モータ角設定部153は、スレーブストローク(SSt)に対応する電動モータ72のモータ角(θm)を示すマップ(図示せず)を有する。モータ角設定部153は、当該マップに基づいてスレーブストローク(SSt)に対応するモータ角(θm)を設定する。
例えば、MCV制御部156は、ブレーキ操作量に対する目標液圧(Ptgt)と実液圧(Preal)の液圧偏差(ΔP)が所定の閾値以下のとき液圧出力特性が基本特性から変化したと判定する。液圧出力特性が基本特性から変化したとMCV制御部156が判定するときの閾値は、車両用ブレーキシステム10(図1参照)の設計値としてあらかじめ設定されている。
例えば、液圧偏差(ΔP)の大きさに対するマスタカットバルブの開度があらかじめ設定されていれば、MCV制御部156は、液圧偏差の大きさに基づいてマスタカットバルブの開度を設定できる。そして、MCV制御部156は、設定した開度でマスタカットバルブを開弁する。具体的に、MCV制御部156は、マスタカットバルブが設定した開度になるように制御信号のデューティ比を調節する。
従来、正常時の車両用ブレーキシステム10では、図4の(a)に示すように、マスタカットバルブ(第2遮断弁60a,第1遮断弁60b)が閉弁している。ディスクブレーキ機構30a〜30dに生じる摩擦熱でブレーキ液が加熱されると、出力側液圧系統Poutの配管チューブ22a〜22jにおいてブレーキ液が膨張する(黒塗りで示す)。これによって、出力側液圧系統Poutのブレーキ液圧が上昇する。したがって、モータシリンダ装置16が出力するブレーキ液圧が基本特性よりも高圧になる。また、液圧出力特性が基本特性の高圧側に変化する。
そこで、制御手段150は、MCV制御部156(図3参照)がマスタカットバルブを開弁しているときにスレーブストロークを制限する構成であってもよい。例えば、マスタカットバルブの弁開度(マスタカットバルブを制御する制御信号のデューティ比)に対応するスレーブストロークの制限値があらかじめ設定されていれば、制御手段150は、マスタカットバルブの弁開度に応じてスレーブストロークを制限できる。このようにスレーブストロークが制限されることで、出力側液圧系統Poutにおけるブレーキ液の不足が防止される。
アウトバルブが開弁すると、出力側液圧系統Poutのブレーキ液がリザーバ装置132に流入するため、出力側液圧系統Poutのブレーキ液量が減少してブレーキ液圧が低下する。このように、VSA装置18のアウトバルブが開弁しても出力側液圧系統Poutのブレーキ液圧が低下し、ブレーキ液温が上昇した状態の液圧出力特性が基本特性に近づく。
なお、リザーバ装置132に流入したブレーキ液を出力側液圧系統Poutに戻すためにはポンプ136の駆動が必要になる。つまり、出力側液圧系統Poutにブレーキ液を戻すときにモータMの駆動音が生じることになる。したがって、液圧出力特性が基本特性から変化したときにマスタカットバルブ(第2遮断弁60a,第1遮断弁60b)が開弁する構成のほうが騒音の発生を防止できる。
例えば、図2に破線で示すように、ブレーキ液温が基準温度「Tstd」から上昇すると、出力側液圧系統Poutのブレーキ液圧が上昇してスレーブストローク(SSt)が「0」のときに微小なブレーキ液圧「ΔP0」が発生する。つまり、ブレーキ液温が上昇すると、ブレーキ操作量が「0」で目標液圧が「0」のときに実液圧が「ΔP0」になる。
14 入力装置
16 モータシリンダ装置(液圧発生手段)
60a 第2遮断弁(マスタカットバルブ)
60b 第1遮断弁(マスタカットバルブ)
128 第1アウトバルブ(アウトバルブ)
130 第2アウトバルブ(アウトバルブ)
132 リザーバ装置
150 制御手段
Pin 入力側液圧系統
Pout 出力側液圧系統
Claims (2)
- 入力側液圧系統と出力側液圧系統の2つの液圧系統のそれぞれがブレーキ液にブレーキ液圧を発生可能に構成され、
前記入力側液圧系統に配設されて操作子の操作量に応じた前記ブレーキ液圧を発生する入力装置と、
前記出力側液圧系統に配設されてアクチュエータの作動量に応じた前記ブレーキ液圧を発生する液圧発生手段と、
開弁したときに前記入力側液圧系統と前記出力側液圧系統の間で前記ブレーキ液を流通させて閉弁したときに前記入力側液圧系統と前記出力側液圧系統の間の前記ブレーキ液の流通を遮断するマスタカットバルブと、
開弁したときに前記ブレーキ液がリザーバ装置に流入可能となるアウトバルブと、
前記操作子が操作されたときに前記マスタカットバルブ及び前記アウトバルブを閉弁し、前記操作子の操作量に応じた前記ブレーキ液圧が発生するように前記アクチュエータを制御する制御手段と、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、
前記アクチュエータの作動量に対する前記ブレーキ液圧の出力特性があらかじめ設定される基本特性から変化したと判定したときに、前記マスタカットバルブを開弁し、前記アクチュエータの作動量を制限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、前記出力特性が前記基本特性の高圧側に変化したときに、前記出力特性が前記基本特性から変化したと判定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。
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