JP7414046B2 - 車両用制動装置 - Google Patents
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Description
本発明の目的は、リザーバの液漏れを精度良く検出することができる車両用制動装置を提供することである。
以下に、図面の液圧回路図を参照しつつ、実施例の車両用制動装置1の構成について説明する。車両用制動装置1は、前後左右4つの車輪のそれぞれに制動力を付与する装置であり、図から解るように、左前輪,右前輪,左後輪,右後輪に対応するように設けられた車輪制動器90FL,90FR,90RL,90RR(以下、「車輪制動器90」と総称する場合がある)を備えている。
通常時、すなわち何らの失陥が生じていないときには、第1システム12の制御は、第1ブレーキECU70によって、第2システム14の制御は、第2ブレーキECU72によって、それぞれ、個別に実行される。以下に、第1システム12の制御,第2システム14の制御を、順に説明する。
第1システム12では、主にマスタ圧の制御が実行される。マスタ圧の制御は、ブレーキペダル16の操作量(踏込量)であるペダルストロークに基づいて、増圧用リニア弁SLA及び減圧用リニア弁SLRに供給される電流を制御することによって行われる。第1ブレーキECU70は、ペダルストロークに基づいて、目標制動力(必要制動力又は要求制動力とも呼ばれる)を決定する。自動運転の場合、例えば、目標制動力が他のECUで決定され、第1ブレーキECU70及び第2ブレーキECU72に送信される。
第2システム14の制御は、ホイール圧を、目標制動力に応じた値にするための制御である。ホイール圧の制御は、前輪系統50f及び後輪系統50rにより独立して行われるが、それら前輪系統50fと後輪系統50rの制御は同じであるため、以下、それらを一元化して説明することとする。
後輪の車輪制動器90RR、90RLには、電動パーキングブレーキ11が設けられている。図2に示すように、電動パーキングブレーキ11は、電動モータ11aの出力軸の回転運動を直動変換機構11bにより直動部材11cの直線運動に変換し、直動部材11cでピストン95を押圧して移動させる装置である。電動モータ11aは、例えば、コントローラ8により制御される。直動変換機構11bは、複数のギヤで構成され、減速機構としても機能し、出力軸の回転運動を直動部材11cの直線運動に変換する機構である。
車両用制動装置1は、リザーバ20内の液面レベルをモニターし、液漏れが発生しているか否かを監視している。車両用制動装置1は、液面レベルセンサ20aと、コントローラ8と、を備えている。図3に示すように、コントローラ8は、摩耗量推定部81、発熱量推定部82、低下量推定部83、液漏れ判定部84、仕事量推定部85、及び寿命判定部86を備えている。各部81~85の機能は、コントローラ8により実現される。なお、車両用制動装置1は、各部81~85の機能を備える別個のECU(他のECU同様、1つ又は複数のプロセッサを有する電子制御ユニット)を備えてもよい。以下、主に自動運転又は自動ブレーキを想定して、実施例を説明する。例えば、第2システム14の仕事量等に関する説明は、リザーバ20と第2システム14(フルード供給部)とが連通した状態(マスタピストン28c、28dが前進していない状態)を前提としている。
摩耗量推定部81は、液面レベルセンサ20aの計測結果に基づいて、ブレーキパッド93の摩耗量を推定する。摩耗量推定部81は、液面レベルセンサ20aの計測結果に基づいて、新車時又はブレーキパッド93の交換時から継続して、所定のタイミングごとに、液面レベルを記録する。所定のタイミングは、例えば、イグニッション(キースイッチ)がオンされ、電動パーキングブレーキ11がオフされた直後(液圧により制動力が発生しているとき、すなわちブレーキペダル16の操作が解除される前)のタイミングに設定される。
発熱量推定部82は、液面レベルセンサ20aの計測結果に基づいて、ブレーキパッド93の発熱量を推定する。発熱量推定部82は、1回のブレーキ操作が完了するごとに、ブレーキ操作開始直前の液面レベルとブレーキ操作完了直後の液面レベルとの差(以下「操作液面レベル変化量」ともいう)に基づいて、発熱量を演算する。1回のブレーキ操作とは、手動運転の場合、ブレーキペダル16が踏み込まれてからブレーキペダル16が初期位置に戻るまでの処理であり、自動運転の場合、ホイール圧による制動力が発生してから当該制動力が0になるまでの処理である。
低下量推定部(「WC低下量推定部」及び「EPB低下量推定部」に相当する)83は、制動力の増大による液面レベルの低下量を推定する。低下量推定部83は、制動力の発生状況、具体的に、ホイール圧又は電動パーキングブレーキ11のクランプ力に基づいて、液面レベルの低下量を推定する。低下量推定部83は、図6及び図7に示すように、ホイール圧と液面レベルの変化量(低下量)との関係を示す第3マップと、電動パーキングブレーキ11のクランプ力と液面レベルの変化量(低下量)との関係を示す第4マップとを記憶している。
液漏れ判定部84は、液面レベルセンサ20aの計測結果、摩耗量推定部81で推定された摩耗量、発熱量推定部82で推定された発熱量、及び低下量推定部83で推定された低下量(「WC低下量」、「EPB低下量」に相当する)に基づいて、液漏れの有無を判定する。
Th=X-a+b-(c1+c2)
このように、車両用制動装置1は、リザーバ20内のフルードを利用してホイールシリンダ94にフルードを供給するフルード供給部としての第1システム12及び第2システム14を備え、ホイール圧に応じてピストン95がブレーキパッド93をディスクロータ91に押し付けることで車輪に制動力を発生させる装置である。車両用制動装置1は、リザーバ20内のフルードの液面レベルをリニアに検出する液面レベルセンサ20aと、液面レベルセンサ20aの計測結果に基づいて、ブレーキパッド93の摩耗量を推定する摩耗量推定部81と、液面レベルセンサ20aの計測結果に基づいて、ブレーキパッド93の発熱量を推定する発熱量推定部82と、液面レベルの変化量、摩耗量、及び発熱量に基づいて、液漏れが発生しているか否かを判定する液漏れ判定部84と、を備えている。
(仕事量の推定)
仕事量推定部85は、液面レベルセンサ20aの計測結果に基づいて、第1ポンプ装置22のポンプモータ22bの仕事量、及び第2ポンプ装置58のポンプモータ58bの仕事量を推定する。仕事量推定部85は、単位時間当たりの圧力センサ110の検出値(ホイール圧)の変化量と、それに対応する単位時間当たりの液面レベルの変化量(以下「単位液面レベル変化量」ともいう)とに基づいて、ポンプモータ22b、58bの仕事量を推定する。なお、仕事量推定部85は、単位時間当たりの圧力センサ110の検出値の変化量(以下「圧力変化量」ともいう)に替えて、単位時間当たりの目標ホイール圧の変化量を用いてもよい。
寿命判定部(「パッド寿命判定部」、「モータ寿命判定部」、「EPB寿命判定部」に相当する)86は、各部について、予め実施された耐久試験の結果に基づく寿命仕事量を記憶している。例として、寿命判定部86は、ポンプモータ22b、58b及び電動モータ11aのそれぞれの寿命仕事量を予め記憶し、各モータ22b、58b、11aの総仕事量と対応する寿命仕事量とを比較する。寿命判定部86は、総仕事量が寿命仕事量を超えると、表示や音声により、当該部分が推定寿命に到達した旨(例えば当該部分の交換時期が来た旨又は当該部分について近々故障する可能性がある旨)を運転者に知らせる。寿命判定部86は、総仕事量と寿命仕事量との比較により、故障の予測を行うともいえる。
車両用制動装置1は、推定された摩耗量及び発熱量の少なくとも一方に基づいて、ブレーキパッド93の交換時期(寿命に到達したか否か)を判定する寿命判定部86をさらに備えている。これにより、ブレーキパッド93の寿命を精度良く運転者に知らせることができる。
図8を参照して、コントローラ8が行う液漏れ判定プログラム及び寿命判定プログラムの一例について説明する。まず、現在の液面レベルと初回液面レベルとの差である現状液面レベル変化量ΔLが液漏れ閾値Thより大きいか否かが判断される(S101)。液漏れ閾値Thは、初回の判断は定数Xとなる(Th=X-a+b-c1-c2)。現状液面レベル変化量ΔLが液漏れ閾値Thより大きい場合(S101:Yes)、液漏れ有りと判断され、液漏れ時の処理、例えば警告の出力が実行される(S102)。
図9を参照して、ホイール圧の変化とリザーバ20の液面レベルの変化を簡単に説明する。図9において、液面レベルの変化の要因が下記のように示されている。すなわち、変化z1が液圧制動(制動負荷)による変化であり、変化z2が電動パーキングブレーキ11の作動(作動負荷)による変化であり、変化z3がABS制御(ABS負荷)による変化であり、変化z4がブレーキパッド93の熱膨張による変化である。
本発明は、上記実施例に限られない。例えば、図10に示すように、第1システム12は、高圧源としてのアキュムレータ24を含んで構成されてもよい。アキュムレータ24は、第1ポンプ装置22と増圧用リニア弁SLAとの間に設けられる。アキュムレータ24は、リザーバ20のフルードをくみ上げる第1ポンプ装置22の作動により、所定の下限圧から上限圧までの間の高圧のフルードを収容している。増圧用リニア弁SLAが開弁すると、アキュムレータ24から第1パイロット室R6に高圧のフルードが供給され、スプール30cが移動し、高圧ポートP2と調圧ポートP3とが連通する。これにより、アキュムレータ24からポートP2、P3を介してサーボ室R4に高圧のフルードが供給され、サーボ圧が上昇してマスタピストン28c、28dが前進し、マスタ圧が上昇する。
Claims (9)
- リザーバ内のフルードを利用してホイールシリンダにフルードを供給するフルード供給部を備え、前記ホイールシリンダの液圧に応じてピストンがブレーキパッドをディスクロータに押し付けることで車輪に制動力を発生させる車両用制動装置であって、
前記リザーバ内のフルードの液面レベルの値を計測する液面レベルセンサと、
前記液面レベルセンサの計測結果に基づいて、前記ブレーキパッドの摩耗量を推定する摩耗量推定部と、
前記液面レベルセンサの計測結果に基づいて、前記ブレーキパッドの発熱量を推定する発熱量推定部と、
前記液面レベルセンサの計測結果に基づく前記液面レベルの変化量、前記摩耗量、及び前記発熱量に基づいて、液漏れが発生しているか否かを判定する液漏れ判定部と、
を備える、
車両用制動装置。 - 前記ホイールシリンダの液圧に基づいて、前記フルード供給部の作動による前記液面レベルの低下量であるWC低下量を推定するWC低下量推定部をさらに備え、
前記液漏れ判定部は、さらに前記WC低下量にも基づいて、液漏れが発生しているか否かを判定する、
請求項1に記載の車両用制動装置。 - 前記ピストンを電動モータの力により移動させる電動パーキングブレーキと、
前記電動パーキングブレーキのクランプ力に基づいて、前記電動パーキングブレーキの作動による前記液面レベルの低下量であるEPB低下量を推定するEPB低下量推定部と、
をさらに備え、
前記液漏れ判定部は、さらに前記EPB低下量にも基づいて、液漏れが発生しているか否かを判定する、
請求項1又は2に記載の車両用制動装置。 - 前記液漏れ判定部には、前記摩耗量と前記液面レベルの変化量との関係を示す第1マップと、前記発熱量と前記液面レベルの変化量との関係を示す第2マップとが予め記憶されている、
請求項1~3の何れか一項に記載の車両用制動装置。 - 前記摩耗量及び前記発熱量の少なくとも一方に基づいて、前記ブレーキパッドの交換時期を判定するパッド寿命判定部をさらに備える、
請求項1~4の何れか一項に記載の車両用制動装置。 - 前記液面レベルセンサの計測結果及び前記ホイールシリンダの液圧に基づいて、前記フルード供給部に備わるポンプモータの仕事量と、前記仕事量の積算値である総仕事量とを推定する仕事量推定部と、
前記総仕事量に基づいて、前記ポンプモータの交換時期を判定するモータ寿命判定部と、
をさらに備える、
請求項1~5の何れか一項に記載の車両用制動装置。 - 前記仕事量推定部は、単位時間当たりの前記液面レベルの変化量と、単位時間当たりの前記ホイールシリンダの液圧の変化量とに基づいて、前記仕事量を推定する、
請求項6に記載の車両用制動装置。 - 前記ピストンを電動モータの力により移動させる電動パーキングブレーキと、
前記液面レベルセンサの計測結果及び前記ホイールシリンダの液圧に基づいて、前記電動モータの仕事量であるEPB仕事量と、前記EPB仕事量の積算値である総EPB仕事量とを推定するEPB仕事量推定部と、
前記総EPB仕事量に基づいて、前記電動モータの交換時期を判定するEPB寿命判定部と、
をさらに備える、
請求項1~7の何れか一項に記載の車両用制動装置。 - 前記EPB仕事量推定部は、単位時間当たりの前記液面レベルの変化量と、単位時間当たりの前記ホイールシリンダの液圧の変化量とに基づいて、前記EPB仕事量を推定する、
請求項8に記載の車両用制動装置。
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