JPH0592760A - 車両用ブレーキ装置のための電気制御装置 - Google Patents

車両用ブレーキ装置のための電気制御装置

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JPH0592760A
JPH0592760A JP3256811A JP25681191A JPH0592760A JP H0592760 A JPH0592760 A JP H0592760A JP 3256811 A JP3256811 A JP 3256811A JP 25681191 A JP25681191 A JP 25681191A JP H0592760 A JPH0592760 A JP H0592760A
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Japan
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hydraulic pressure
brake
brake hydraulic
temperature
force
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JP3256811A
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English (en)
Inventor
Shoichi Tsuchiya
詔一 土屋
Hirohisa Miura
宏久 三浦
Masaoki Hashimoto
正興 橋本
Mamoru Okamoto
守 岡本
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 運転者が希望する制動力を車輪に正確に付与
する。 【構成】 踏力センサ41はブレーキペダル18に付与
される踏力Pを検出する。温度センサ42a,42bは
ロータ22a,22bの温度Tを検出する。回転速度セ
ンサ43a,43bはロータ22a,22bの回転速度
Vを検出する。電気制御回路45は温度T及び回転速度
Vに基づいてパッド21a,21bとロータ22a,2
2bとの間の摩擦係数μを決定し、踏力Pに基づいて理
想減速度Gを決定し、これらの摩擦係数μ及び踏力Pに
基づいてブレーキ油圧の目標値F=μ・(K1・G+K2)を
計算して、同目標値Fに対応した制御信号を圧力制御バ
ルブ12に供給する。圧力制御バルブ12はチェンジバ
ルブ13を介して前記目標値Fに等しいブレーキ油圧を
前輪用ホイールシリンダ14a,14bに供給して、同
シリンダ14a,14bが前記ブレーキ油圧に応じて前
輪を制動する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ブレーキペダルの踏み
込み操作に応答してブレーキ油圧をホイールシリンダに
供給するブレーキ油圧供給装置を有し、同供給されたブ
レーキ油圧に応答してパッドとロータとの摩擦係合によ
り車輪を制動する車両用ブレーキ装置に係り、特に前記
ブレーキ油圧供給装置を電気的に制御してホイールシリ
ンダに供給されるブレーキ油圧をブレーキペダルに付与
される踏力に対応させるようにした車両用ブレーキ装置
のための電気制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の装置は、例えば特開平1
−273762号公報に示されるように、ブレーキペダ
ルに付与される踏力を検出する踏力検出手段と、パッド
及びロータからなる摩擦係合部の温度を検出する温度検
出手段とを備え、前記検出温度が400℃未満であれば
前記検出踏力に応じて第1の特性で変化する目標値を決
定し、かつ前記検出温度が400℃以上であれば前記検
出踏力に応じて第2の特性で変化する目標値を決定し
て、この決定した目標値を表す制御信号をブレーキ油圧
供給装置に出力することにより同供給装置を制御して、
ホイールシリンダに前記目標値によって表されたブレー
キ油圧が供給されるようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一般的に、パッドとロ
ータとの間の摩擦係数は、パッドとロータとの摩擦係合
部の温度に追従して連続的に変化するものである。しか
し、上記従来の装置にあっては、前記温度を400℃を
境に2種に大別しただけであるので、パッドとロータと
の間の摩擦係数が充分に考慮されないと同時に、ブレー
キ油圧の目標値が精度よく決定されないので、運転者が
希望する制動力が車輪に正確に付与されないという問題
がある。本発明は、上記問題に対処するためになされた
もので、その目的は、パッドとロータとの間の摩擦係数
を充分精度よく考慮することにより、ブレーキ油圧の目
標値を精度よく決定して、運転者が希望する制動力が車
輪に正確に付与されるようにした車両用ブレーキ装置の
ための電気制御装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の構成上の特徴は、図1に示すように、電気
的に制御されてブレーキペダル1の踏み込み操作に応答
しかつ同ペダル1に付与される踏力に対応したブレーキ
油圧をホイールシリンダ2に供給するブレーキ油圧供給
装置3を有し、前記ブレーキ油圧供給装置3からホイー
ルシリンダ2へ供給されるブレーキ油圧に応答してパッ
ド4aとロータ4bとの摩擦係合により車輪を制動する
車両用ブレーキ装置に適用され、前記ブレーキ油圧供給
装置3を電気的に制御する電気制御装置5を、パッド4
a及びロータ4bからなる摩擦係合部4の温度を検出す
る温度検出手段5aと、ブレーキペダル1に付与される
踏力を検出する踏力検出手段5bと、前記検出された温
度の連続的な変化に追従してパッド4aとロータ4bと
の間の摩擦係数を決定する摩擦係数決定手段5cと、前
記決定された摩擦係数と前記検出された踏力とに基づい
てブレーキ油圧の目標値を決定する目標値決定手段5d
と、前記決定された目標値を表す制御信号を前記ブレー
キ油圧供給装置3に出力して同ブレーキ油圧供給装置3
からホイールシリンダ2へ供給されるブレーキ油圧を制
御する出力手段5eとで構成したことにある。
【0005】
【作用】上記のように構成した本発明においては、摩擦
係数決定手段5cが、温度検出手段5aにより検出され
た摩擦係合部4の温度の連続的な変化に追従してパッド
4aとロータ4bとの間の摩擦係数を決定し、かつ目標
値決定手段5dが、この決定された摩擦係数と、踏力検
出手段5bにより検出されたブレーキペダル1に付与さ
れる踏力とに基づいてブレーキ油圧の目標値を決定し、
出力手段5eが前記決定された目標値を表す制御信号を
ブレーキ油圧供給装置3に出力して同ブレーキ油圧供給
装置3からホイールシリンダ2へ供給されるブレーキ油
圧を制御する。
【0006】
【発明の効果】上記作用説明からも理解できるように、
本発明によれば、ホイールシリンダ2に供給されるブレ
ーキ油圧は、パッド4aとロータ4bとの間の摩擦係数
が充分精度よく考慮された目標値に精度よく対応したも
のとなるので、運転者が希望する制動力が車輪に正確に
付与されるようになる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
すると、図2は同実施例に係る車両用ブレーキ装置の全
体を概略的に示している。この車両用ブレーキ装置は、
本発明のブレーキ油圧供給装置を構成するアキュムレー
タ11及び圧力制御バルブ12からチェンジバルブ13
を経て前輪用ホイールシリンダ14a,14bに至る主
経路と、マスタシリンダ15からチェンジバルブ13を
経て前輪用ホイールシリンダ14a,14bに至る副経
路との2系路を備えている。なお、圧力制御バルブ12
及びチェンジバルブ13は後輪用ホイールシリンダ14
c,14dに対しても別途設けられているが、同図にお
いては、簡単のために前輪用のものについてのみ示して
ある。
【0008】主経路中のアキュムレータ11は、油圧ポ
ンプ16によってリザーバ17から汲み上げられたブレ
ーキ油を一定圧力にて常に蓄えていて、同ブレーキ油圧
を圧力制御バルブ12に供給するものである。圧力制御
バルブ12は電気制御装置ECにより制御され、ブレーキ
ペダル18の踏み込みに応答して同装置ECによって指定
されたブレーキ油圧をチェンジバルブ13に出力する。
チェンジバルブ13は、通常、圧力制御バルブ12から
のブレーキ油圧を前輪用ホイールシリンダ14a,14
bに供給するもので、後述する各種センサの異常時に電
気制御装置ECによって制御されて、前記ブレーキ油圧に
代えてマスタシリンダ15からのブレーキ油圧を前輪用
ホイールシリンダ14a,14bに供給する。前輪用ホ
イールシリンダ14a,14bは供給されたブレーキ油
圧に応じた力でパッド21a,21bを駆動するもの
で、同パッド21a,21bはロータ22a,22bと
の摩擦係合により車輪を制動する。
【0009】副経路中のマスタシリンダ15はブレーキ
ペダル18の踏力に応じたブレーキ油圧をチェンジバル
ブ13に供給するもので、前記各種センサの異常時に車
輪に対する制動力の付与を補償するために設けられてい
る。
【0010】ここで、圧力制御バルブ12の一例を図面
を用いて説明しておくと、図3は同バルブ12の一例を
断面図により示している。この圧力制御バルブ12は軸
方向に摺動可能なスプール31を収容した円筒状のハウ
ジング32を備え、同ハウジング32内にはスプール3
1の一端側にて反力室32aが設けられるとともに、ス
プール31の他端側には制御室32bが設けられてい
る。反力室32a内には反力ピストン33が軸方向に摺
動可能に収容され、同ピストン33は反力スプリング3
4によりスプール31を図示左方向に付勢している。制
御室32b内にはヨーク35、永久磁石36及び作動ピ
ストン37が組み込まれ、ヨーク35及び永久磁石36
はハウジング32に固定され、作動ピストン37は軸方
向に変位可能にヨーク35に組み付けられている。作動
ピストン37の外周上には電磁ソレノイド38が固着さ
れており、同ピストン37は、電磁ソレノイド38への
通電時に、同ソレノイド38と永久磁石36との反発作
用により、電磁ソレノイド38への通電量に比例した力
で図示右方向に駆動されるようになっている。
【0011】スプール31には連通孔31a,31bを
介して互いに連通した第1〜第3環状溝31c〜31e
が設けられており、電磁ソレノイド38が励磁されてい
なくて反力ピストン33及び反力スプリング34の作用
によりスプール31が図示状態にあるとき、アキュムレ
ータ11に接続された高圧ポート32cは閉止され、か
つリザーバ17に接続された低圧ポート32dは第1環
状溝31c、連通孔31a,31b及び第2環状溝31
dを介してチェンジバルブ13に接続された制御圧ポー
ト32eに連通している。これにより、この状態では、
圧力制御バルブ12は大気圧に等しい作動油圧(ブレー
キ油圧)をチェンジバルブ13に供給する。
【0012】一方、電磁ソレノイド38が励磁される
と、作動ピストン37がスプール31を図示右方向に押
圧し、同スプール31の変位に伴って、高圧ポート32
cが第3環状溝31e、連通孔31a,31b及び第2
環状溝31dを介して制御圧ポート32eに連通する。
この制御圧ポート32eは反力室32aに連通している
ので、同ポート32eの作動油圧が高くなって、反力ピ
ストン33が作動ピストン37による力に打ち勝つと、
スプール31が図示左方向へ変位して制御圧ポート32
eはリザーバ17に連通するようになる。このように、
作動ピストン37による力が反力ピストン33による力
より大きいとき、スプール31は右方向に変位して制御
圧ポート32eの作動油圧を高めるが、作動ピストン3
7による力が反力ピストン33による力より小さいと
き、スプール31は左方向に変位して制御圧ポート32
eの作動油圧を低める。したがって、最終的には、スプ
ール31は作動ピストン37と反力ピストン33との押
圧力がバランスした時点で停止し、制御圧ポート32e
の作動油圧(ブレーキ油圧)は電磁ソレノイド38への
通電電流に比例して制御されることになる。なお、スプ
ール31の両端側に位置する低圧ポート32f及びドレ
インポート32gはリザーバ17に接続されている。
【0013】次に、ふたたび図2に戻って、電気制御装
置ELについて説明する。この電気制御装置ELは、踏力セ
ンサ41、温度センサ42a,42b、回転速度センサ
43a,43b及びブレーキスイッチ44と、前記各セ
ンサ及びスイッチに接続された電気制御回路45とを備
えている。
【0014】踏力センサ41はブレーキペダル18に設
けられた圧力センサで構成され、ペダル18に付与され
た踏力Pを検出して、同踏力Pを表す検出信号を出力す
る。温度センサ42a,42bはロータ22a,22b
に埋め込まれた熱電対により構成され、パッド21a,
21b及びロータ22a,22bからなる摩擦係合部の
温度T1,T2を検出して、同温度T1,T2を表す各検出
信号をそれぞれ出力する。回転速度センサ43a,43
bはロータ22a,22bの回転速度V1,V2を検出す
るもので、同回転速度V1,V2を表す各検出信号をそれ
ぞれ出力する。ブレーキスイッチ44はブレーキペダル
18の踏み込みに連動してオンオフするスイッチで構成
され、ブレーキペダル18の踏み込み及び同ペダル18
の踏み込み解除を表すブレーキ信号BRを出力する。
【0015】電気制御回路45はマイクロコンピュータ
により構成され、そのROM内に記憶されたプログラム
(図4のフローチャートに対応)の実行により、圧力制
御バルブ12及びチェンジバルブ13を制御する。な
お、前記ROMには、ロータ22a,22bの回転速度
Vとパッド21a,21b及びロータ22a,22bか
らなる摩擦係合部の温度Tとによって定まる摩擦係数μ
と、ブレーキペダル18に付与される踏力Pに対する車
輪の理想減速度Gとがテーブルの形で記憶されている
(図5,6参照)。また、この電気制御回路45には、
ランプ及びブザーを備えた警告器46も接続されてい
る。
【0016】次に、上記のように構成した実施例の動作
を説明する。イグニッションスイッチ(図示しない)が
投入されると、電気制御回路45は図4のフローチャー
トに対応したプログラムを所定時間毎に繰り返し実行す
る。このプログラムの実行はステップ100にて開始さ
れ、ステップ101にて踏力センサ41、温度センサ4
2a,42b、回転速度センサ43a,43b及びブレ
ーキスイッチ44から、踏力P、温度T1,T2及び回転
速度V1,V2を表す各検出信号とブレーキ信号BRとが読
み込まれ、ステップ102にて温度T1,T2の平均値
(T1+T2)/2が前記摩擦係合部の温度Tとして計算さ
れるとともに、前記回転速度V1,V2の平均値(V1+V
2)/2がロータ22a,22bの回転速度Vとして計算
される。なお、この場合、温度T1,T2のいずれか一方
が異常な値を示している場合には他方の正常な値が前記
温度Tとして採用されるとともに、回転速度V1,V2
いずれか一方が異常な値を示している場合には他方の正
常な値が前記回転速度Vとして採用される。
【0017】次に、ステップ103にて踏力センサ4
1、温度センサ42a,42b、回転速度センサ43
a,43bなどの電気装置の作動が正常であるか否かが
判定される。この場合、前記正常の判定は例えば次の
〜の条件の基に行われる。 ブレーキ信号BRがブレーキペダル18の踏み込み状態
を表している状態で、今回検出された踏力Pが所定のし
きい値以下である場合と、前記状態で今回検出された踏
力Pと前回検出された踏力Pとの差が所定値以上である
場合には、踏力センサ41が異常であると判定され、そ
れ以外の場合には踏力センサ41は正常であると判定さ
れる。 今回計算された温度Tと前回計算された温度Tとの差
が所定値以上である場合には、温度センサ42a,42
bが異常であると判定され、それ以外の場合には温度セ
ンサ42a,42bの少なくともいずれか一方は正常で
あると判定される。 今回計算された回転速度Vと前回計算された回転速度
Vとの差が所定値以上である場合には、回転速度センサ
43a,43bが異常であると判定され、それ以外の場
合には回転速度センサ43a,43bの少なくともいず
れか一方は正常であると判定される。
【0018】各センサ41,42a,42b,43a,
43bが正常であって、前記ステップ103にて「YE
S」と判定されると、プログラムはステップ104以降
へ進められる。ステップ104においては温度T及び回
転速度Vに基づいてテーブル(図5)が参照されて摩擦
係数μが導出され、ステップ105においては踏力Pに
基づいてテーブル(図6)が参照されて理想減速度Gが
算出される。次に、ステップ106にて前記導出された
摩擦係数μ及び理想減速度Gに基づく下記数1の演算の
実行により前輪用ホイールシリンダ14a,14bに付
与されるべきブレーキ油圧の目標値Fが計算されるとと
もに、ステップ107にて前記目標値Fに基づく下記数
2の演算の実行により圧力制御バルブ12の電磁ソレノ
イド38に対する駆動電流値Iが計算される。
【0019】
【数1】F=μ・(K1・G+K2)
【0020】
【数2】I=K3・F なお、前記数1はパッド21a,21bとロータ22
a,22bとの摩擦係合による制動力の付与の理論的か
つ実験的な考察により導かれるものであると同時に、前
記数2は圧力制御バルブの特性から導かれるものであ
り、各係数K1,K2,K3 は定数である。
【0021】前記ステップ107の駆動電流値Iの計算
後、ステップ108にて同駆動電流値Iにより表された
大きさの電流が圧力制御バルブ12の電磁ソレノイド3
8へ流され、ステップ109にてこのプログラムの実行
が終了する。
【0022】この電磁ソレノイド38への通電により、
圧力制御バルブ12は目標値Fに等しいブレーキ油圧を
チェンジバルブ13に供給する。チェンジバルブ13
は、通常、圧力制御バルブ12からのブレーキ油圧を前
輪用ホイールシリンダ14a,14bに供給するように
設定されているので、前記目標値Fに等しいブレーキ油
圧が前輪用ホイールシリンダ14a,14bに供給され
る。そして、前輪用ホイールシリンダ14a,14bが
パッド21a,21bを駆動し、パッド21a,21b
が前記ブレーキ油圧に対応した力でロータ22a,22
bを制動して前輪を制動する。この場合、摩擦係数μ
は、前述のように、パッド21a,21b及びロータ2
2a,22bからなる摩擦係合部の温度Tと、ロータ2
2a,22bの回転速度Vとに基づいて精度よく導出さ
れたものであると同時に、目標値Fはこの摩擦係数μと
踏力Pに応じて決定された理想減速度Gとに基づいて計
算したものであるので、前輪の減速度は理想減速度Gに
精度よく追従したものになるとともに、運転者が希望す
る制動力が車輪に正確に付与されるようになる。
【0023】なお、本実施例においては、前述のよう
に、摩擦係数μを摩擦係合部の温度Tと回転速度Vとに
基づいて決定した。しかし、摩擦係数μは主に摩擦係合
部の温度Tに追従して連続的に変化するもので、実用
上、回転速度Vの変化にはそれほど大きく影響を受けな
いので、同摩擦係数μの若干の精度の悪化を許容するな
らば、摩擦係数μを温度Tの変化のみに応じて決定する
ようにしてもよい。この場合、図5における回転速度V
を平均的な値に固定して摩擦係数μを温度Tのみに追従
して変化するものと定めるとともに、図4のステップ1
04にて温度Tのみに応じて摩擦係数μを決定するよう
にすればよい。
【0024】一方、図4のステップ103にて「NO」
すなわち踏力センサ41、温度センサ42a,42b及
び回転速度センサ43a,43bのいずれかが異常であ
ると判定されると、ステップ110にてチェンジバルブ
13へ切り換え信号が出力され、ステップ111にて警
告器46へ警告信号が出力される。これにより、チェン
ジバルブ13は切り換えられて、マスタシリンダ15か
らのブレーキ油圧を前輪用ホイールシリンダ14a,1
4bに供給するようになる。したがって、踏力センサ4
1、温度センサ42a,42b及び回転速度センサ43
a,43bに異常が発生した場合には、ブレーキペダル
18の踏み込み操作に応答して、マスタシリンダ15を
含む副経路を介したブレーキ油圧により車輪が制動され
るようになる。また、警告器46は前記警告信号に応答
して作動するので、運転者は前記各種センサの異常を認
識できて、同異常に即座に対処できる。
【0025】なお、上記実施例においては、前輪を制動
する場合についてのみ説明したが、後輪の制動も上記と
同様に制御される。ただし、この場合、摩擦係数μ及び
理想減速度Gの変化特性を後輪の特性に応じて前輪の場
合と若干異ならせるようにするとよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 上記特許請求の範囲に記載した本発明の構成
に対応するクレーム対応図である。
【図2】 本発明の一実施例を示す車両用ブレーキ装置
の概略図である。
【図3】 図2の圧力制御バルブの一例を示す断面図で
ある。
【図4】 図2の電気制御回路にて実行されるプログラ
ムを示すフローチャートである。
【図5】 摩擦係合部の温度及びロータの回転速度に対
するパッドとロータ間の摩擦係数の変化特性を示すグラ
フである。
【図6】 ブレーキペダルに付与される踏力に対する車
輪の理想減速度の変化特性を示すグラフである。
【符号の説明】
11…アキュムレータ、12…圧力制御バルブ、13…
チェンジバルブ、14a,14b…ホイールシリンダ、
16…油圧ポンプ、18…ブレーキペダル、21a,2
1b…パッド、22a,22b…ロータ、41…踏力セ
ンサ、42a,42b…温度センサ、43a,43b…
回転速度センサ、45…電気制御回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 守 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電気的に制御されてブレーキペダルの踏
    み込み操作に応答しかつ同ペダルに付与される踏力に対
    応したブレーキ油圧をホイールシリンダに供給するブレ
    ーキ油圧供給装置を有し、前記ブレーキ油圧供給装置か
    らホイールシリンダへ供給されるブレーキ油圧に応答し
    てパッドとロータとの摩擦係合により車輪を制動する車
    両用ブレーキ装置に適用され、前記ブレーキ油圧供給装
    置を電気的に制御する電気制御装置を、 パッド及びロータからなる摩擦係合部の温度を検出する
    温度検出手段と、 ブレーキペダルに付与される踏力を検出する踏力検出手
    段と、 前記検出された温度の連続的な変化に追従してパッドと
    ロータとの間の摩擦係数を決定する摩擦係数決定手段
    と、 前記決定された摩擦係数と前記検出された踏力とに基づ
    いてブレーキ油圧の目標値を決定する目標値決定手段
    と、 前記決定された目標値を表す制御信号を前記ブレーキ油
    圧供給装置に出力して同ブレーキ油圧供給装置からホイ
    ールシリンダへ供給されるブレーキ油圧を制御する出力
    手段とで構成したことを特徴とする車両用ブレーキ装置
    のための電気的制御装置。
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