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

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。