WO2015098649A1 - ブレーキ装置および電動倍力装置 - Google Patents
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- B60T13/745—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive acting on a hydraulic system, e.g. a master cylinder
Definitions
- the present invention relates to a brake device and an electric booster that are preferably used to apply a braking force to a vehicle.
- a brake device mounted on a vehicle includes an input member that moves forward and backward by operation of a brake pedal, a booster piston that is provided so as to be relatively movable with respect to the input member and generates hydraulic pressure in a master cylinder, and the brake pedal
- an actuator such as an electric motor for variably controlling the hydraulic pressure in the master cylinder by moving the booster piston forward and backward based on the above operation
- the braking force of the vehicle is controlled by controlling the actuator with the brake operation information (position information and speed information) of the vehicle driver calculated by the operation amount detector attached to the brake pedal of the vehicle. It can be controlled stably.
- the present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a brake device and an electric booster capable of suppressing the occurrence of abnormal noise associated with undershoot. is there.
- a brake device configured to respond to an operation of a booster piston that moves forward and backward with respect to a master cylinder to generate a brake fluid pressure, an actuator that moves the booster piston forward and backward, and a brake pedal.
- An electric booster includes a booster piston that moves forward and backward with respect to a master cylinder to generate a brake hydraulic pressure, an electric motor that moves the booster piston forward and backward, and the booster piston according to operation of a brake pedal.
- Control means for setting a target position and controlling the power supplied to the electric motor, and the control means is configured to control the booster when the brake pedal is operated in a direction to reduce the hydraulic pressure of the master cylinder.
- the moving speed of the piston is high, the power supplied to the electric motor is limited, and when the deviation of the actual position from the target position of the booster piston is large, the restriction on the power supplied to the electric motor is relaxed. It is configured to control.
- FIG. 5 is a characteristic diagram showing a correction amount map for correcting a motor output command based on a restriction map of FIG. 4 according to a position deviation (hydraulic pressure deviation).
- region determination figure which shows the area
- or FIG. 7 has shown the brake device based on the 1st Embodiment of this invention.
- the brake pedal 1 constitutes a braking operator, and is depressed in the direction of arrow A by the driver when the vehicle is braked.
- the brake pedal 1 is provided on the front board (both not shown) side of the vehicle body.
- a brake switch 2 and an operation amount detector 3 are attached to the brake pedal 1.
- the brake switch 2 detects the presence or absence of a brake operation of the vehicle, and turns on and off a brake lamp (not shown), for example.
- the operation amount detector 3 detects a depression operation amount (stroke amount) or a depression force of the brake pedal 1 and outputs a detection signal to ECUs 23 and 28 described later, a vehicle data bus (not shown), and the like.
- brake pedal 1 When the brake pedal 1 is depressed, brake fluid pressure is generated in the master cylinder 4 via an electric booster 11 described later.
- the master cylinder 4 has a bottomed cylindrical cylinder body 5 which is closed with one side being an open end and the other side being a bottom.
- the cylinder body 5 is provided with first and second supply ports 5A and 5B communicating with a reservoir 10 described later.
- the first supply port 5A communicates with and is blocked from the first hydraulic chamber 7A by a sliding displacement of a booster piston 13 described later.
- the second supply port 5B is communicated with or blocked from the second hydraulic chamber 7B by a second piston 6 described later.
- the cylinder main body 5 is detachably fixed to the booster housing 12 of the electric booster 11 described later using a plurality of mounting bolts (not shown) or the like.
- the master cylinder 4 includes a cylinder body 5, a first piston (a booster piston 13 and an input rod 14 described later) and a second piston 6, a first hydraulic pressure chamber 7A, and a second hydraulic pressure chamber 7B.
- the first return spring 8 and the second return spring 9 are included.
- the first piston of the master cylinder 4 is composed of a booster piston 13 and an input rod 14 which will be described later.
- the first hydraulic chamber 7A formed in the cylinder body 5 is defined between the second piston 6 and the booster piston 13 (and the input rod 14).
- the second hydraulic chamber 7 ⁇ / b> B is defined in the cylinder body 5 between the bottom of the cylinder body 5 and the second piston 6.
- the first return spring 8 is located in the first hydraulic pressure chamber 7 ⁇ / b> A and is disposed between the booster piston 13 and the second piston 6, and the booster piston 13 faces the opening end side of the cylinder body 5. Is energized.
- the second return spring 9 is located in the second hydraulic pressure chamber 7B and is disposed between the bottom of the cylinder body 5 and the second piston 6, and the second piston 6 is connected to the first hydraulic pressure. It is energized toward the chamber 7A side.
- the booster piston 13 and the second piston 6 are displaced toward the bottom of the cylinder body 5 in response to the depression operation of the brake pedal 1, and the first and second supply ports 5A, When 5B is shut off, the brake fluid pressure is generated by the brake fluid in the first and second fluid pressure chambers 7A and 7B.
- the booster piston 13 and the second piston 6 are moved toward the opening of the cylinder body 5 by the first and second return springs 8 and 9 in the direction indicated by the arrow B.
- the hydraulic pressure in the first and second hydraulic pressure chambers 7A and 7B is released while receiving the brake fluid supplied from the reservoir 10.
- the cylinder body 5 of the master cylinder 4 is provided with a reservoir 10 as a hydraulic fluid tank, and brake fluid is accommodated in the reservoir 10.
- the reservoir 10 is a container for supplying and discharging brake fluid to and from the hydraulic chambers 7A and 7B in the cylinder body 5. That is, while the first supply port 5A communicates with the first hydraulic chamber 7A by the booster piston 13 and the second supply port 5B communicates with the second hydraulic chamber 7B by the second piston 6.
- the brake fluid in the reservoir 10 is supplied to and discharged from the hydraulic chambers 7A and 7B.
- an electric booster 11 as a booster that increases the operating force of the brake pedal 1 is provided.
- the electric booster 11 variably controls the brake fluid pressure generated in the master cylinder 4 by driving and controlling an electric actuator 17 described later based on the output of the operation amount detector 3.
- the electric booster 11 is provided with a booster housing 12 fixed to a vehicle front wall (not shown), which is a front board of the vehicle body, and a movably provided booster housing 12 and an input rod 14 described later. And a booster piston 13 which can be relatively moved, an electric actuator 17 which will be described later as an actuator for moving the booster piston 13 forward and backward in the axial direction of the master cylinder 4 and imparting booster thrust to the booster piston 13, and an ECU 23 as control means It is comprised including.
- the booster piston 13 is configured by a cylindrical member that is slidably inserted in the cylinder body 5 of the master cylinder 4 from the opening end side in the axial direction.
- an input rod 14 as an input member that is directly pushed in accordance with the operation of the brake pedal 1 and moves forward and backward in the axial direction of the master cylinder 4 (that is, the arrow A and B directions). Is slidably inserted.
- the input rod 14 forms a first piston of the master cylinder 4 together with the booster piston 13, and the brake pedal 1 is connected to the rear side (one side) end of the input rod 14.
- a first hydraulic chamber 7 ⁇ / b> A is defined between the second piston 6, the booster piston 13, and the input rod 14.
- the booster housing 12 is provided between a cylindrical speed reducer case 12A that houses a speed reduction mechanism 20 and the like to be described later, and the speed reducer case 12A and the cylinder body 5 of the master cylinder 4, and the booster piston 13 is disposed in the axial direction.
- the cylindrical support case 12B supported so as to be slidably displaceable and the support case 12B across the reduction gear case 12A are arranged on the opposite side (one axial direction) to the axial direction of the reduction gear case 12A.
- a stepped cylindrical lid 12C that closes the opening on the side.
- a support plate 12D for fixedly supporting an electric motor 18, which will be described later, is provided on the outer peripheral side of the speed reducer case 12A.
- the input rod 14 is inserted into the booster housing 12 from the lid 12C side, and extends in the axial direction in the booster piston 13 toward the first hydraulic pressure chamber 7A.
- a pair of neutral springs 15 and 16 are interposed between the booster piston 13 and the input rod 14.
- the neutral springs 15 and 16 elastically bias the booster piston 13 and the input rod 14 toward their neutral positions, and suppress this when the booster piston 13 and the input rod 14 are relatively displaced in the axial direction.
- the spring force of the neutral springs 15 and 16 acts in the direction.
- the front end side (the other side in the axial direction) of the input rod 14 receives the hydraulic pressure generated in the first hydraulic pressure chamber 7 ⁇ / b> A during a brake operation as a brake reaction force, and the input rod 14 transmits this to the brake pedal 1. To do. Thereby, an appropriate treading response is given to the driver of the vehicle via the brake pedal 1, and a good pedal feeling (effectiveness of the brake) can be obtained. As a result, the operational feeling of the brake pedal 1 can be improved and the pedal feeling (stepping response) can be kept good.
- the input rod 14 has a structure capable of abutting on the booster piston 13 and advancing the booster piston 13 when the input rod 14 moves relative to the booster piston 13 (advance by a predetermined amount).
- the booster piston 13 can be advanced by the depression force applied to the brake pedal 1 to generate hydraulic pressure in the master cylinder 4. Yes.
- the electric actuator 17 of the electric booster 11 includes an electric motor 18 provided on a reduction gear case 12A of the booster housing 12 via a support plate 12D, and the rotation of the electric motor 18 is reduced to reduce the rotation of the electric motor 18 in the reduction gear case 12A.
- a speed reduction mechanism 20 such as a belt for transmitting to the cylindrical rotating body 19 and a linear motion mechanism 21 such as a ball screw for converting the rotation of the cylindrical rotating body 19 into the axial displacement (advance and retreat movement) of the booster piston 13 are configured. .
- the linear motion mechanism 21 has a cylindrical linear motion member 21A provided on the inner peripheral side of the cylindrical rotating body 19 so as to be movable in the axial direction via the ball screw, and the linear motion member 21A.
- the axial displacement of the lid 12C of the booster housing 12 and the inner peripheral side of the cylindrical rotating body 19 is integrated with the booster piston 13.
- the linear motion member 21A comes into contact with the closed end 12C1 side of the lid 12C (see FIG. 1).
- the closed end 12C1 functions as a stopper that regulates the return position of the booster piston 13 via the linear motion member 21A.
- the booster piston 13 and the input rod 14 are arranged with their front end portions (end portions on the other side in the axial direction) facing the first hydraulic chamber 7A of the master cylinder 4.
- Brake hydraulic pressure is generated in the hydraulic pressure chambers 7A and 7B of the master cylinder 4 by the pedaling force (thrust) transmitted from the brake pedal 1 to the input rod 14 and the booster thrust transmitted from the electric actuator 17 to the booster piston 13. To do.
- the booster piston 13 of the electric booster 11 is driven by the electric actuator 17 (electric motor 18) based on the output of the operation amount detector 3 (that is, the pedal stroke braking command shown in FIG. 2), and the master A pump mechanism for generating brake fluid pressure (M / C fluid pressure) in the cylinder 4 is configured.
- the support case 12B of the booster housing 12 there is provided a return spring 22 that constantly urges the booster piston 13 in the braking release direction (the arrow B direction in FIG. 1).
- the booster piston 13 rotates the electric motor 18 in the reverse direction and is returned to the initial position shown in FIG. 1 by the urging force of the return spring 22.
- the electric motor 18 is configured using, for example, a DC brushless motor, and the electric motor 18 is provided with a rotation sensor 18A called a resolver and a current sensor 18B (see FIG. 2) for detecting the motor current.
- the rotation sensor 18A detects the motor rotation position of the electric motor 18 and outputs the detection signal to a control unit (hereinafter referred to as a first ECU 23) as a control means.
- the first ECU 23 feedback-controls the rotational position of the electric motor 18 based on the detection signal of the motor rotational position.
- the rotation sensor 18 ⁇ / b> A has a function as a rotation detection unit that detects the absolute displacement of the booster piston 13 relative to the vehicle body based on the detected rotation position of the electric motor 18.
- the rotation sensor 18A together with the operation amount detector 3, constitutes a displacement detection means for detecting the relative displacement between the booster piston 13 and the input rod 14, and these detection signals are sent to the first ECU 23.
- the rotation detection means is not limited to the rotation sensor 18A such as a resolver, but may be a rotation type potentiometer capable of detecting absolute displacement (angle).
- the speed reduction mechanism 20 is not limited to a belt or the like, and may be configured using, for example, a gear speed reduction mechanism.
- the linear motion mechanism 21 that converts the rotational motion into a linear motion can be constituted by, for example, a rack and pinion mechanism.
- the speed reduction mechanism 20 is not necessarily provided.
- a motor shaft is integrally provided on the cylindrical rotating body 19, and a stator of the electric motor is arranged around the cylindrical rotating body 19, and directly by the electric motor. It is good also as a structure which rotates the cylindrical rotary body 19.
- 1st ECU23 consists of microcomputers etc., for example, and it comprises a part of electric booster 11, and is comprised as a control means of a brake device.
- the first ECU 23 constitutes a first control circuit that electrically drives and controls the electric actuator 17 of the electric booster 11.
- the first ECU 23 is provided with a memory 23A such as a flash memory, a ROM, or a RAM.
- the memory 23A includes, for example, a motor output command limit map shown in FIG.
- a motor output command limit correction value map, a control processing program (not shown) for controlling the rotational position of the electric motor 18 and the like are stored.
- the input side of the first ECU 23 can communicate with the operation amount detector 3 for detecting the operation amount or the depression force of the brake pedal 1, the rotation sensor 18A and the current sensor 18B of the electric motor 18, for example, L-CAN. It is connected to an in-vehicle signal line (not shown), a vehicle data bus (not shown) and the like for supplying power and sending / receiving signals from ECUs of other vehicle devices.
- This vehicle data bus is a serial communication unit called V-CAN mounted on the vehicle, and performs multiplex communication for in-vehicle use.
- the output side of the first ECU 23 is connected to the electric motor 18, the in-vehicle signal line, the vehicle data bus, and the like.
- the first ECU 23 variably controls the brake hydraulic pressure generated in the master cylinder 4 by the electric actuator 17 in accordance with detection signals from the operation amount detector 3 and the hydraulic pressure sensor 27, and the electric booster 11 It also has a function of determining whether or not it is operating normally.
- the hydraulic pressure generated in the master cylinder 4 is sent to a hydraulic pressure supply device 25 (hereinafter referred to as ESC 25) via, for example, a pair of hydraulic pipes 24A and 24B.
- the ESC 25 distributes and supplies the hydraulic pressure from the master cylinder 4 to the wheel cylinders 26 on each wheel side.
- braking force is applied to each wheel of the vehicle (that is, the left and right front wheels and the left and right rear wheels).
- the ESC 25 performs, for example, braking force distribution control, brake assist control, anti-skid control, traction control, and skid prevention for each wheel by increasing, decreasing or maintaining the brake hydraulic pressure supplied to each wheel cylinder 26.
- brake control such as vehicle stabilization control and slope start assist control is executed.
- the hydraulic pressure sensor 27 is hydraulic pressure detecting means for detecting the brake hydraulic pressure of the master cylinder 4.
- the fluid pressure sensor 27 detects, for example, the fluid pressure in the fluid pressure piping 24A (that is, the brake fluid pressure supplied from the master cylinder 4 to the ESC 25 via the fluid pressure piping 24A).
- the hydraulic pressure sensor 27 is electrically connected to another ECU (not shown) which is a control means (controller) for the ESC 25, and the detection signal by the hydraulic pressure sensor 27 is the other Is sent to the first ECU 23 via a signal line from the ECU.
- the hydraulic pressure sensor 27 is only required to be able to detect the brake hydraulic pressure of the master cylinder 4, and may be directly attached to the cylinder body 5 of the master cylinder 4, for example.
- the hydraulic pressure sensor 27 may be configured such that the detection signal is directly input to the first ECU 23 without passing through the other ECU.
- the first ECU 23 is connected to a regenerative cooperative control device 28 (hereinafter referred to as a second ECU 28) for power charging via the vehicle data bus mounted on the vehicle.
- the second ECU 28 recovers kinetic energy as electric power by driving and controlling the regenerative motor 29 using the inertial force generated by the rotation of each wheel during vehicle deceleration and braking.
- the second ECU 28 is connected to the first ECU 23 and the other ECU via the vehicle data bus, and constitutes regenerative braking control means.
- the first ECU 23 includes an M / C hydraulic pressure conversion processing unit 30, a deviation calculation unit 31, a motor rotation position conversion processing unit 32, and a motor command calculation processing unit 33.
- the M / C hydraulic pressure conversion processing unit 30 sets the target hydraulic pressure corresponding to the operation amount (pedal stroke) at this time.
- the target M / C hydraulic pressure is obtained from the table information stored in the memory 23A (see FIG. 2) of the first ECU 23.
- the M / C hydraulic pressure command output from the M / C hydraulic pressure conversion processing unit 30 is subtracted by the deviation calculating unit 31 from the actual brake hydraulic pressure (M / C hydraulic pressure) detected by the hydraulic pressure sensor 27. And calculated as a hydraulic pressure deviation between the two.
- This hydraulic pressure deviation is input to the motor rotational position conversion processing unit 32.
- the motor rotation position conversion processing unit 32 converts the hydraulic pressure deviation into a position deviation based on the conversion coefficient stored in the memory 23A (see FIG. 2). This position deviation is obtained as the deviation of the actual position (the motor rotation position of the electric motor 18 detected by the rotation sensor 18A) with respect to the target position of the booster piston 13.
- the position deviation obtained by the motor rotation position conversion processing unit 32 is input to the motor command calculation processing unit 33.
- the motor command calculation processing unit 33 calculates a motor drive current (motor operation command, that is, motor output command) from the position deviation, the motor rotation position by the rotation sensor 18A, the motor rotation speed, and the motor current by the current sensor 18B. .
- the motor command calculation processing unit 33 performs feedback control of the motor rotation position of the electric motor 18 based on detection signals from the rotation sensor 18A and the current sensor 18B.
- the motor drive current output from the motor command calculation processing unit 33 is supplied as supply power to the electric motor 18 of the electric actuator 17 that is a drive source of the electric booster 11.
- the brake fluid pressure M / C fluid pressure
- This hydraulic pressure is distributed and supplied to each wheel cylinder 26 via the ESC 25, and a braking force is generated for each wheel.
- the motor command calculation processing unit 33 executes a motor output command limiting process based on the limited motor output command value Com ⁇ Fix according to the following equation (1).
- the limit motor output command value Com Fix according to Equation 1 is calculated from the motor output limit value Com Vel, the correction amount ⁇ , and the motor output command value Com O.
- the motor output limit value Com Vel is a value obtained from the characteristic line 34 shown in FIG. 4
- the correction amount ⁇ is a correction amount for the motor output command restriction obtained from the characteristic line 35 shown in FIG.
- the motor output command value Com O before the limit represents a motor output command before the motor drive current supplied to the electric motor 18 is calculated, which is calculated based on the position deviation in the motor rotation position conversion processing unit 32. .
- the motor output command value Com O corresponds to a motor drive current value supplied to the electric motor 18 in the comparative examples shown in FIGS.
- the memory 23A of the first ECU 23 stores in advance a motor output command limit map shown in FIG. 4, a motor output command limit correction value map shown in FIG. These maps are created based on past experience values and experimental data.
- FIG. 4 shows a motor output command limit map employed in the first embodiment.
- this limit map the relationship between the motor output limit value ComCVel and the rotational speed (motor speed: Velocity) of the electric motor 18.
- the motor output limit value ComelVel limits the motor output command (supplied power, motor drive current) to be smaller as the motor speed increases. That is, the motor output limit value ComCVel is set as a value that does not exceed the controllable speed VCmax by the limit motor output command value Com Fix.
- the limiting method is indicated by a linear characteristic. However, the limiting method is not limited to this, and may be, for example, a curved characteristic.
- FIG. 5 shows a correction amount map of the motor output limit value Com Vel according to FIG. 4, and this correction amount map shows the relationship between the correction amount ⁇ of the motor output command limit and the position deviation or hydraulic pressure deviation.
- This is indicated by a characteristic line 35.
- the correction amount ⁇ is set to the value “in accordance with the increase in the positional deviation between the target position and the actual position of the booster piston 13 (or the hydraulic pressure deviation between the target hydraulic pressure and the actual brake hydraulic pressure).
- the configuration is such that the value is gradually decreased within a range from 1.0 to a value “0”. That is, the correction amount ⁇ shown in FIG. 5 is set so as to relax the motor output limit value Com ⁇ Vel calculated by the limit map of FIG.
- the position deviation is indicated by a ratio (%) in which the position deviation immediately after switching from the depression operation to the brake pedal 1 to the release operation is used as a denominator and the subsequent position deviation is a numerator.
- the first ECU 23 limits the motor output command as power supplied to the actuator (electric motor 18) according to the deviation of the actual position from the target position of the booster piston 13. . Further, the motor command calculation processing unit 33 starts limiting the output command to the electric motor 18 when the deviation of the actual position from the target position of the booster piston 13 becomes a predetermined amount. Furthermore, the motor command calculation processing unit 33 is configured to increase the limit amount of the output command to the electric motor 18 as the deviation of the actual position from the target position of the booster piston 13 becomes smaller. .
- the brake device has the above-described configuration, and the operation thereof will be described next.
- the first ECU 23 outputs a start command (motor drive current) to the electric motor 18 by the detection signal from the operation amount detector 3 to drive the electric motor 18 to rotate, and the rotation is transmitted via the speed reduction mechanism 20. While being transmitted to the cylindrical rotating body 19, the rotation of the cylindrical rotating body 19 is converted into an axial displacement of the booster piston 13 by the linear motion mechanism 21.
- the booster piston 13 of the electric booster 11 advances substantially integrally with the input rod 14 toward the cylinder body 5 of the master cylinder 4, and a pedaling force (thrust force) applied to the input rod 14 from the brake pedal 1.
- a booster thrust applied to the booster piston 13 from the electric actuator 17 is generated in the first and second hydraulic chambers 7A and 7B of the master cylinder 4 as an M / C hydraulic pressure.
- the first ECU 23 receives the detection signal from the hydraulic pressure sensor 27 from the signal line, and monitors the brake hydraulic pressure (M / C hydraulic pressure) generated in the master cylinder 4 while monitoring the electric booster 11.
- the electric actuator 17 rotation of the electric motor 18
- the brake fluid pressure (M / C fluid pressure) generated in the first and second fluid pressure chambers 7A and 7B of the master cylinder 4 is variably controlled based on the depression operation amount of the brake pedal 1.
- the first ECU 23 can determine whether or not the electric booster 11 is operating normally according to the detection values of the operation amount detector 3 and the hydraulic pressure sensor 27.
- the input rod 14 connected to the brake pedal 1 receives the pressure in the first hydraulic chamber 7A and transmits it to the brake pedal 1 as a brake reaction force.
- the driver of the vehicle is given a step response through the input rod 14.
- the feeling of depressing operation of the brake pedal 1 can be improved, and the pedal feeling can be kept good.
- the booster piston 13 is moved backward in the return direction.
- the electric motor 18 to be rotated may over-rotate due to the influence of the hydraulic pressure applied to the booster piston 13.
- the booster piston 13 regulates the return position under the influence of the hydraulic pressure. Undershoot occurs such that the stopper (mechanical retreat limit of the booster piston 13, for example, the linear motion member 21A of the linear motion mechanism 21 shown in FIG. There is a problem that abnormal noise) occurs.
- FIGS. 8 and 9 show time-series data regarding the motor position control of the electric booster according to the comparative example (prior art).
- the vehicle driver releases the brake pedal 1 in a step shape at time t0 from the state in which the hydraulic pressure is generated by the brake operation (that is, the foot is released from the brake pedal 1 during the stepping operation).
- the brake pedal 1 is released).
- a characteristic line 36 indicated by a solid line in FIGS. 8 and 9 represents a change state of an operation amount (pedal input) of the brake pedal 1 by the driver, and a characteristic line 37 indicated by a one-dot chain line indicates a rotational position ( This represents the change state of the motor position.
- a characteristic line 38 indicated by a broken line in FIG. 8 represents a change state of the brake fluid pressure
- a characteristic line 39 indicated by a dotted line represents a change state of the rotation speed (motor speed) of the electric motor 18.
- a characteristic line 40 indicated by a solid line in FIG. 9 represents a change state of the motor current
- a characteristic line 41 indicated by a broken line represents a motor drive current (motor) output from the first ECU 23 to the electric motor 18 as a comparative example. Output command).
- the first ECU 23 causes the booster piston 13 to follow the driver's input (pedal position) so that the booster piston 13 is displaced to the reducing side (return direction).
- the motor output command is calculated so that the electric motor 18 rotates in the reverse direction.
- the booster piston 13 is pushed in the direction of reducing force by the hydraulic pressure received by the booster piston 13 in addition to the output (force in the return direction) from the reversely rotating electric motor 18.
- This hydraulic reaction force is transmitted to the electric motor 18 and the rotation of the electric motor 18 is accelerated. Therefore, the characteristic line 39 (motor speed) indicated by the dotted line in FIG. 8 exceeds the controllable speed VCmax at time t1.
- the first ECU 23 in the comparative example decelerates the booster piston 13, and therefore the characteristic line shown in FIG.
- the motor output command is on the boosting side (positive) as in 41
- the characteristic line 39 (motor speed) shown in FIG. 8 exceeds the controllable speed VCmax, so that the booster piston 13 exceeds the target position on the reducing side.
- the so-called undershoot may occur between times t3 and t4 as shown by the characteristic line 37 (motor position).
- the booster piston When the movement speed in the return direction 13 is large (for example, when the controllable speed VCmax is exceeded), the electric motor 18 is controlled by the first ECU 23 (motor command calculation processing unit 33 shown in FIG. 3) as control means. Is limited (ie, motor drive current as a motor output command). Moreover, when the deviation of the actual position with respect to the target position of the booster piston 13 is large, the restriction on the power supplied to the electric motor 18 is relaxed.
- the rotation position (motor position) of the electric motor 18 causes a so-called undershoot between times t0 and tat.
- the booster piston 13 can be stopped at the original target position.
- FIGS. 6 and 7 show time-series data regarding the motor position control of the electric booster 11 according to the first embodiment. 6 and 7, it is assumed that the driver has released the operation of the brake pedal 1 at time t0, as in the time-series data of the comparative example described above (FIGS. 8 and 9).
- a characteristic line 36 indicated by represents a change state of the operation amount (pedal input) of the brake pedal 1.
- a characteristic line 42 indicated by an alternate long and short dash line represents a change state of the rotational position (motor position) of the electric motor 18 in the first embodiment
- a characteristic line 43 indicated by a broken line represents a change state of the brake hydraulic pressure.
- a characteristic line 44 indicated by a dotted line represents a change state of the rotation speed (motor speed) of the electric motor 18.
- a characteristic line 45 indicated by a solid line in FIG. 7 represents a change state of the motor current
- a characteristic line 46 indicated by a broken line represents a motor drive current (motor output command) output from the first ECU 23 to the electric motor 18. Represents changes.
- the first ECU 23 causes the booster piston 13 to follow the driver's input (pedal position). ) To calculate the current value of the motor output command and rotate the electric motor 18 in the reverse direction. At this time, the booster piston 13 is pushed in the reducing direction by the hydraulic pressure received by the booster piston 13 in addition to the output (return direction force) from the reversely rotating electric motor 18, and the rotation of the electric motor 18 is accelerated. Is done.
- a limit is applied to the motor output command (the motor drive current of the electric motor 18) as indicated by a characteristic line 46 shown by a broken line in FIG. That is, the motor command calculation processing unit 33 provided in the first ECU 23 executes a motor output command limiting process, and uses the limited motor output command value Com Fix according to the above-described equation 1 as a motor output command. For this reason, the motor speed (characteristic line 44) does not exceed the controllable speed VCmax unlike the motor speed (characteristic line 39) of the comparative example.
- the first ECU 23 decelerates the booster piston 13 by the output command from the motor command calculation processing unit 33. As shown by the characteristic line 46 in FIG. 7, the booster piston 13 can be stopped at the original target position at time tb with the motor output command as the booster side (positive).
- the motor The motor output command (motor speed) can be limited according to the speed and position deviation (or hydraulic pressure deviation). Thereby, generation
- the electric motor 18 is controlled based on the limited motor output command value Com Fix according to the equation 1 by executing the motor output command limiting process. 18 does not rotate at an excessively high speed beyond the speed range controllable by the first ECU 23, and the booster piston 13 restricts the return position (for example, the linear motion of the linear motion mechanism 21 shown in FIG. 1). It is possible to suppress the occurrence of a hitting sound due to the occurrence of an undershoot in which the member 21A hits the closed end 12C1 side of the lid 12C.
- the motor command calculation processing unit 33 provided in the first ECU 23 adjusts the limit of the motor rotation speed (motor output) of the electric motor 18 based on the position deviation amount or the hydraulic pressure deviation amount. Even when the user depresses the brake pedal 1 immediately after releasing the operation of the brake pedal 1, the operation of the electric motor 18 can smoothly follow the movement of the brake pedal 1, and the response of the brake Can be maintained well.
- FIG. 10 shows a second embodiment of the present invention.
- the feature of the present embodiment is that a control process using an area map is performed to determine whether or not to limit a motor output command (motor speed). There is a configuration to do.
- the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
- an area map 51 shown in FIG. 10 shows the relationship between the motor speed and the positional deviation (or hydraulic pressure deviation) after switching from the depressing operation of the brake pedal 1 to the releasing operation, in the first quadrant 51A and the first quadrant 51A.
- the two quadrants 51B, the third quadrant 51C, and the fourth quadrant 51D are shown.
- the fourth quadrant 51D is hatched.
- the first quadrant 51A represents a region where the motor speed is larger than the speed V0 and the position deviation is larger than the value E0, that is, the brake pedal 1 is released and the motor is accelerating.
- the second quadrant 51B represents a region immediately after the brake pedal 1 is released, that is, the motor speed is smaller than the speed V0 and the position deviation is larger than the value E0.
- the third quadrant 51C represents a region where the motor speed is smaller than the speed V0 and the position deviation is smaller than the value E0, that is, the brake pedal 1 is released and the motor position is approaching the target position. .
- the motor speed is rotation at a speed larger than the speed V0 and the position displacement is smaller than the value E0, that is, the brake pedal 1 is opened, and the motor is affected by the hydraulic reaction force. Represents an area that has been excessively accelerated.
- the threshold value V0 and the position deviation value E0 are obtained when the booster piston 13 is moved by a predetermined stroke while the electric motor 18 is not loaded (not affected by the hydraulic pressure of the master cylinder 4).
- the motor maximum speed is set as a speed V0, and the motor rotation amount is set in advance as a position deviation value E0.
- the booster piston 13 (that is, the first piston of the master cylinder 4) is read by reading the motor rotation speed and the position deviation, for example, in the motor command calculation processing unit 33 shown in FIG. Is determined in one of the first to fourth quadrants 51A to 51D in the area map 51, and the applicability of the limitation of the motor output command (motor speed) is determined according to the determination result. .
- the motor output command limiting process may be executed based on the limited motor output command value Com Fix according to the equation (1).
- FIG. 11 shows a third embodiment of the present invention.
- the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
- the feature of the third embodiment is that, in addition to the normal position control, the motor stop predicted position is sequentially calculated from the current position and current speed of the motor, and when the predicted motor stop position reaches the target position, the motor output The command (motor speed) is limited.
- FIG. 11 shows time-series data regarding the motor position control of the electric booster 11 according to the third embodiment.
- a line 36 represents a change state of the operation amount (pedal input) of the brake pedal 1.
- a characteristic line 61 indicated by an alternate long and short dash line represents a change state of the rotation position (motor rotation position) of the electric motor 18 in the third embodiment, and a characteristic line 62 indicated by a broken line represents a change state of the brake hydraulic pressure. Yes.
- a characteristic line 63 indicated by a dotted line represents a change state of the rotation speed (motor rotation speed) of the electric motor 18.
- the motor command calculation processing unit 33 of the first ECU 23 stops the electric motor 18 from the motor rotation position (current position) and motor rotation speed (current speed) of the electric motor 18.
- the stop predicted position is calculated sequentially. For example, when the predicted motor stop position reaches the target position at time t i in FIG. 11, a motor output command (motor speed) is limited, and the motor drive current (supply power) of the electric motor 18 is limited. Is added.
- a response model of the electric motor 18 may be mounted in the first ECU 23, or by a simple model (motor output, motor speed, generated torque due to hydraulic pressure, and motor position).
- the motor stop position may be calculated.
- FIG. 12 shows the fourth and fifth embodiments of the present invention.
- the same reference numerals are given to the same components as those of the first embodiment described above, and the description thereof will be given. Shall be omitted.
- a feature of the fourth embodiment is that, in addition to the normal position control, whether or not the maximum operating speed V0 (for example, a speed approximately equal to the controllable speed VCmax) has been sequentially calculated from the current speed of the motor, and the motor When the current speed reaches the maximum operating speed V0, the motor output command (motor speed) is limited.
- V0 for example, a speed approximately equal to the controllable speed VCmax
- the feature of the fifth embodiment is that, in addition to the normal position control, whether or not the maximum moving speed Vp0 is obtained from the current speed of the booster piston 13 is sequentially calculated, and the current speed of the booster piston 13 is the maximum moving speed.
- the motor output command (motor speed) is limited when the speed Vp0 is reached.
- the motor command calculation processing unit 33 of the first ECU 23 calculates whether or not the electric motor 18 has reached the maximum operating speed V0 from the motor rotation speed (current speed) of the electric motor 18. To do. Then, for example, when the motor rotation speed reaches the maximum operating speed V0 at time t i in FIG. 12, the motor output command (motor speed) is limited, and the motor drive current (supply power) of the electric motor 18 is set. It is configured to add restrictions.
- FIG. 12 similarly to the above-described embodiment, it is assumed that the driver releases the operation of the brake pedal 1 at time tO, and the characteristic line 36 indicated by a solid line indicates the operation amount of the brake pedal 1 ( This shows the change state of pedal input.
- a characteristic line 71 indicated by an alternate long and short dash line represents a change state of the rotational position (motor rotational position) of the electric motor 18 in the fourth and fifth embodiments. Similar to the third embodiment, a characteristic line 62 indicated by a broken line represents a change state of the brake fluid pressure, and a characteristic line 63 indicated by a dotted line represents a change state of the rotation speed (motor rotation speed) of the electric motor 18. Represents.
- the maximum operating speed V0 of the motor is the maximum operating speed when the booster piston 13 is moved by a predetermined stroke while the electric motor 18 is not loaded (not affected by the hydraulic pressure of the master cylinder 4).
- the speed V0 is preset.
- the motor rotation speed when the driver of the vehicle releases the operation of the brake pedal 1 in a state where the brake fluid pressure is generated, in addition to the normal position control, the motor rotation speed When the motor reaches the maximum operating speed V0, the motor output command (motor speed) can be limited, and the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
- the motor command calculation processing unit 33 of the first ECU 23 calculates the moving speed of the booster piston 13 from the motor rotation position of the electric motor 18 and the hydraulic pressure of the master cylinder 4, and the booster piston It is calculated whether or not the movement speed of 13 has reached the maximum movement speed Vp0 (represented by the slope Vp0 of the straight line in contact with the characteristic line 71 in FIG. 12). Then, for example, when the moving speed of the booster piston 13 reaches the maximum moving speed Vp0 at time t i in FIG. 12, the motor output command (motor speed) is limited, and the motor driving current (supply) of the electric motor 18 is supplied. (Power) is limited.
- the maximum movement speed Vp0 of the booster piston 13 is that of the booster piston 13 when the booster piston 13 is moved by a predetermined stroke while the electric motor 18 is unloaded (not affected by the hydraulic pressure of the master cylinder 4).
- the maximum speed is preset as the movement maximum speed Vp0.
- the electric motor 18 is added in addition to the normal position control.
- the movement speed of the booster piston 13 is calculated from the motor rotation position and the hydraulic pressure of the master cylinder 4, and when the movement speed of the booster piston 13 reaches the maximum movement speed Vp0, the motor output command (motor speed) Restrictions can be implemented, and the same operational effects as in the first embodiment can be obtained.
- the control means is configured to limit the power supplied to the actuator according to a deviation of an actual position with respect to a target position of the booster piston.
- the control means is configured to start limiting the power supplied to the actuator when the deviation of the actual position from the target position of the booster piston reaches a predetermined amount.
- the control means is configured to increase the amount of electric power supplied to the actuator as the deviation of the actual position from the target position of the booster piston becomes smaller.
- control means is connected to a hydraulic pressure detecting means for detecting a brake hydraulic pressure of the master cylinder, and detects a deviation of a detected hydraulic pressure detected by the hydraulic pressure detecting means with respect to a target hydraulic pressure of the master cylinder. Accordingly, the power supply to the actuator is limited. Further, the control means is configured to increase a limit amount of power supplied to the actuator as a deviation of the detected hydraulic pressure with respect to a target hydraulic pressure of the master cylinder decreases. Further, the control means is configured to start limiting the power supplied to the actuator after the detected hydraulic pressure reaches a predetermined hydraulic pressure.
- the control means stores the maximum operating speed of the actuator (for example, controllable speed VCmax), and starts to limit the power supplied to the actuator after the speed of the actuator reaches the maximum operating speed. Further, the control means calculates a maximum moving speed at which the booster piston can stop at the target position from the moving speed of the booster piston and the actual position of the booster piston, and the moving speed of the booster piston is the moving speed. After reaching the maximum speed, the power supply to the actuator starts to be limited. Furthermore, the limitation of the power supplied to the actuator performed by the control means is a limitation of a supply current for accelerating the actuator.
- An electric booster includes a booster piston that moves forward and backward with respect to a master cylinder to generate a brake hydraulic pressure, an electric motor that moves the booster piston forward and backward, and the booster piston according to operation of a brake pedal.
- Control means for setting the target position and controlling the power supplied to the electric motor, and the control means is configured to control the initial position of the booster piston when the driver stops the operation from the operation state of the brake pedal.
- the power supply to the electric motor is limited when close to the distance, and the power supply to the electric motor is controlled when the return speed of the booster piston is high compared to when the distance from the distance is large.
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Abstract
マスタシリンダ(4)に対して進退移動してブレーキ液圧を発生させるブースタピストン(13)と、ブースタピストン(13)を進退移動させる電動アクチュエータ(17)と、ブレーキペダル(1)の操作に応じてブースタピストン(13)の目標位置を設定し、この目標位置にブースタピストン(13)が移動するように電動アクチュエータ(17)への供給電力を制御するECU(23)とを備えている。このECU(23)は、ブレーキペダル(1)がマスタシリンダ(4)の液圧を減圧させる方向に操作された場合で、ブースタピストン(13)が前記目標位置に近づいたときに、前記供給電力を電動アクチュエータ(17)の速度に応じて制限する。
Description
本発明は、車両に制動力を付与するのに好適に用いられるブレーキ装置および電動倍力装置に関する。
車両に搭載されるブレーキ装置には、ブレーキペダルの操作により進退移動する入力部材と、該入力部材に対して相対移動可能に設けられマスタシリンダ内で液圧を発生するブースタピストンと、前記ブレーキペダルの操作に基づいてブースタピストンを進退移動させることによりマスタシリンダ内の液圧を可変に制御する電動モータ等のアクチュエータとを備えたものが知られている(特許文献1)。
このようなブレーキ装置では、車両のブレーキペダルに取付けられた操作量検出器によって算出される車両運転者のブレーキ操作情報(位置情報および速度情報)でアクチュエータを制御することにより、車両の制動力を安定して制御できるようにしている。
ところで、従来技術によるブレーキ装置では、車両のブレーキペダルを踏込み操作してマスタシリンダに液圧を発生させている状態から、急にペダル操作を開放すると、電動モータが制御手段によって制御可能な速度範囲を超えて過度に回転することがある。これにより、ブースタピストンが機械的な後退限に突き当たるような、所謂アンダーシュートが発生し、異音が発生する可能性がある。
本発明は、上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、アンダーシュートに伴う異音の発生を抑制することが可能なブレーキ装置および電動倍力装置を提供することにある。
上述した課題を解決するため、本発明によるブレーキ装置は、マスタシリンダに対して進退移動してブレーキ液圧を発生させるブースタピストンと、該ブースタピストンを進退移動させるアクチュエータと、ブレーキペダルの操作に応じて前記ブースタピストンの目標位置を設定し、該目標位置に前記ブースタピストンが移動するように前記アクチュエータへの供給電力を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記ブレーキペダルが前記マスタシリンダの液圧を減圧させる方向に操作された場合、該ブースタピストンが目標位置に近づいたときに、前記アクチュエータの速度に応じて前記アクチュエータへの供給電力を制限する構成としている。
本発明による電動倍力装置は、マスタシリンダに対して進退移動してブレーキ液圧を発生させるブースタピストンと、該ブースタピストンを進退移動させる電動モータと、ブレーキペダルの操作に応じて前記ブースタピストンの目標位置を設定して電動モータへの供給電力を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記ブレーキペダルが前記マスタシリンダの液圧を減圧させる方向に操作された場合に、前記ブースタピストンの移動速度が大きいときに前記電動モータへの供給電力を制限すると共に、前記ブースタピストンの目標位置に対する実位置の偏差が大きいときは、前記電動モータへの供給電力の制限を緩和するように制御する構成としている。
本発明によれば、アンダーシュートによる異音の発生を抑制することができる。
以下、本発明の実施の形態によるブレーキ装置を、四輪自動車等の車両に搭載した場合を例に挙げて、添付図面に従って詳細に説明する。
ここで、図1ないし図7は本発明の第1の実施の形態に係るブレーキ装置を示している。図1において、ブレーキペダル1は制動操作子を構成し、車両のブレーキ操作時に運転者によって矢示A方向に踏込み操作される。該ブレーキペダル1は、車体のフロントボード(いずれも図示せず)側に設けられている。ブレーキペダル1には、ブレーキスイッチ2と操作量検出器3が付設されている。
このうちブレーキスイッチ2は、車両のブレーキ操作の有無を検出して、例えばブレーキランプ(図示せず)を点灯,消灯させるものである。操作量検出器3は、ブレーキペダル1の踏込み操作量(ストローク量)または踏力を検出し、その検出信号を後述のECU23,28および車両データバス(図示せず)等に出力する。ブレーキペダル1が踏込み操作されると、マスタシリンダ4には後述の電動倍力装置11を介してブレーキ液圧が発生する。
図1に示すように、マスタシリンダ4は、一側が開口端となり他側が底部となって閉塞された有底筒状のシリンダ本体5を有している。このシリンダ本体5には、後述のリザーバ10内に連通する第1,第2のサプライポート5A,5Bが設けられている。第1のサプライポート5Aは、後述するブースタピストン13の摺動変位により第1の液圧室7Aに対して連通,遮断される。一方、第2のサプライポート5Bは、後述する第2のピストン6により第2の液圧室7Bに対して連通,遮断される。
シリンダ本体5は、その開口端側が後述する電動倍力装置11のブースタハウジング12に複数の取付ボルト(図示せず)等を用いて着脱可能に固着されている。マスタシリンダ4は、シリンダ本体5と、第1のピストン(後述のブースタピストン13と入力ロッド14)および第2のピストン6と、第1の液圧室7Aと、第2の液圧室7Bと、第1の戻しばね8と、第2の戻しばね9とを含んで構成されている。
マスタシリンダ4の第1のピストンは、後述のブースタピストン13と入力ロッド14とにより構成されている。シリンダ本体5内に形成される第1の液圧室7Aは、第2のピストン6とブースタピストン13(および入力ロッド14)との間に画成されている。第2の液圧室7Bは、シリンダ本体5の底部と第2のピストン6との間でシリンダ本体5内に画成されている。
第1の戻しばね8は、第1の液圧室7A内に位置してブースタピストン13と第2のピストン6との間に配設され、ブースタピストン13をシリンダ本体5の開口端側に向けて付勢している。第2の戻しばね9は、第2の液圧室7B内に位置してシリンダ本体5の底部と第2のピストン6との間に配設され、第2のピストン6を第1の液圧室7A側に向けて付勢している。
マスタシリンダ4のシリンダ本体5は、ブレーキペダル1の踏込み操作に応じてブースタピストン13と第2のピストン6とがシリンダ本体5の底部に向かって変位し、第1,第2のサプライポート5A,5Bを遮断したときに、第1,第2の液圧室7A,7B内のブレーキ液によりブレーキ液圧を発生させる。一方、ブレーキペダル1の操作を解除した場合には、ブースタピストン13と第2のピストン6とが第1、第2の戻しばね8,9によりシリンダ本体5の開口部に向かって矢示B方向に変位していくときに、リザーバ10からブレーキ液の補給を受けながら第1,第2の液圧室7A,7B内の液圧を解除していく。
マスタシリンダ4のシリンダ本体5には、作動液タンクとしてのリザーバ10が設けられ、該リザーバ10の内部にはブレーキ液が収容されている。リザーバ10は、シリンダ本体5内の液圧室7A,7Bにブレーキ液を給排するための容器である。即ち、第1のサプライポート5Aがブースタピストン13により第1の液圧室7Aに連通され、第2のサプライポート5Bが第2のピストン6により第2の液圧室7Bに連通している間は、これらの液圧室7A,7B内にリザーバ10内のブレーキ液が給排される。
一方、第1のサプライポート5Aがブースタピストン13により第1の液圧室7Aから遮断され、第2のサプライポート5Bが第2のピストン6により第2の液圧室7Bから遮断されたときには、これらの液圧室7A,7Bに対するリザーバ10内のブレーキ液の給排が断たれる。このため、マスタシリンダ4の第1,第2の液圧室7A,7B内には、ブレーキ操作に伴ってブレーキ液圧が発生し、このブレーキ液圧は、後述の液圧配管24A,24Bを介して液圧供給装置25(即ち、ESC25)に送られる。
車両のブレーキペダル1とマスタシリンダ4との間には、ブレーキペダル1の操作力を増大させるブースタとしての電動倍力装置11が設けられている。この電動倍力装置11は、操作量検出器3の出力に基づいて後述の電動アクチュエータ17を駆動制御することにより、マスタシリンダ4内に発生するブレーキ液圧を可変に制御するものである。
電動倍力装置11は、車体のフロントボードである車室前壁(図示せず)に固定して設けられるブースタハウジング12と、該ブースタハウジング12に移動可能に設けられ後述の入力ロッド14に対して相対移動可能なブースタピストン13と、該ブースタピストン13をマスタシリンダ4の軸方向に進退移動させ当該ブースタピストン13にブースタ推力を付与するアクチュエータとしての後述の電動アクチュエータ17と、制御手段としてのECU23とを含んで構成されている。
ブースタピストン13は、マスタシリンダ4のシリンダ本体5内に開口端側から軸方向に摺動可能に挿嵌された筒状部材により構成されている。ブースタピストン13の内周側には、ブレーキペダル1の操作に従って直接的に押動され、マスタシリンダ4の軸方向(即ち、矢示A,B方向)に進退移動する入力部材としての入力ロッド14が摺動可能に挿嵌されている。入力ロッド14は、ブースタピストン13と一緒にマスタシリンダ4の第1のピストンを構成し、入力ロッド14の後側(一側)端部にはブレーキペダル1が連結されている。シリンダ本体5内は、第2のピストン6とブースタピストン13および入力ロッド14との間に第1の液圧室7Aが画成されている。
ブースタハウジング12は、後述の減速機構20等を内部に収容する筒状の減速機ケース12Aと、該減速機ケース12Aとマスタシリンダ4のシリンダ本体5との間に設けられブースタピストン13を軸方向に摺動変位可能に支持した筒状の支持ケース12Bと、減速機ケース12Aを挟んで支持ケース12Bとは軸方向の反対側(軸方向一側)に配置され減速機ケース12Aの軸方向一側の開口を閉塞する段付筒状の蓋体12Cとにより構成されている。減速機ケース12Aの外周側には、後述の電動モータ18を固定的に支持するための支持板12Dが設けられている。
図1に示すように、入力ロッド14は、蓋体12C側からブースタハウジング12内に挿入され、ブースタピストン13内を第1の液圧室7Aに向けて軸方向に延びている。ブースタピストン13と入力ロッド14との間には、一対の中立ばね15,16が介装されている。該中立ばね15,16は、ブースタピストン13と入力ロッド14とを両者の中立位置に向けて弾性的に付勢し、ブースタピストン13と入力ロッド14とが軸方向に相対変位すると、これを抑える方向で中立ばね15,16のばね力が作用する構成となっている。
入力ロッド14の先端側(軸方向他側)端面は、ブレーキ操作時に第1の液圧室7A内に発生する液圧をブレーキ反力として受圧し、入力ロッド14はこれをブレーキペダル1に伝達する。これにより、車両の運転者にはブレーキペダル1を介して適正な踏み応えが与えられ、良好なペダルフィーリング(ブレーキの効き)を得ることができる。この結果、ブレーキペダル1の操作感を向上することができ、ペダルフィーリング(踏み応え)を良好に保つことができる。
また、入力ロッド14は、ブースタピストン13に対して相対移動(所定量前進)したときに、ブースタピストン13に当接してブースタピストン13を前進させることができる構造となっている。この構造により、後述する電動アクチュエータ17や第1のECU23が失陥した場合に、ブレーキペダル1への踏力によりブースタピストン13を前進させてマスタシリンダ4に液圧を発生させることが可能となっている。
電動倍力装置11の電動アクチュエータ17は、ブースタハウジング12の減速機ケース12Aに支持板12Dを介して設けられた電動モータ18と、該電動モータ18の回転を減速して減速機ケース12A内の筒状回転体19に伝えるベルト等の減速機構20と、筒状回転体19の回転をブースタピストン13の軸方向変位(進退移動)に変換するボールネジ等の直動機構21とにより構成されている。
ここで、直動機構21は、筒状回転体19の内周側に前記ボールねじを介して軸方向に移動可能に設けられた筒状の直動部材21Aを有し、この直動部材21Aは、ブースタハウジング12の蓋体12Cと筒状回転体19の内周側をブースタピストン13と一体になって軸方向に変位する。そして、ブースタピストン13が戻り位置まで後退したときには、直動部材21Aが蓋体12Cの閉塞端12C1側に当接する(図1参照)。この閉塞端12C1は、直動部材21Aを介してブースタピストン13の戻り位置を規制するストッパとして機能するものである。
ブースタピストン13と入力ロッド14は、それぞれの前端部(軸方向他側の端部)をマスタシリンダ4の第1の液圧室7Aに臨んで配置されている。そして、ブレーキペダル1から入力ロッド14に伝えられる踏力(推力)と電動アクチュエータ17からブースタピストン13に伝えられるブースタ推力とにより、マスタシリンダ4の液圧室7A,7B内にはブレーキ液圧が発生する。
即ち、電動倍力装置11のブースタピストン13は、操作量検出器3の出力(即ち、図2中に示すペダルストロークの制動指令)に基づいて電動アクチュエータ17(電動モータ18)により駆動され、マスタシリンダ4内にブレーキ液圧(M/C液圧)を発生させるポンプ機構を構成している。また、ブースタハウジング12の支持ケース12B内には、ブースタピストン13を制動解除方向(図1中の矢示B方向)に常時付勢する戻しばね22が設けられている。ブースタピストン13は、ブレーキ操作の解除(開放)時に電動モータ18が逆向きに回転されると共に、戻しばね22の付勢力により図1に示す初期位置まで矢示B方向に戻されるものである。
電動モータ18は、例えばDCブラシレスモータを用いて構成され、電動モータ18には、レゾルバと呼ばれる回転センサ18Aと、モータ電流を検出する電流センサ18B(図2参照)とが設けられている。回転センサ18Aは、電動モータ18のモータ回転位置を検出し、その検出信号を制御手段としてのコントロールユニット(以下、第1のECU23という)に出力する。第1のECU23は、モータ回転位置の検出信号により、電動モータ18の回転位置をフィードバック制御する。また、回転センサ18Aは、検出した電動モータ18の回転位置に基づいて車体に対するブースタピストン13の絶対変位を検出する回転検出手段としての機能を備えている。
さらに、回転センサ18Aは操作量検出器3と共に、ブースタピストン13と入力ロッド14との相対変位を検出する変位検出手段を構成し、これらの検出信号は、第1のECU23に送出される。なお、前記回転検出手段としては、レゾルバ等の回転センサ18Aに限らず、絶対変位(角度)を検出できる回転型のポテンショメータ等により構成してもよい。
なお、減速機構20は、ベルト等に限らず、例えば歯車減速機構等を用いて構成してもよい。また、回転運動を直線運動に変換する直動機構21は、例えばラックーピニオン機構等で構成することもできる。さらに、減速機構20は、必ずしも設ける必要はなく、例えば、筒状回転体19にモータ軸を一体に設け、電動モータのステータを筒状回転体19の周囲に配置して、電動モータによって直接に筒状回転体19を回転させる構成としてもよい。
第1のECU23は、例えばマイクロコンピュータ等からなっており、電動倍力装置11の一部を構成すると共に、ブレーキ装置の制御手段として構成されている。第1のECU23は、電動倍力装置11の電動アクチュエータ17を電気的に駆動制御する第1の制御回路を構成している。図2に示すように、第1のECU23には、フラッシュメモリ、ROM,RAM等のメモリ23Aが設けられ、このメモリ23Aには、例えば図4に示すモータ出力指令の制限マップと、図5に示すモータ出力指令制限の補正値マップと、電動モータ18の回転位置制御を行うための制御処理プログラム(図示せず)等とが格納されている。
第1のECU23の入力側は、ブレーキペダル1の操作量または踏力を検出する操作量検出器3と、電動モータ18の回転センサ18A及び電流センサ18Bと、例えばL-CANと呼ばれる通信が可能な車載の信号線(図示せず)と、給電および他の車両機器のECUからの信号の授受を行う車両データバス(図示せず)等とに接続されている。この車両データバスは、車両に搭載されたV-CANと呼ばれるシリアル通信部であり、車載向けの多重通信を行うものである。
第1のECU23の出力側は、電動モータ18、前記車載の信号線および車両データバス等に接続されている。そして、第1のECU23は、操作量検出器3や液圧センサ27からの検出信号に従って電動アクチュエータ17によりマスタシリンダ4内に発生させるブレーキ液圧を可変に制御すると共に、電動倍力装置11が正常に動作しているか否か等を判別する機能も有している。
マスタシリンダ4に発生した液圧は、例えば一対の液圧配管24A,24Bを介して液圧供給装置25(以下、ESC25という)に送られる。このESC25は、マスタシリンダ4からの液圧を各車輪側のホイールシリンダ26に分配して供給する。これにより、車両の各車輪(即ち、左,右の前輪と左,右の後輪毎)に制動力が付与される。ESC25は、各ホイールシリンダ26に供給するブレーキ液圧を増圧、減圧または保持する制御を行うことにより、例えば各車輪の制動力分配制御、ブレーキアシスト制御、アンチスキッド制御、トラクション制御、横滑り防止を含む車両安定化制御、坂道発進補助制御等のブレーキ制御を実行するものである。
液圧センサ27はマスタシリンダ4のブレーキ液圧を検出する液圧検出手段である。この液圧センサ27は、例えば液圧配管24A内の液圧(即ち、マスタシリンダ4から液圧配管24Aを介してESC25に供給されるブレーキ液圧)を検出する。本実施の形態において、液圧センサ27は、ESC25用の制御手段(コントローラ)である他のECU(図示せず)に電気的に接続されると共に、液圧センサ27による検出信号は、前記他のECUから信号線を介して第1のECU23にも通信により送られる。
なお、液圧センサ27は、マスタシリンダ4のブレーキ液圧を検出することができればよく、例えばマスタシリンダ4のシリンダ本体5に直接取付けられるようにしてもよい。また、液圧センサ27は、その検出信号を前記他のECUを介さずに、直接的に第1のECU23に入力されるように構成してもよい。
図2に示すように、第1のECU23には、車両に搭載された前記車両データバスを介して電力充電用の回生協調制御装置28(以下、第2のECU28という)が接続されている。第2のECU28は、車両の減速時および制動時等に各車輪の回転による慣性力を利用して、回生用モータ29を駆動制御することにより運動エネルギを電力として回収するものである。第2のECU28は、前記車両データバスを介して第1のECU23と前記他のECUとに接続され、回生制動制御手段を構成している。
図3に示すように、第1のECU23は、M/C液圧変換処理部30、偏差演算部31、モータ回転位置変換処理部32およびモータ指令算出処理部33を含んで構成されている。ここで、M/C液圧変換処理部30は、車両運転者の踏込み操作により操作量検出器3からペダルストロークが入力されると、このときの操作量(ペダルストローク)に対応する目標液圧としての目標M/C液圧を、第1のECU23のメモリ23A(図2参照)に格納されているテーブル情報によって求める。
M/C液圧変換処理部30から出力されたM/C液圧指令は、液圧センサ27で検出された実際のブレーキ液圧(M/C液圧)に対し、偏差演算部31によって減算され、両者の液圧偏差として算出される。この液圧偏差は、モータ回転位置変換処理部32へ入力される。モータ回転位置変換処理部32は、前記メモリ23A(図2参照)に格納されている変換係数に基づいて前記液圧偏差を位置偏差に変換する。この位置偏差は、ブースタピストン13の目標位置に対する実位置(回転センサ18Aで検出される電動モータ18のモータ回転位置)の偏差として求められる。
モータ回転位置変換処理部32で求められた前記位置偏差は、モータ指令算出処理部33に入力される。このモータ指令算出処理部33は、前記位置偏差、前記回転センサ18Aによるモータ回転位置、モータ回転速度および前記電流センサ18Bによるモータ電流からモータ駆動電流(モータ動作指令、即ちモータ出力指令)を算出する。このとき、モータ指令算出処理部33は、電動モータ18のモータ回転位置を回転センサ18A、電流センサ18Bからの検出信号によりフィードバック制御するものである。
モータ指令算出処理部33から出力されるモータ駆動電流は、電動倍力装置11の駆動源である電動アクチュエータ17の電動モータ18に供給電力として供給される。電動モータ18の回転駆動によりブースタピストン13がマスタシリンダ4の軸方向に変位すると、これに従ってマスタシリンダ4の液圧室7A,7B内にはブレーキ液圧(M/C液圧)が発生し、この液圧はESC25を介して各ホイールシリンダ26に分配して供給され、車輪毎に制動力が発生する。
ここで、第1のECU23に設けられたモータ指令算出処理部33は、車両のブレーキペダル1を踏込み操作してマスタシリンダ4に液圧を発生させている状態からペダル操作を開放した場合、ブースタピストン13を戻し方向に後退移動させる電動モータ18が、ブースタピストン13に付加される液圧の影響で過回転してアンダーシュートが発生するのを抑える処理を行う。このため、モータ指令算出処理部33は、下記の数1式による制限モータ出力指令値Com Fixに基づいて、モータ出力指令の制限処理を実行している。
数1式による制限モータ出力指令値Com Fixは、モータ出力制限値Com Vel、補正量αおよびモータ出力指令値Com Oにより算出される。ここで、モータ出力制限値Com Velは、図4に示す特性線34から求められる値であり、補正量αは、図5に示す特性線35から求められるモータ出力指令制限の補正量である。制限前のモータ出力指令値Com Oは、モータ回転位置変換処理部32での位置偏差に基づいて算出される、電動モータ18に供給するモータ駆動電流を制限する前のモータ出力指令を表している。
このモータ出力指令値Com Oとは、後述の図8、図9に示す比較例において、電動モータ18に供給するモータ駆動電流値に相当するものである。第1のECU23のメモリ23Aには、図4に示すモータ出力指令の制限マップと、図5に示すモータ出力指令制限の補正値マップ等とが予め格納されている。これらのマップは、これまでの経験値と実験データ等に基づいて作成されるものである。
即ち、図4は、第1の実施の形態で採用したモータ出力指令の制限マップを示し、この制限マップでは、電動モータ18の回転速度(モータ速度:Velocity)に対するモータ出力制限値Com Velの関係を特性線34で表している。図4に示す特性線34の如く、モータ出力制限値Com Velは、モータ速度が速くなるに応じてモータ出力指令(供給電力、モータ駆動電流)が小さくなるように制限する。即ち、モータ出力制限値Com Velは、制限モータ出力指令値Com Fixによって、制御可能速度VCmaxを超えないような値として設定されるようになっている。なお、図4の特性線34では、制限方法を線形的な特性で示しているが、制限方法はこれに限るものではなく、例えば曲線状の特性としてもよい。
また、図5は、図4によるモータ出力制限値Com Velの補正量マップを示し、この補正量マップは、モータ出力指令制限の補正量αと位置偏差または液圧偏差(deviation)との関係を特性線35で表している。この特性線35では、ブースタピストン13の目標位置と実位置との位置偏差(または、目標液圧と実際のブレーキ液圧との液圧偏差)が大きくなるに応じて補正量αを、値「1.0」から値「0」の範囲で漸次小さくする構成としている。即ち、図5に示す補正量αは、位置偏差(または、液圧偏差)が大きいほど、図4の制限マップで算出されるモータ出力制限値Com Velを緩和するように設定されている。また、図5中、位置偏差は、ブレーキペダル1に対する踏込み操作から開放操作に切り換わった直後の位置偏差を分母として、それ以降の位置偏差を分子とする割合(%)で示している。
これにより、第1のECU23(モータ指令算出処理部33)は、ブースタピストン13の目標位置に対する実位置の偏差に応じて前記アクチュエータ(電動モータ18)への供給電力としてのモータ出力指令を制限する。また、モータ指令算出処理部33は、ブースタピストン13の目標位置に対する実位置の偏差が所定量となったときに、電動モータ18への出力指令の制限を開始する。さらに、モータ指令算出処理部33は、ブースタピストン13の目標位置に対する実位置の偏差が小さくなっていくのに応じて、電動モータ18への出力指令の制限量を増やしていく構成となっている。
第1の実施の形態によるブレーキ装置は、上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。
まず、車両の運転者がブレーキペダル1を踏込み操作すると、これにより入力ロッド14が矢示A方向に押込まれると共に、電動倍力装置11の電動アクチュエータ17が第1のECU23により作動制御される。即ち、第1のECU23は、操作量検出器3からの検出信号により電動モータ18に起動指令(モータ駆動電流)を出力して電動モータ18を回転駆動し、その回転が減速機構20を介して筒状回転体19に伝えられると共に、筒状回転体19の回転は、直動機構21によりブースタピストン13の軸方向変位に変換される。
これにより、電動倍力装置11のブースタピストン13は、マスタシリンダ4のシリンダ本体5内に向けて入力ロッド14とほぼ一体的に前進し、ブレーキペダル1から入力ロッド14に付与される踏力(推力)と電動アクチュエータ17からブースタピストン13に付与されるブースタ推力とに応じたブレーキ液圧がM/C液圧としてマスタシリンダ4の第1,第2の液圧室7A,7B内に発生する。
また、第1のECU23は、液圧センサ27からの検出信号を前記信号線から受取ることによりマスタシリンダ4に発生したブレーキ液圧(M/C液圧)を監視しつつ、電動倍力装置11の電動アクチュエータ17(電動モータ18の回転)をフィードバック制御する。これにより、マスタシリンダ4の第1,第2の液圧室7A,7B内に発生するブレーキ液圧(M/C液圧)を、ブレーキペダル1の踏込み操作量に基づいて可変に制御することができる。また、第1のECU23は、操作量検出器3と液圧センサ27との検出値に従って電動倍力装置11が正常に動作しているか否かを判別することができる。
一方、ブレーキペダル1に連結された入力ロッド14は、第1の液圧室7A内の圧力を受圧し、これをブレーキ反力としてブレーキペダル1へと伝える。この結果、車両の運転者には入力ロッド14を介して踏み応えが与えられる。これによって、ブレーキペダル1の踏込み操作感を向上することができ、ペダルフィーリングを良好に保つことができる。
ところで、従来技術によるブレーキ装置では、車両のブレーキペダル1を踏込み操作してマスタシリンダ4に液圧を発生させている状態から、急にペダル操作を開放すると、ブースタピストン13を戻し方向に後退移動させる電動モータ18が、ブースタピストン13に付加される液圧の影響で過回転することがある。特に、第1のECU23(制御装置)によって制御可能な速度範囲を超えて過剰に速い速度で電動モータ18が回転した場合には、前記液圧の影響下でブースタピストン13が戻り位置を規制するストッパ(ブースタピストン13の機械的な後退限、例えば、図1に示す直動機構21の直動部材21Aが蓋体12Cの閉塞端12C1側)に突き当たるようなアンダーシュートが発生し、打音(異音)が発生するという問題がある。
図8と図9は、比較例(従来技術)による電動倍力装置のモータ位置制御に関する時系列データを示している。この図8と図9では、ブレーキ操作により液圧が発生した状態から、時刻t0において車両の運転者がブレーキペダル1をステップ状に放した(即ち、踏込み操作中のブレーキペダル1から足を離してブレーキペダル1を開放した)状態を想定している。図8、図9中に実線で示す特性線36は、運転者によるブレーキペダル1の操作量(ペダル入力)の変化状態を表し、一点鎖線で示す特性線37は、電動モータ18の回転位置(モータ位置)の変化状態を表している。
また、図8中に破線で示す特性線38は、ブレーキ液圧の変化状態を表し、点線で示す特性線39は、電動モータ18の回転速度(モータ速度)の変化状態を表している。一方、図9中に実線で示す特性線40は、モータ電流の変化状態を表し、破線で示す特性線41は、第1のECU23から比較例として電動モータ18に出力されるモータ駆動電流(モータ出力指令)の変化を表している。
この比較例(図9に示す特性線41)において、第1のECU23は、運転者の入力(ペダル位置)にブースタピストン13を追従させるため、ブースタピストン13が減力側(戻り方向)に変位するようにモータ出力指令を算出し、電動モータ18が逆向きに回転するように動作させる。この際、ブースタピストン13は、逆回転する電動モータ18からの出力(戻り方向の力)に加え、ブースタピストン13が受圧する液圧によっても減力方向へ押し出される。この液圧反力が電動モータ18にも伝達されて電動モータ18の回転が加速することになる。このため、図8に点線で示す特性線39(モータ速度)は時刻t1において、制御可能速度VCmaxを超えてしまう。
その後の時刻t2で、位置偏差量(例えば、図8、図9中に示す偏差ΔL)が減少すると、比較例における第1のECU23は、ブースタピストン13を減速させるため、図9に示す特性線41の如くモータ出力指令を増力側(正)とするが、図8に示す特性線39(モータ速度)が制御可能速度VCmaxを超えているため、ブースタピストン13は目標位置を超えて減力側へと進んでしまい、特性線37(モータ位置)のように、時刻t3~t4間で所謂アンダーシュートが発生することがある。
このようなアンダーシュートを抑制するためには、モータの最高速度が制御可能な値となるようにモータの回転速度が一定になるように制限する方法が考えられる。しかし、このような速度制限を行った場合には、モータの最高速度が出るように制限することは制御的に難しく、低速に設定せざるを得ない。このため、前記ブースタピストン13が待機位置まで戻るのに時間がかかってしまう。また、例えばブレーキペダル1の操作を解除した直後に、ペダルの踏込み操作を再び行った場合に、速度制限が行われているため、ブレーキペダル1の動きに対して電動モータ18の作動が遅れることになってしまい、ブレーキの応答性が低下するという問題がある。
そこで、第1の実施の形態では、このような比較例(従来技術)の問題を解決するため、マスタシリンダ4内の液圧を減圧させる方向にブレーキペダル1が操作された場合に、ブースタピストン13の戻り方向の移動速度が大きいとき(例えば、制御可能速度VCmaxを超えるようなとき)に、制御手段としての第1のECU23(図3に示すモータ指令算出処理部33)によって、電動モータ18に供給する電力(即ち、モータ出力指令としてのモータ駆動電流)を制限する。また、ブースタピストン13の目標位置に対する実位置の偏差が大きいときは、電動モータ18への供給電力の制限を緩和する構成としている。
このため、第1実施の形態によれば、図6中に一点鎖線で示す特性線42のように、電動モータ18の回転位置(モータ位置)が、時刻t0~ta の間に所謂アンダーシュートを起こすように変化するのを抑えることができ、例えば時刻tb において、ブースタピストン13を本来の目標とする位置で停止させることができる。
即ち、図6と図7は、第1の実施の形態による電動倍力装置11のモータ位置制御に関する時系列データを示している。この図6と図7では、前述した比較例の時系列データ(図8と図9)と同様に、時刻tO において、運転者がブレーキペダル1の操作を開放した状態を想定しており、実線で示す特性線36は、ブレーキペダル1の操作量(ペダル入力)の変化状態を表している。
一点鎖線で示す特性線42は、第1の実施の形態における電動モータ18の回転位置(モータ位置)の変化状態を表し、破線で示す特性線43は、ブレーキ液圧の変化状態を表している。点線で示す特性線44は、電動モータ18の回転速度(モータ速度)の変化状態を表している。一方、図7中に実線で示す特性線45は、モータ電流の変化状態を表し、破線で示す特性線46は、第1のECU23から電動モータ18に出力されるモータ駆動電流(モータ出力指令)の変化を表している。
第1の実施の形態(図7に示す特性線46)において、第1のECU23は、運転者の入力(ペダル位置)にブースタピストン13を追従させるため、ブースタピストン13が減力側(戻り方向)に変位するように、モータ出力指令の電流値を算出して電動モータ18を逆向きに回転させる。この際、ブースタピストン13は、逆回転する電動モータ18からの出力(戻り方向の力)に加え、ブースタピストン13が受圧する液圧によっても減力方向へ押し出されて電動モータ18の回転が加速される。
然るに、第1の実施の形態では、図7中に破線で示す特性線46のように、モータ出力指令(電動モータ18のモータ駆動電流)に制限が加えられている。即ち、第1のECU23に設けられたモータ指令算出処理部33は、モータ出力指令の制限処理を実行して、前述した数1式による制限モータ出力指令値Com Fixをモータ出力指令としている。このため、モータ速度(特性線44)は、比較例のモータ速度(特性線39)のように制御可能速度VCmaxを超えることはない。
その後の時刻ta において、位置偏差量(例えば、図6、図7中に示す偏差ΔL)が減少すると、第1のECU23は、モータ指令算出処理部33からの出力指令によりブースタピストン13を減速させ、図7に示す特性線46の如くモータ出力指令を増力側(正)として、時刻tb では、ブースタピストン13を本来の目標位置に停止させることができる。
かくして、第1の実施の形態によれば、第1のECU23において上述の如き処理を行うことにより、ブレーキ液圧の発生状態で車両の運転者がブレーキペダル1の操作を開放したときに、モータ速度および位置偏差(または、液圧偏差)に応じてモータ出力指令(モータ速度)を制限することができる。これにより、ブレーキ応答性に悪影響を与えることなく、アンダーシュートによる異音の発生を抑制することができる。
従って、第1の実施の形態によれば、モータ出力指令の制限処理を実行して、数1式による制限モータ出力指令値Com Fixに基づいて、電動モータ18を制御しているため、電動モータ18が第1のECU23による制御可能な速度範囲を超えて過剰に速い速度で回転することはなくなり、ブースタピストン13が戻り位置を規制するストッパ(例えば、図1に示す直動機構21の直動部材21Aが蓋体12Cの閉塞端12C1側)に突き当たるようなアンダーシュートが発生して打音が発生するのを抑制することができる。
しかも、第1のECU23に設けられたモータ指令算出処理部33は、前記位置偏差量または液圧偏差量に基づいて電動モータ18のモータ回転速度(モータ出力)の制限を調整するため、例えば運転者がブレーキペダル1の操作を解除した直後に、ペダルの踏込み操作を再び行うような場合にも、ブレーキペダル1の動きに電動モータ18の作動を円滑に追従させることができ、ブレーキの応答性を良好に維持することができる。
次に、図10は本発明の第2の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、モータ出力指令(モータ速度)を制限するか否かを決定するために領域マップによる制御処理を行う構成としたことにある。なお、第2の実施の形態では、上述した第1の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。
ここで、図10に示す領域マップ51は、ブレーキペダル1の踏込み操作から開放操作に切り換わってからのモータ速度と位置偏差(または、液圧偏差)との関係を、第1象限51A、第2象限51B、第3象限51Cおよび第4象限51Dとして表している。図10の領域マップ51では、このうち第4象限51Dに斜線を付して示している。
第1象限51Aは、モータ速度が速度V0 よりも大きく、かつ位置偏差が値E0 よりも大きい、即ち、ブレーキペダル1を開放し、モータが加速している領域を表している。第2象限51Bは、モータ速度が速度V0 よりも小さく、かつ位置偏差が値E0 よりも大きい、即ち、ブレーキペダル1を開放した直後の領域を表している。
第3象限51Cは、モータ速度が速度V0 よりもよりも小さく、かつ位置偏差が値E0 よりも小さい、即ち、ブレーキペダル1を開放し、モータ位置が目標位置に近づいている領域を表している。第4象限51Dは、モータ速度が速度V0 よりも大きい速度での回転であって、かつ位置変位が値E0 よりも小さい、即ち、ブレーキペダル1を開放し、モータが液圧反力の影響を受けて過大に加速されている領域を表している。ここで、閾値である速度V0と位置偏差の値E0とは、電動モータ18を無負荷(マスタシリンダ4の液圧の影響を受けない)状態で、ブースタピストン13を所定ストローク移動させたときのモータ最高速度を速度V0とし、モータ回転量を位置偏差の値E0として予め設定している。
第2の実施の形態では、例えば図3に示したモータ指令算出処理部33において、モータ回転速度と位置偏差とを読込むことにより、ブースタピストン13(即ち、マスタシリンダ4の第1のピストン)が領域マップ51のうち、第1~第4象限51A~51Dのいずれにプロットされるかを判定し、この判定結果に従って、モータ出力指令(モータ速度)の制限の適用可否を決定するものである。
ブースタピストン13が減力方向に動作した際、モータ回転速度の現在値と、位置指令(液圧指令でもよい)と現在のモータ回転位置(液圧センサ27で検出した液圧値でもよい)との偏差量から、図10に示す領域マップ51に対応する点をプロットする。その結果、プロットした点がモータ出力指令(モータ速度)制限を実施する領域、即ち斜線を付している第4象限51Dにあった場合は、位置(液圧)制御によって求まるモータ出力指令を制限する。この場合、前記第1の実施の形態と同様に、数1式による制限モータ出力指令値Com Fixに基づいて、モータ出力指令の制限処理を実行してもよく、これ以外の公知の方法、例えば、モータの回転速度を一定に制限する方法や目標位置となるブレーキペダル1の操作検出値を加速度に応じて低い値となるようにフィルタする方法等でモータ出力指令の制限処理を実行してもよい。
かくして、このように構成される第2の実施の形態でも、ブレーキ液圧の発生状態で車両の運転者がブレーキペダル1の操作を開放したときに、モータ速度および位置偏差(または、液圧偏差)に応じてモータ出力指令(モータ速度)を制限することができ、第1の実施の形態と同様な作用効果を得ることができる。
次に、図11は本発明の第3の実施の形態を示し、本実施の形態では、上述した第1の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。第3の実施の形態の特徴は、通常の位置制御に加えて、モータの現在位置および現在速度からモータ停止予測位置を逐次算出し、モータ停止予測位置が目標位置に達したときに、モータ出力指令(モ一タ速度)制限を実施する構成としたことにある。
ここで、図11は、第3の実施の形態による電動倍力装置11のモータ位置制御に関する時系列データを示している。この図11では、前述した比較例の時系列データ(図8と図9)と同様に、時刻tO において、運転者がブレーキペダル1の操作を開放した状態を想定しており、実線で示す特性線36は、ブレーキペダル1の操作量(ペダル入力)の変化状態を表している。一点鎖線で示す特性線61は、第3の実施の形態における電動モータ18の回転位置(モータ回転位置)の変化状態を表し、破線で示す特性線62は、ブレーキ液圧の変化状態を表している。点線で示す特性線63は、電動モータ18の回転速度(モータ回転速度)の変化状態を表している。
第3の実施の形態では、第1のECU23のモータ指令算出処理部33において、電動モータ18のモータ回転位置(現在位置)とモータ回転速度(現在の速度)から、電動モータ18が停止するモータ停止予測位置を逐次算出する。そして、例えば図11中の時刻ti で、モータ停止予測位置が目標位置に達したときにモータ出力指令(モ一タ速度)制限を実施し、電動モータ18のモータ駆動電流(供給電力)に制限を加える構成としている。
ここで、モータ停止予測位置の算出方法は、第1のECU23に電動モータ18の応答モデルを実装しても良いし、簡易モデル(モータ出力、モータ速度、液圧による発生トルクおよびモータ位置)によってモータ停止位置を算出してもよい。これにより、液圧発生状態でブースタピストン13が減力方向へ動作した場合でも、ブースタピストン13の位置はアンダーシュートすることなく、時刻tj において、ブースタピストン13を目標位置で停止することが可能となる。
かくして、このように構成される第3の実施の形態でも、ブレーキ液圧の発生状態で車両の運転者がブレーキペダル1の操作を開放したときに、通常の位置制御に加えて、モータの現在位置および現在速度からモータ停止予測位置を逐次算出し、モータ停止予測位置が目標位置に達したときに、モータ出力指令(モ一タ速度)制限を実施することができ、第1の実施の形態と同様な作用効果を得ることができる。
次に、図12は本発明の第4及び第5の実施の形態を示し、本実施の形態では、上述した第1の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。第4の実施の形態の特徴は、通常の位置制御に加えて、モータの現在速度から作動最高速度V0(例えば、制御可能速度VCmaxにほぼ等しい速度)となったか否かを逐次算出し、モータの現在速度が作動最高速度V0に達したときに、モータ出力指令(モ一タ速度)制限を実施する構成としたことにある。また、第5の実施の形態の特徴は、通常の位置制御に加えて、ブースタピストン13の現在速度から移動最高速度Vp0となったか否かを逐次算出し、ブースタピストン13の現在速度が移動最高速度Vp0に達したときに、モータ出力指令(モ一タ速度)制限を実施する構成としたことにある。
第4の実施の形態では、第1のECU23のモータ指令算出処理部33において、電動モータ18のモータ回転速度(現在の速度)から、電動モータ18が作動最高速度V0となったか否かを算出する。そして、例えば図12中の時刻ti で、モータ回転速度が作動最高速度V0に達したときにモータ出力指令(モ一タ速度)制限を実施し、電動モータ18のモータ駆動電流(供給電力)に制限を加える構成としている。図12では、前述した実施の形態と同様に、時刻tO において、運転者がブレーキペダル1の操作を開放した状態を想定しており、実線で示す特性線36は、ブレーキペダル1の操作量(ペダル入力)の変化状態を表している。一点鎖線で示す特性線71は、第4、第5の実施の形態における電動モータ18の回転位置(モータ回転位置)の変化状態を表している。前記第3の実施の形態と同様に、破線で示す特性線62は、ブレーキ液圧の変化状態を表し、点線で示す特性線63は、電動モータ18の回転速度(モータ回転速度)の変化状態を表している。
ここで、モータの作動最高速度V0は、電動モータ18を無負荷(マスタシリンダ4の液圧の影響を受けない)状態で、ブースタピストン13を所定ストローク移動させたときのモータ最高速度を作動最高速度V0として予め設定している。これにより、液圧発生状態でブースタピストン13が減力方向へ動作した場合でも、ブースタピストン13の位置はアンダーシュートすることなく、時刻tj において、ブースタピストン13を目標位置で停止することが可能となる。
かくして、このように構成される第4の実施の形態でも、ブレーキ液圧の発生状態で車両の運転者がブレーキペダル1の操作を開放したときに、通常の位置制御に加えて、モータ回転速度が作動最高速度V0に達したときに、モータ出力指令(モ一タ速度)制限を実施することができ、第1の実施の形態と同様な作用効果を得ることができる。
第5の実施の形態では、第1のECU23のモータ指令算出処理部33において、電動モータ18のモータ回転位置とマスタシリンダ4の液圧とから、ブースタピストン13の移動速度を算出し、ブースタピストン13の移動速度が移動最高速度Vp0(図12中の特性線71に接した直線の傾きVp0で表す)となったか否かを算出する。そして、例えば図12中の時刻ti で、ブースタピストン13の移動速度が移動最高速度Vp0に達したときにモータ出力指令(モ一タ速度)制限を実施し、電動モータ18のモータ駆動電流(供給電力)に制限を加える構成としている。
ここで、ブースタピストン13の移動最高速度Vp0は、電動モータ18を無負荷(マスタシリンダ4の液圧の影響を受けない)状態で、ブースタピストン13を所定ストローク移動させたときのブースタピストン13の最高速度を移動最高速度Vp0として予め設定している。これにより、液圧発生状態でブースタピストン13が減力方向へ動作した場合でも、ブースタピストン13の位置はアンダーシュートすることなく、時刻tj において、ブースタピストン13を目標位置で停止することが可能となる。
かくして、このように構成される第5の実施の形態でも、ブレーキ液圧の発生状態で車両の運転者がブレーキペダル1の操作を開放したときに、通常の位置制御に加えて、電動モータ18のモータ回転位置とマスタシリンダ4の液圧とから、ブースタピストン13の移動速度を算出し、ブースタピストン13の移動速度が移動最高速度Vp0に達したときに、モータ出力指令(モ一タ速度)制限を実施することができ、第1の実施の形態と同様な作用効果を得ることができる。
次に、前記実施の形態に含まれる発明について記載する。本発明のブレーキ装置によれば、前記制御手段は、前記ブースタピストンの目標位置に対する実位置の偏差に応じて前記アクチュエータへの供給電力を制限する構成としている。また、前記制御手段は、前記ブースタピストンの目標位置に対する実位置の偏差が所定量となったときに、前記アクチュエータへの供給電力の制限を開始する構成としている。また、前記制御手段は、前記ブースタピストンの目標位置に対する実位置の偏差が小さくなっていくのに応じて、前記アクチュエータへの供給電力の制限量を増やしていく構成としている。
一方、前記制御手段は、前記マスタシリンダのブレーキ液圧を検出する液圧検出手段に接続されており、前記マスタシリンダの目標液圧に対する前記液圧検出手段で検出される検出液圧の偏差に応じて前記アクチュエータへの供給電力を制限する構成としている。また、前記制御手段は、前記マスタシリンダの目標液圧に対する前記検出液圧の偏差が小さくなっていくのに応じて、前記アクチュエータへの供給電力の制限量を増やしていく構成としている。また、前記制御手段は、前記検出液圧が所定液圧となってから前記アクチュエータへの供給電力を制限し始める構成としている。
前記制御手段は、前記アクチュエータの作動最高速度(例えば、制御可能速度VCmax)を記憶し、前記アクチュエータの速度が前記作動最高速度となってから前記アクチュエータへの供給電力を制限し始める構成としている。また、前記制御手段は、前記ブースタピストンの移動速度と前記ブースタピストンの実位置とから、前記目標位置で前記ブースタピストンが停止可能な移動最高速度を算出し、前記ブースタピストンの移動速度が前記移動最高速度となってから前記アクチュエータへの供給電力を制限し始める構成としている。さらに、前記制御手段が行う前記アクチュエータへの供給電力の制限は、前記アクチュエータを加速するための供給電流の制限であることを特徴としている。
本発明による電動倍力装置は、マスタシリンダに対して進退移動してブレーキ液圧を発生させるブースタピストンと、該ブースタピストンを進退移動させる電動モータと、ブレーキペダルの操作に応じて前記ブースタピストンの目標位置を設定して電動モータへの供給電力を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、運転者が前記ブレーキペダルの操作状態から操作を止めた場合に、前記ブースタピストンの初期位置から近いときは、遠いときに比して前記電動モータへの供給電力を制限すると共に、前記ブースタピストンの戻り速度が大きいときに前記電動モータへの供給電力を制限するように制御する構成としている。
1 ブレーキペダル
2 ブレーキスイッチ
3 操作量検出器(ストロークセンサ)
4 マスタシリンダ
5 シリンダ本体
6 第2のピストン
7A,7B 液圧室
8,9 戻しばね
11 電動倍力装置
12 ブースタハウジング
13 ブースタピストン(第1のピストン)
14 入力ロッド(第1のピストン)
17 電動アクチュエータ(アクチュエータ)
18 電動モータ
18A 回転センサ
18B 電流センサ
19 筒状回転体
20 減速機構
21 直動機構
21A 直動部材
23 第1のECU(制御手段)
24A,24B 液圧配管
25 ESC(液圧供給装置)
26 ホイールシリンダ
27 液圧センサ(液圧検出手段)
33 モータ指令算出処理部
Com Fix 制限モータ出力指令値
Com Vel モータ出力制限値
Com 0 制限前のモータ出力指令値
VCmax 制御可能速度
α 補正量
2 ブレーキスイッチ
3 操作量検出器(ストロークセンサ)
4 マスタシリンダ
5 シリンダ本体
6 第2のピストン
7A,7B 液圧室
8,9 戻しばね
11 電動倍力装置
12 ブースタハウジング
13 ブースタピストン(第1のピストン)
14 入力ロッド(第1のピストン)
17 電動アクチュエータ(アクチュエータ)
18 電動モータ
18A 回転センサ
18B 電流センサ
19 筒状回転体
20 減速機構
21 直動機構
21A 直動部材
23 第1のECU(制御手段)
24A,24B 液圧配管
25 ESC(液圧供給装置)
26 ホイールシリンダ
27 液圧センサ(液圧検出手段)
33 モータ指令算出処理部
Com Fix 制限モータ出力指令値
Com Vel モータ出力制限値
Com 0 制限前のモータ出力指令値
VCmax 制御可能速度
α 補正量
Claims (12)
- マスタシリンダに対して進退移動してブレーキ液圧を発生させるブースタピストンと、
該ブースタピストンを進退移動させるアクチュエータと、
ブレーキペダルの操作に応じて前記ブースタピストンの目標位置を設定し、該目標位置に前記ブースタピストンが移動するように前記アクチュエータへの供給電力を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記ブレーキペダルが前記マスタシリンダの液圧を減圧させる方向に操作された場合、該ブースタピストンが目標位置に近づいたときに、前記アクチュエータの速度に応じて前記アクチュエータへの供給電力を制限するブレーキ装置。 - 前記制御手段は、前記ブースタピストンの目標位置に対する実位置の偏差に応じて前記アクチュエータへの供給電力を制限する請求項1に記載のブレーキ装置。
- 前記制御手段は、前記ブースタピストンの目標位置に対する実位置の偏差が所定量となったときに、前記アクチュエータへの供給電力の制限を開始する請求項1または2に記載のブレーキ装置。
- 前記制御手段は、前記ブースタピストンの目標位置に対する実位置の偏差が小さくなっていくのに応じて、前記アクチュエータへの供給電力の制限量を増やしていく請求項2または3に記載のブレーキ装置。
- 前記制御手段は、前記マスタシリンダのブレーキ液圧を検出する液圧検出手段に接続されており、前記マスタシリンダの目標液圧に対する前記液圧検出手段で検出される検出液圧の偏差に応じて前記アクチュエータへの供給電力を制限する請求項1に記載のブレーキ装置。
- 前記制御手段は、前記マスタシリンダの目標液圧に対する前記検出液圧の偏差が小さくなっていくのに応じて、前記アクチュエータへの供給電力の制限量を増やしていく請求項5に記載のブレーキ装置。
- 前記制御手段は、前記検出液圧が所定液圧となってから前記アクチュエータへの供給電力を制限し始める請求項5または6に記載のブレーキ装置。
- 前記制御手段は、前記アクチュエータの作動最高速度を記憶し、前記アクチュエータの速度が前記作動最高速度となってから前記アクチュエータへの供給電力を制限し始める請求項1に記載のブレーキ装置。
- 前記制御手段は、前記ブースタピストンの移動速度と前記ブースタピストンの実位置とから、前記目標位置で前記ブースタピストンが停止可能な移動最高速度を算出し、前記ブースタピストンの移動速度が前記移動最高速度となってから前記アクチュエータへの供給電力を制限し始める請求項1に記載のブレーキ装置。
- 前記制御手段が行う前記アクチュエータへの供給電力の制限は、前記アクチュエータが加速するための供給電流の制限であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載のブレーキ装置。
- マスタシリンダに対して進退移動してブレーキ液圧を発生させるブースタピストンと、
該ブースタピストンを進退移動させる電動モータと、
ブレーキペダルの操作に応じて前記ブースタピストンの目標位置を設定して電動モータへの供給電力を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記ブレーキペダルが前記マスタシリンダの液圧を減圧させる方向に操作された場合に、
前記ブースタピストンの移動速度が大きいときに前記電動モータへの供給電力を制限すると共に、
前記ブースタピストンの目標位置に対する実位置の偏差が大きいときは、前記電動モータへの供給電力の制限を緩和するように制御する電動倍力装置。 - マスタシリンダに対して進退移動してブレーキ液圧を発生させるブースタピストンと、
該ブースタピストンを進退移動させる電動モータと、
ブレーキペダルの操作に応じて前記ブースタピストンの目標位置を設定して電動モータへの供給電力を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
運転者が前記ブレーキペダルの操作状態から操作を止めた場合に、
前記ブースタピストンの初期位置から近いときは、遠いときに比して前記電動モータへの供給電力を制限すると共に、
前記ブースタピストンの戻り速度が大きいときに前記電動モータへの供給電力を制限するように制御する電動倍力装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013-271714 | 2013-12-27 | ||
JP2013271714 | 2013-12-27 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2015098649A1 true WO2015098649A1 (ja) | 2015-07-02 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2014/083405 WO2015098649A1 (ja) | 2013-12-27 | 2014-12-17 | ブレーキ装置および電動倍力装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
WO (1) | WO2015098649A1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3100192A1 (fr) | 2019-08-26 | 2021-03-05 | Psa Automobiles Sa | Système de freinage à récupération d’énergie optimale pour véhicules à motorisation électrique |
CN112918450A (zh) * | 2021-03-10 | 2021-06-08 | 云度新能源汽车股份有限公司 | 一种汽车制动踏板感可调控制方法及系统 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002225690A (ja) * | 2000-12-01 | 2002-08-14 | Denso Corp | 車両用ブレーキ装置 |
JP2005067401A (ja) * | 2003-08-25 | 2005-03-17 | Advics:Kk | 電気ブレーキシステム |
JP2011213262A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Hitachi Automotive Systems Ltd | ブレーキ制御装置 |
-
2014
- 2014-12-17 WO PCT/JP2014/083405 patent/WO2015098649A1/ja active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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