JP2014019344A - 車両用制動力発生装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ロック異常を速やかに検知可能な車両用制動力発生装置を提供する。
【解決手段】車両用制動力発生装置10は、ブレーキペダル12の操作量に応じたブレーキ液圧を発生させるモータシリンダ装置と、電動モータ72に係るトルク電流Iqを取得するモータ電流取得部315と、シリンダ部に生じるブレーキ液圧を取得するブレーキ液圧取得部317と、シリンダ部に対するピストンのブレーキ液の圧縮方向の側への移動量Mvを取得する移動量取得部319と、モータシリンダ装置の稼働状態を判定する判定部321と、を備える。判定部321は、トルク電流Iqとブレーキ液圧BPとの関係が異常判定領域に属し、かつ、移動量Mvが所定の移動量閾値に満たない場合に、モータシリンダ装置が異常状態にある旨の判定を下す。
【選択図】図3A
【解決手段】車両用制動力発生装置10は、ブレーキペダル12の操作量に応じたブレーキ液圧を発生させるモータシリンダ装置と、電動モータ72に係るトルク電流Iqを取得するモータ電流取得部315と、シリンダ部に生じるブレーキ液圧を取得するブレーキ液圧取得部317と、シリンダ部に対するピストンのブレーキ液の圧縮方向の側への移動量Mvを取得する移動量取得部319と、モータシリンダ装置の稼働状態を判定する判定部321と、を備える。判定部321は、トルク電流Iqとブレーキ液圧BPとの関係が異常判定領域に属し、かつ、移動量Mvが所定の移動量閾値に満たない場合に、モータシリンダ装置が異常状態にある旨の判定を下す。
【選択図】図3A
Description
本発明は、車両に制動力を発生させる車両用制動力発生装置に関する。
例えばハイブリッド車両では、油圧回路を媒介して制動力を発生させる既存のブレーキシステムに加えて、電気回路を媒介して制動力を発生させる、バイ・ワイヤ(By Wire)式のブレーキシステムが採用されている。かかるバイ・ワイヤ式のブレーキシステムでは、運転者のブレーキペダルの操作量を電気信号に変換して、スレーブシリンダのピストンを駆動する電動モータに与える。すると、電動モータによるピストンの駆動によって倍力されたブレーキ液圧がスレーブシリンダに発生し、こうして発生したブレーキ液圧が、ホイールシリンダを作動させて制動力を発生させる(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に係るバイ・ワイヤ式のブレーキシステムでは、正常時にスレーブシリンダが発生したブレーキ液圧でホイールシリンダが作動している間にスレーブシリンダが故障すると、スレーブシリンダをホイールシリンダに接続する液路に設けた開閉弁を所定時間だけ閉弁してホイールシリンダのブレーキ液圧を保持する。
特許文献1に係るフェイルセーフ技術によれば、前記所定時間のあいだにバックアップのためのマスタシリンダが発生するブレーキ液圧を充分に立ち上げることが可能となる。そのため、スレーブシリンダによる制動からマスタシリンダによる制動への切換時におけるホイールシリンダのブレーキ液圧の急激な低下を阻止することができる。
ところで、特許文献1に係るバイ・ワイヤ式のブレーキシステムでは、電動モータによるピストンの駆動は、減速歯車を含む動力伝達機構を介して行われる。かかる動力伝達機構では、仮に、減速歯車への異物の噛み込みが生じると、電動モータによる駆動力を、ピストンに伝達することができなくなる。その結果、バイ・ワイヤ式のブレーキシステムを正常に動作させることができなくなってしまう。
この点、特許文献1に係るフェイルセーフ技術では、スレーブシリンダの故障状態を検知すること、特に、減速歯車への異物の噛み込みを含む動力伝達機構での固着を検知することについては言及されていない。
本発明は、前記の実情に鑑みてなされたものであり、減速歯車への異物の噛み込みを含む動力伝達機構での固着を検知することができるようにすることを目的とする。
上記目的を達成するために、(1)に係る発明は、シリンダおよびピストン、並びに、減速歯車を含む動力伝達機構を介して前記ピストンを駆動する電動モータを有し、制動操作部材の操作量に従って前記電動モータが駆動されると、当該駆動力を受けて前記シリンダに対して前記ピストンが前記動力伝達機構を介してブレーキ液の圧縮方向の側に移動することで、前記制動操作部材の操作量に応じたブレーキ液圧を発生させる電動液圧発生部と、前記電動モータに係るモータ電流を取得するモータ電流取得部と、前記シリンダに生じるブレーキ液圧を取得するブレーキ液圧取得部と、前記シリンダに対する前記ピストンの前記ブレーキ液の圧縮方向の側への移動量を取得する移動量取得部と、前記電動液圧発生部の稼働状態を判定する判定部と、を備え、前記判定部は、前記電動モータが前記制動操作部材の操作量に従って駆動された際に、前記モータ電流と前記ブレーキ液圧との関係が、正の相関を有して所定の幅をもつ正常判定領域から外れた異常判定領域に属し、かつ、前記移動量が所定の移動量閾値に満たない場合に、前記電動液圧発生部が異常状態にある旨の判定を下す、ことを最も主要な特徴とする。
(1)に係る発明では、判定部は、電動モータが制動操作部材の操作量に従って駆動された際に、モータ電流とブレーキ液圧との関係が、正の相関を有して所定の幅をもつ正常判定領域から外れた異常判定領域に属し、かつ、移動量が所定の移動量閾値(リーク異常の判別を考慮して予め適宜設定される。)に満たない場合に、電動液圧発生部が異常状態にある旨の判定を下す。
(1)に係る発明において、モータ電流とブレーキ液圧との関係が、異常判定領域に属する場合には、例えば、減速歯車への異物の噛み込みを含む動力伝達機構での固着(以下、ロック異常という場合がある。)やブレーキ液漏れ(以下、リーク異常という場合がある。)を生じている蓋然性が高い。また、移動量が移動量閾値に満たない場合には、油圧回路が正常に働いており、リーク異常に陥っていない可能性が高い。
(1)に係る発明によれば、ロック異常を速やかに検知することができる。
また、(2)に係る発明は、シリンダおよびピストン、並びに、減速歯車を含む動力伝達機構を介して前記ピストンを駆動する電動モータを有し、制動操作部材の操作量に従って前記電動モータが駆動されると、当該駆動力を受けて前記シリンダに対して前記ピストンが前記動力伝達機構を介してブレーキ液の圧縮方向の側に移動することで、前記制動操作部材の操作量に応じたブレーキ液圧を発生させる電動液圧発生部と、前記電動モータに係るモータ電流を取得するモータ電流取得部と、前記シリンダに対する前記ピストンの前記ブレーキ液の圧縮方向の側への移動量を取得する移動量取得部と、前記電動液圧発生部の稼働状態を判定する判定部と、を備え、前記判定部は、前記電動モータが前記制動操作部材の操作量に従って駆動された際に、前記モータ電流の時間変化量が所定の変化量閾値以上、かつ、前記移動量が略一定の場合に、前記電動液圧発生部が異常状態にある旨の判定を下す、ことを最も主要な特徴とする。
(2)に係る発明では、判定部は、電動モータが制動作部材の操作量に従って駆動された際に、モータ電流の時間変化量が変化量閾値以上、かつ、移動量が略一定の場合に、電動液圧発生部が異常状態にある旨の判定を下す。
(2)に係る発明において、電動モータが制動操作部材の操作量に従って駆動された際に、モータ電流の時間変化量が所定の変化量閾値以上の場合には、ロック異常に陥っている蓋然性が高い。例えば、前記のように電動モータが駆動された際に、モータ電流の時間変化量が所定の変化量閾値以上となるのは、ロック異常時の典型的な症状だからである。
また、(2)に係る発明において、電動モータが制動操作部材の操作量に従って駆動された際に、移動量が略一定の場合には、ロック異常に陥っている蓋然性が高い。例えば、モータ電流の増大にかかわらず移動量が略一定となるのは、ロック異常時の典型的な症状だからである。
したがって、(2)に係る発明によれば、ロック異常をより適確に検知することができる。その結果、バイ・ワイヤ式ブレーキシステムの信頼性を格段に向上することができる。
また、(3)に係る発明は、シリンダおよびピストン、並びに、減速歯車を含む動力伝達機構を介して前記ピストンを駆動する電動モータを有し、制動操作部材の操作量に従って前記電動モータが駆動されると、当該駆動力を受けて前記シリンダに対して前記ピストンが前記動力伝達機構を介してブレーキ液の圧縮方向の側に移動することで、前記制動操作部材の操作量に応じたブレーキ液圧を発生させる電動液圧発生部と、前記電動モータに係るモータ電流を取得するモータ電流取得部と、前記シリンダに対する前記ピストンの前記ブレーキ液の圧縮方向の側への移動量を取得する移動量取得部と、前記電動液圧発生部の稼働状態を判定する判定部と、を備え、前記判定部は、前記電動モータが前記制動操作部材の操作量に従って駆動された際に、前記モータ電流の時間変化量が所定の変化量閾値以上、かつ、前記移動量が所定の移動量閾値以上で略一定の場合に、前記電動液圧発生部が異常状態にある旨の判定を下す、ことを最も主要な特徴とする。
(3)に係る発明では、判定部は、電動モータが制動操作部材の操作量に従って駆動された際に、モータ電流の時間変化量が変化量閾値以上、かつ、移動量が所定の移動量閾値以上で略一定の場合に、電動液圧発生部が異常状態にある旨の判定を下す。
(3)に係る発明において、電動モータが制動操作部材の操作量に従って駆動された際に、モータ電流の時間変化量が変化量閾値以上の場合には、ロック異常に陥っている蓋然性が高い。例えば、前記のように電動モータが駆動された際に、モータ電流の時間変化量が所定の変化量閾値以上となるのは、ロック異常時の典型的な症状だからである。
また、(3)に係る発明において、電動モータが制動操作部材の操作量に従って駆動された際に、移動量が所定の移動量閾値以上で略一定の場合には、前記と同様にロック異常に陥っている蓋然性が高い。例えば、モータ電流の増大にかかわらず移動量が移動量閾値以上で略一定となるのは、ロック異常時の典型的な症状だからである。
したがって、(3)に係る発明によれば、ロック異常をより適確に検知することができる。その結果、バイ・ワイヤ式ブレーキシステムの信頼性を格段に向上することができる。
(4)に係る発明は、(1)に係る発明であって、前記判定部は、前記移動量が略一定の場合に、前記電動液圧発生部が異常状態にある旨の判定を下す、ことを特徴とする。
(1)に係る発明において、移動量が略一定の場合には、ロック異常に陥っている蓋然性が高い。例えば、モータ電流の増大にかかわらず移動量が略一定となるのは、ロック異常時の典型的な症状だからである。したがって、(4)に係る発明によれば、ロック異常を適確かつ速やかに検知することができる。
また、(5)に係る発明は、(1)に係る発明であって、前記判定部は、前記電動モータが前記制動操作部材の操作量に従って駆動された際に、前記モータ電流の時間変化量が所定の変化量閾値以上の場合に、前記電動液圧発生部が異常状態にある旨の判定を下す、ことを特徴とする。
(1)に係る発明において、電動モータが制動操作部材の操作量に従って駆動された際に、モータ電流の時間変化量が所定の変化量閾値以上の場合には、ロック異常に陥っている蓋然性が高い。例えば、前記のように電動モータが駆動された際に、モータ電流の時間変化量が所定の変化量閾値以上となるのは、ロック異常時の典型的な症状だからである。
したがって、(5)に係る発明によれば、ロック異常を適確かつ速やかに検知することができる。
また、(6)に係る発明は、(1)に係る発明であって、前記異常判定領域は、前記ブレーキ液圧が所定の液圧閾値に満たない領域である、ことを特徴とする。
(1)に係る発明において、判定部は、電動モータが制動操作部材の操作量に従って駆動された際に、モータ電流とブレーキ液圧との関係が、前記の異常判定領域に属し、かつ、移動量が所定の移動量閾値に満たない場合に、電動液圧発生部が異常状態にある旨の判定を下す。
したがって、(6)に係る発明によれば、ロック異常およびリーク異常を適確かつ速やかに検知することができる。
本発明に係る車両用制動力発生装置によれば、減速歯車への異物の噛み込みを含む動力伝達機構での固着を検知することができる。
以下、本発明の実施形態に係る車両用制動力発生装置について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下に示す図において、共通の機能を有する部材間、または、相互に対応する機能を有する部材間には、原則として共通の参照符号を付するものとする。また、説明の便宜のため、部材のサイズおよび形状は、変形または誇張して模式的に表す場合がある。
なお、以下に示す図において、共通の機能を有する部材間、または、相互に対応する機能を有する部材間には、原則として共通の参照符号を付するものとする。また、説明の便宜のため、部材のサイズおよび形状は、変形または誇張して模式的に表す場合がある。
〔本発明の実施形態に係る車両用制動力発生装置10の車両Vへの搭載例〕
はじめに、本発明の実施形態に係る車両用制動力発生装置10の車両Vへの搭載例について、図1を参照して説明する。図1は、本発明の実施形態に係る車両用制動力発生装置10を車両Vに搭載した例を表す図である。
なお、車両Vの前後左右の方向を図1中の矢印で表している。
はじめに、本発明の実施形態に係る車両用制動力発生装置10の車両Vへの搭載例について、図1を参照して説明する。図1は、本発明の実施形態に係る車両用制動力発生装置10を車両Vに搭載した例を表す図である。
なお、車両Vの前後左右の方向を図1中の矢印で表している。
本発明の実施形態に係る車両用制動力発生装置10は、油圧回路を媒介して制動力を発生させる既存のブレーキシステムに加えて、電気回路を媒介して制動力を発生させる、バイ・ワイヤ(By Wire)式のブレーキシステムを備えている。
車両用制動力発生装置10は、図1に示すように、運転者の制動操作がブレーキペダル(本発明の“制動操作部材”に相当する。)12を介して入力される車両用液圧発生装置(以下、“液圧発生装置“と省略する場合がある。)14と、少なくとも制動操作に応じた電気信号に基づいてブレーキ液圧を発生するモータシリンダ装置16と、モータシリンダ装置16で発生したブレーキ液圧に基づいて車両の挙動の安定化を支援するビークル・スタビリティ・アシスト装置18(以下、“VSA装置18”と省略する。ただし、VSAは登録商標)と、を備えて構成されている。
液圧発生装置14は、図1に示す例では、右ハンドル車に適用されるものであり、ダッシュボード2の車幅方向の右側にボルト等を介して固定されている。ただし、液圧発生装置14は、左ハンドル車に適用されるものであってもよい。
モータシリンダ装置16は、図1に示す例では、液圧発生装置14とは逆側の車幅方向の左側に配設され、左側のサイドフレーム等の車体1に取付ブラケット(不図示)を介して取り付けられている。
VSA装置18は、図1に示す例では、車体1における車幅方向の右側前端部に、取付ブラケット(不図示)を介して取り付けられている。VSA装置18は、制動操作時の車輪ロックを防ぐABS(アンチロック・ブレーキ・システム)機能、加速時等の車輪空転を防ぐTCS(トラクション・コントロール・システム)機能、旋回時の横すべりを抑制する機能等を備えて構成されている。
なお、VSA装置18に代えて、ABS機能を有するABS装置を接続してもよい。
なお、VSA装置18に代えて、ABS機能を有するABS装置を接続してもよい。
液圧発生装置14、モータシリンダ装置16、および、VSA装置18は、図1に示すように、車両Vのダッシュボード2の前方に設けられたエンジンや走行用モータ等の構造物3が搭載される構造物搭載室Rに、配管チューブ22a〜22fを介して互いに分離して配設されている。液圧発生装置14、モータシリンダ装置16、および、VSA装置18の内部の詳細構成については後記する。
車両用制動力発生装置10は、前輪駆動車、後輪駆動車、四輪駆動車のいずれにも適用可能である。また、バイ・ワイヤ式のブレーキシステムとしての液圧発生装置14およびモータシリンダ装置16は、不図示の電線を介して、後記するECU(Electronic Control Unit)307(図3A参照)と電気的に接続されている。
〔本発明の実施形態に係る車両用制動力発生装置10の概要〕
図2Aは、本発明の実施形態に係る車両用制動力発生装置10の概要を表す構成図である。
まず、液圧路の構成について説明する。図2A中の連結点A1を基準として、液圧発生装置14の接続ポート20aと連結点A1とが、第1配管チューブ22aを介して接続されている。また、モータシリンダ装置16の出力ポート24aと連結点A1とが、第2配管チューブ22bを介して接続されている。さらに、VSA装置18の導入ポート26aと連結点A1とが、第3配管チューブ22cを介して接続されている。
図2Aは、本発明の実施形態に係る車両用制動力発生装置10の概要を表す構成図である。
まず、液圧路の構成について説明する。図2A中の連結点A1を基準として、液圧発生装置14の接続ポート20aと連結点A1とが、第1配管チューブ22aを介して接続されている。また、モータシリンダ装置16の出力ポート24aと連結点A1とが、第2配管チューブ22bを介して接続されている。さらに、VSA装置18の導入ポート26aと連結点A1とが、第3配管チューブ22cを介して接続されている。
図2A中の他の連結点A2を基準として、液圧発生装置14の他の接続ポート20bと連結点A2とが、第4配管チューブ22dを介して接続されている。また、モータシリンダ装置16の他の出力ポート24bと連結点A2とが、第5配管チューブ22eを介して接続されている。さらに、VSA装置18の他の導入ポート26bと連結点A2とが、第6配管チューブ22fを介して接続されている。
VSA装置18には、複数の導出ポート28a〜28dが設けられる。第1導出ポート28aは、第7配管チューブ22gを介して、右側前輪に設けられたディスクブレーキ機構30aのホイールシリンダ32FRと接続される。第2導出ポート28bは、第8配管チューブ22hを介して、左側後輪に設けられたディスクブレーキ機構30bのホイールシリンダ32RLと接続される。第3導出ポート28cは、第9配管チューブ22iを介して、右側後輪に設けられたディスクブレーキ機構30cのホイールシリンダ32RRと接続される。第4導出ポート28dは、第10配管チューブ22jを介して、左側前輪に設けられたディスクブレーキ機構30dのホイールシリンダ32FLと接続される。
この場合、各導出ポート28a〜28dに接続される各配管チューブ22g〜22jを介してブレーキ液(ブレーキフルード)が、ディスクブレーキ機構30a〜30dの各ホイールシリンダ32FR,32RL,32RR,32FLに対して供給され、各ホイールシリンダ32FR,32RL,32RR,32FL内の液圧が上昇することにより、各ホイールシリンダ32FR,32RL,32RR,32FLが作動し、対応する車輪(右側前輪、左側後輪、右側後輪、左側前輪)に対して制動力が付与される。
なお、車両用制動力発生装置10は、例えば、レシプロエンジン(内燃機関)のみによって駆動される自動車、ハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池自動車等を含む各種車両に対して適用することができる。
液圧発生装置14は、運転者によるブレーキペダル12の操作量に応じて液圧を発生させるタンデム式のマスタシリンダ34と、マスタシリンダ34に付設された第1リザーバ36とを有する。このマスタシリンダ34のシリンダ部38内には、第1ピストン40aおよび第2ピストン40bが、前記シリンダ部38の軸線方向に沿って所定間隔離間した状態で摺動自在に設けられている。第1ピストン40aは、ブレーキペダル12の側に近接して配設され、プッシュロッド42を介してブレーキペダル12と連結される。また、第2ピストン40bは、第1ピストン40aと比べてブレーキペダル12から離間して配設される。
第1ピストン40aおよび第2ピストン40bの外周面には、環状段部を介して一対のピストンパッキン44a,44bがそれぞれ設けられている。一対のピストンパッキン44a,44bの間には、それぞれ、後記するサプライポート46a,46bと連通する背室48a,48bが形成される。第1ピストン40aと第2ピストン40bとの間には、第1ピストン40aおよび第2ピストン40bの間を連結する第1ばね部材50aが設けられている。第2ピストン40bとシリンダ部38の内壁部との間には、第2ピストン40bおよびシリンダ部38の内壁部の間を連結する第2ばね部材50bが設けられている。
マスタシリンダ34のシリンダ部38には、2つのサプライポート46a,46bと、2つのリリーフポート52a,52bと、2つの出力ポート54a,54bと、がそれぞれ設けられている。各サプライポート46a,46bおよび各リリーフポート52a,52bは、それぞれ合流して第1リザーバ36内の不図示のリザーバ室と連通するようになっている。
また、マスタシリンダ34のシリンダ部38内には、運転者によるブレーキペダル12の踏み込み力(踏力)に対応したブレーキ液圧を発生させる第1液圧室56aおよび第2液圧室56bがそれぞれ設けられている。第1液圧室56aは、第1液圧路58aを介して接続ポート20aと連通するようになっている。第2液圧室56bは、第2液圧路58bを介して他の接続ポート20bと連通するようになっている。
マスタシリンダ34と接続ポート20aとの間であって、第1液圧路58aの上流側には、圧力センサPmが設けられている。また、第1液圧路58aの下流側には、ノーマルオープンタイプ(常開型)のソレノイドバルブからなる第1遮断弁60aが設けられている。この圧力センサPmは、第1液圧路58a上において、第1遮断弁60aよりもマスタシリンダ34側の上流の液圧を検知する機能を有する。
マスタシリンダ34と他の接続ポート20bとの間であって、第2液圧路58bの上流側には、ノーマルオープンタイプ(常開型)のソレノイドバルブからなる第2遮断弁60bが設けられている。また、第2液圧路58bの下流側には、圧力センサPpが設けられている。この圧力センサPpは、第2液圧路58b上において、第2遮断弁60bよりも下流側(ホイールシリンダ32FR,32RL,32RR,32FLの側)のブレーキ液圧を検知する機能を有する。
第1遮断弁60aおよび第2遮断弁60bにおけるノーマルオープンとは、ノーマル位置(消磁(非通電)時の弁体の位置)が開位置の状態(常時開)となるように構成されたバルブをいう。なお、図2Aにおいて、第1遮断弁60aおよび第2遮断弁60bは、励磁時の状態を示す(後記する第3遮断弁62も同様)。
マスタシリンダ34と第2遮断弁60bとの間の第2液圧路58bには、前記第2液圧路58bから分岐する分岐液圧路58cが設けられている。この分岐液圧路58cには、ノーマルクローズタイプ(常閉型)のソレノイドバルブからなる第3遮断弁62と、ストロークシミュレータ64と、が直列に接続されている。この第3遮断弁62におけるノーマルクローズとは、ノーマル位置(消磁(非通電)時の弁体の位置)が閉位置の状態(常時閉)となるように構成されたバルブをいう。
次に、ストロークシミュレータ64の概要について、図2Aを参照して説明する。図2Aに示すように、ストロークシミュレータ64は、第2液圧路58b上であって、第2遮断弁60bよりもマスタシリンダ34側に配設されている。ストロークシミュレータ64には、分岐液圧路58cに連通する反力液圧室65が設けられている。この反力液圧室65に対し、マスタシリンダ34の第2液圧室56bで生じたブレーキ液圧が印加されるようになっている。ストロークシミュレータ64は、そのハウジングに、シミュレータピストン67と、第1のリターンスプリング68aと、第2のリターンスプリング68bとを備える。
ここで、液圧路の構成について説明する。液圧路は、大別すると、マスタシリンダ34の第1液圧室56aと複数のホイールシリンダ32FR,32RLとを接続する第1液圧系統70aと、マスタシリンダ34の第2液圧室56bと複数のホイールシリンダ32RR,32FLとを接続する第2液圧系統70bとから構成される。
第1液圧系統70aは、液圧発生装置14におけるマスタシリンダ34(シリンダ部38)の出力ポート54aおよび接続ポート20a間を接続する第1液圧路58aと、液圧発生装置14の接続ポート20aおよびモータシリンダ装置16の出力ポート24a間を接続する第1および第2配管チューブ22a,22bと、モータシリンダ装置16の出力ポート24aおよびVSA装置18の導入ポート26a間を接続する第2および第3配管チューブ22b,22cと、VSA装置18の第1および第2導出ポート28a,28b並びに各ホイールシリンダ32FR,32RL間をそれぞれ接続する第7および第8配管チューブ22g,22hと、を有する。
第2液圧系統70bは、液圧発生装置14におけるマスタシリンダ34(シリンダ部38)の出力ポート54bおよび他の接続ポート20b間を接続する第2液圧路58bと、液圧発生装置14の他の接続ポート20bおよびモータシリンダ装置16の出力ポート24b間を接続する第4および第5配管チューブ22d,22eと、モータシリンダ装置16の出力ポート24bおよびVSA装置18の導入ポート26b間を接続する第5および第6配管チューブ22e,22fと、VSA装置18の第3および第4導出ポート28c,28d並びに各ホイールシリンダ32RR,32FL間をそれぞれ接続する第9および第10配管チューブ22i,22jと、を有する。
〔VSA装置18の構成〕
次に、VSA装置18について、図2Aを参照して説明する。VSA装置18は、周知の構成のものを適宜採用することができる。具体的には、VSA装置18としては、例えば、右側前輪および左側後輪のディスクブレーキ機構30a、30b(ホイールシリンダ32FR、ホイールシリンダ32RL)に接続された第1液圧系統70aを制御する第1ブレーキ系110aと、右側後輪および左側前輪のディスクブレーキ機構30c、30d(ホイールシリンダ32RR、ホイールシリンダ32FL)に接続された第2液圧系統70bを制御する第2ブレーキ系110bとを有するものを用いることができる。
次に、VSA装置18について、図2Aを参照して説明する。VSA装置18は、周知の構成のものを適宜採用することができる。具体的には、VSA装置18としては、例えば、右側前輪および左側後輪のディスクブレーキ機構30a、30b(ホイールシリンダ32FR、ホイールシリンダ32RL)に接続された第1液圧系統70aを制御する第1ブレーキ系110aと、右側後輪および左側前輪のディスクブレーキ機構30c、30d(ホイールシリンダ32RR、ホイールシリンダ32FL)に接続された第2液圧系統70bを制御する第2ブレーキ系110bとを有するものを用いることができる。
第1ブレーキ系110aおよび第2ブレーキ系110bは、それぞれ同一構造からなるため、第1ブレーキ系110aと第2ブレーキ系110bとで対応するものには同一の参照符号を付すと共に、第1ブレーキ系110aの説明を中心にして、第2ブレーキ系110bの説明を括弧書きで適宜付記する。
第1ブレーキ系110a(第2ブレーキ系110b)は、ホイールシリンダ32FR,32RL(32RR,32FL)に対して、共通する第1共通液圧路112および第2共通液圧路114を有する。VSA装置18は、導入ポート26aと第1共通液圧路112との間に配設されたノーマルオープンタイプのソレノイドバルブからなるレギュレータバルブ116と、前記レギュレータバルブ116と並列に配設され導入ポート26a側から第1共通液圧路112側へのブレーキ液の流通を許容する(第1共通液圧路112側から導入ポート26a側へのブレーキ液の流通を阻止する)第1チェックバルブ118と、第1共通液圧路112と第1導出ポート28aとの間に配設されたノーマルオープンタイプのソレノイドバルブからなる第1インバルブ120と、前記第1インバルブ120と並列に配設され第1導出ポート28a側から第1共通液圧路112側へのブレーキ液の流通を許容する(第1共通液圧路112側から第1導出ポート28a側へのブレーキ液の流通を阻止する)第2チェックバルブ122と、第1共通液圧路112と第2導出ポート28bとの間に配設されたノーマルオープンタイプのソレノイドバルブからなる第2インバルブ124と、前記第2インバルブ124と並列に配設され第2導出ポート28b側から第1共通液圧路112側へのブレーキ液の流通を許容する(第1共通液圧路112側から第2導出ポート28b側へのブレーキ液の流通を阻止する)第3チェックバルブ126と、を備える。
さらに、VSA装置18は、第1導出ポート28aと第2共通液圧路114との間に配設されたノーマルクローズタイプのソレノイドバルブからなる第1アウトバルブ128と、第2導出ポート28bと第2共通液圧路114との間に配設されたノーマルクローズタイプのソレノイドバルブからなる第2アウトバルブ130と、第2共通液圧路114に接続されたリザーバ132と、第1共通液圧路112と第2共通液圧路114との間に配設されて第2共通液圧路114側から第1共通液圧路112側へのブレーキ液の流通を許容する(第1共通液圧路112側から第2共通液圧路114側へのブレーキ液の流通を阻止する)第4チェックバルブ134と、前記第4チェックバルブ134と第1共通液圧路112との間に配設されて第2共通液圧路114側から第1共通液圧路112側へブレーキ液を供給するポンプ136と、前記ポンプ136の前後に設けられる吸入弁138および吐出弁140と、前記ポンプ136を駆動するモータMと、第2共通液圧路114と導入ポート26aとの間に配設されたノーマルクローズタイプのソレノイドバルブからなるサクションバルブ142とを備える。
第1ブレーキ系110aにおいて、導入ポート26aに近接する液圧路上には、モータシリンダ装置16の出力ポート24aから出力され、前記モータシリンダ装置16の第1液圧室98aで発生したブレーキ液圧を検知する圧力センサPhが設けられる。各圧力センサPm,Pp,Phで検出されたブレーキ液圧に係る情報BPm,BPp,BPh(図3A参照)は、ECU307(図3A参照)に送られる。
〔モータシリンダ装置16の構成〕
次に、本発明の実施形態において重要な役割を果たすモータシリンダ装置16の構成について、図2Aに加えて、図2Bおよび図2Cを参照して説明する。
図2Bおよび図2Cは、モータシリンダ装置16のうち、電動モータ72の周辺構造を拡大して表す説明図である。このうち、図2Bは、ボールねじ軸部80aが原点位置OPに位置づけられている状態を表す。一方、図2Cは、ボールねじ軸部80aが終点位置EPに位置づけられている状態を表す。
次に、本発明の実施形態において重要な役割を果たすモータシリンダ装置16の構成について、図2Aに加えて、図2Bおよび図2Cを参照して説明する。
図2Bおよび図2Cは、モータシリンダ装置16のうち、電動モータ72の周辺構造を拡大して表す説明図である。このうち、図2Bは、ボールねじ軸部80aが原点位置OPに位置づけられている状態を表す。一方、図2Cは、ボールねじ軸部80aが終点位置EPに位置づけられている状態を表す。
本発明の“電動液圧発生部”に相当するモータシリンダ装置16は、図2Aに示すように、電動モータ72の回転駆動力によって第1スレーブピストン88aおよび第2スレーブピストン88bを軸方向に駆動し、これをもってブレーキ液圧を発生させる機能を有する。
なお、モータシリンダ装置16において、第1スレーブピストン88aおよび第2スレーブピストン88bの移動方向のうち、図2A中の矢印で示すX1方向を前進方向(ブレーキ液の圧縮方向)とし、前進方向(ブレーキ液の圧縮方向)とは逆の、図2A中の矢印で示すX2方向を後退方向と定義する。
モータシリンダ装置16は、図2Aに示すように、シリンダ部76と、電動モータ72と、電動モータ72の駆動力を第1スレーブピストン88aおよび第2スレーブピストン88bに伝達するための駆動力伝達部73と、を備えている。シリンダ部76は、本発明の“シリンダ”に相当する。第1スレーブピストン88aおよび第2スレーブピストン88bは、本発明の“ピストン”に相当する。
シリンダ部76は、略円筒形状のシリンダ本体82と、シリンダ本体82に付設された第2リザーバ84とを有する。第2リザーバ84は、液圧発生装置14のマスタシリンダ34に付設された第1リザーバ36および配管チューブ86で接続され、第1リザーバ36内に貯留されたブレーキ液が配管チューブ86を介して第2リザーバ84内に供給されるように構成されている。
シリンダ本体82内には、第1スレーブピストン88aおよび第2スレーブピストン88bが、シリンダ本体82の軸線方向に所定間隔離間した状態で、前記軸線方向に沿って摺動自在に設けられている。第1スレーブピストン88aは、ボールねじ構造体80の側に配設される一方、第2スレーブピストン88bは、第1スレーブピストン88aよりもボールねじ構造体80側から離間して配設される。
電動モータ72は、後記するストロークセンサ305(図3A参照)で検出される運転者によるブレーキペダル12の操作量(ストローク量)に応じて、次述する動力伝達機構74を介して、第1スレーブピストン88aおよび第2スレーブピストン88bを駆動する機能を有する。電動モータ72としては、例えば、ブラシレスDCモータやACサーボモータのような永久磁石同期モータを採用することができる。以下の説明では、本実施形態で用いられる電動モータ72として、埋め込み構造の永久磁石(界磁に永久磁石を埋め込んだ、空隙を有する常磁性体)により励磁される三相交流モータを例示して説明する。
電動モータ72は、不図示の固定子コイルおよび回転子を有している。電動モータ72では、固定子コイルの三相巻線に三相交流電流が流れると回転磁界を生じる。この回転磁界を回転子の回転角度に合わせて制御することによって、回転子に取り付けられた永久磁石が回転磁界に作用してトルクが生まれるようになっている。
駆動力伝達部73は、図2B、図2Cに示すように、電動モータ72の回転駆動力を伝達する減速機構78、および、電動モータ72の回転駆動力をボールねじ軸部80aの軸方向に沿った直線方向駆動力に変換するボールねじ構造体80を含む動力伝達機構74を有している。
第1スレーブピストン88aにおける後退方向の端部88a1は、運転者によるブレーキペダル12の操作がされていない状態において、後記する第1および第2のリターンスプリング96a,96bのばね力を受けて、シリンダ本体82内に形成された環状段部82aに突き当てられるように位置している。要するに、第1スレーブピストン88aは、後退方向に付勢されている。
第1スレーブピストン88aにおける後退方向の端部88a1には、図2B、図2Cに示すように、略円筒形状の穴部88a2が設けられている。この穴部88a2に、ボールねじ軸部80aにおける略円筒形状の前端部80a1が収容されるようになっている。
ここで、ボールねじ軸部80aは、図2Bに示す原点位置OPと、図2Cに示す終点位置EPとのあいだでは、第1スレーブピストン88aに対して動力を伝えないように構成されている。前記の原点位置OPと終点位置EPとのあいだを、図2B、図2Cに示すように、空走区間FIとよぶ。
なお、図2Cに示す終点位置EPとは、ボールねじ軸部80aの後端部80a2が、シリンダ本体82内の後端部82bに突き当たっている状態において、軸方向に沿う位置をいう。
なお、図2Cに示す終点位置EPとは、ボールねじ軸部80aの後端部80a2が、シリンダ本体82内の後端部82bに突き当たっている状態において、軸方向に沿う位置をいう。
本発明の実施形態に係る車両用制動力発生装置10では、前記したボールねじ軸部80aが空走区間FIを有すること、および、電動モータ72を原点位置OPに位置決めする際の電動モータ72に係る回転角度が、終点位置EPに対応する電動モータ72に係る回転角度を基準とする相対的な回転角度として設定されることを前提として、終点位置EPにおいて強制的に停止させられた電動モータ72に係る回転角度を高精度に把握し、これをもって、原点位置OPにおける電動モータ72に係る回転角度を高精度に更新設定するようにしている。
第1スレーブピストン88aにおける前端側の外周面には、環状段部を介してスレーブピストンパッキン90aが設けられる。また、第1スレーブピストン88aにおける前端側および後端側の中間における外周面には、環状凹部による第1背室94aが形成されている。第1背室94aは、後記するリザーバポート92aと連通している。第1背室94aの後端側には、スレーブピストンパッキン90bが設けられる。スレーブピストンパッキン90bは、第1背室94aおよび動力伝達機構74間を液密状態でシールする機能を有する。
第1スレーブピストン88aおよび第2スレーブピストン88bの間には、第1のリターンスプリング96aが設けられている。
一方、第2スレーブピストン88bの外周面には、環状段部を介して一対のスレーブピストンパッキン90c、90dがそれぞれ設けられる。一対のスレーブピストンパッキン90c、90dの間には、後記するリザーバポート92bと連通する第2背室94bが形成される。
そして、第2スレーブピストン88bとシリンダ本体82の前端部との間には、第2のリターンスプリング96bが設けられている。要するに、第2スレーブピストン88bは、第1スレーブピストン88aと同様に、後退方向に付勢されている。
シリンダ部76のシリンダ本体82には、2つのリザーバポート92a、92bと、2つの出力ポート24a,24bと、がそれぞれ設けられている。リザーバポート92a,92bは、第2リザーバ84内のリザーバ室と連通するようになっている。
また、シリンダ本体82内には、出力ポート24aからホイールシリンダ32FR,32RL側へ出力されるブレーキ液圧を発生させる第1液圧室98aと、他の出力ポート24bからホイールシリンダ32RR,32FL側へ出力されるブレーキ液圧を発生させる第2液圧室98bとが設けられている。
第1スレーブピストン88aおよび第2スレーブピストン88bの間には、これら88a,88bの間の最大離間区間と最小離間区間とを規制する規制部材100が設けられている。また、第2スレーブピストン88bには、第2スレーブピストン88bの摺動範囲を規制して、第1スレーブピストン88a側へのオーバーリターンを阻止するストッパピン102が設けられている。これにより、例えばマスタシリンダ34で発生したブレーキ液圧で制動するときのバックアップ時において、仮にある系統で失陥が発生しても、他の系統にまでその影響を及ぼさないようになっている。
〔車両用制動力発生装置10の基本動作〕
次に、車両用制動力発生装置10の基本動作について説明する。
車両用制動力発生装置10の正常作動時には、マスタシリンダ34にブレーキ液圧が発生しているか否かにかかわらず、ノーマルオープンタイプのソレノイドバルブからなる第1遮断弁60aおよび第2遮断弁60bが励磁されて閉弁状態となり、ノーマルクローズタイプのソレノイドバルブからなる第3遮断弁62が励磁されて開弁状態となる(図2A参照)。したがって、第1遮断弁60aおよび第2遮断弁60bによって第1液圧系統70aおよび第2液圧系統70bが遮断されるため、液圧発生装置14のマスタシリンダ34で発生したブレーキ液圧がディスクブレーキ機構30a〜30dのホイールシリンダ32FR,32RL,32RR,32FLに伝達されない。車両用制動力発生装置10の正常作動時には、後記するモータシリンダ装置16による電動式のブレーキシステムが実働するからである。
次に、車両用制動力発生装置10の基本動作について説明する。
車両用制動力発生装置10の正常作動時には、マスタシリンダ34にブレーキ液圧が発生しているか否かにかかわらず、ノーマルオープンタイプのソレノイドバルブからなる第1遮断弁60aおよび第2遮断弁60bが励磁されて閉弁状態となり、ノーマルクローズタイプのソレノイドバルブからなる第3遮断弁62が励磁されて開弁状態となる(図2A参照)。したがって、第1遮断弁60aおよび第2遮断弁60bによって第1液圧系統70aおよび第2液圧系統70bが遮断されるため、液圧発生装置14のマスタシリンダ34で発生したブレーキ液圧がディスクブレーキ機構30a〜30dのホイールシリンダ32FR,32RL,32RR,32FLに伝達されない。車両用制動力発生装置10の正常作動時には、後記するモータシリンダ装置16による電動式のブレーキシステムが実働するからである。
このとき、マスタシリンダ34の第2液圧室56bにおいてブレーキ液圧が発生すると、発生したブレーキ液圧は、分岐液圧路58cおよび開弁状態にある第3遮断弁62を経由してストロークシミュレータ64の反力液圧室65に伝達される。この反力液圧室65に供給されたブレーキ液圧によってシミュレータピストン67がリターンスプリング68a、68bのばね力に抗して変位することにより、ブレーキペダル12のストロークが許容されると共に、擬似的なペダル反力が創り出されてブレーキペダル12にフィードバックされる。この結果、運転者にとって違和感のない制動操作感が得られる。
このようなシステム状態において、ECU307(図3A参照)は、運転者によるブレーキペダル12の踏み込みを検出すると、モータシリンダ装置16の電動モータ72を駆動させ、電動モータ72の駆動力を、動力伝達機構74を介して伝達し、第1のリターンスプリング96aおよび第2のリターンスプリング96bのばね力に抗して第1スレーブピストン88aおよび第2スレーブピストン88bを図2A中の矢印X2方向に向かって変位させる。この第1スレーブピストン88aおよび第2スレーブピストン88bの変位によって第1液圧室98aおよび第2液圧室98b内のブレーキ液がバランスするように加圧されて所望のブレーキ液圧が発生する。
このモータシリンダ装置16における第1液圧室98aおよび第2液圧室98bのブレーキ液圧は、VSA装置18の開弁状態にある第1、第2インバルブ120,124を介してディスクブレーキ機構30a〜30dのホイールシリンダ32FR,32RL,32RR,32FLに伝達され、前記ホイールシリンダ32FR,32RL,32RR,32FLが作動することにより各車輪に所望の制動力が付与される。
要するに、車両用制動力発生装置10では、モータシリンダ装置16やバイ・ワイヤの制御を行うECU307(図3A参照)の正常作動時において、運転者がブレーキペダル12を踏むと、いわゆるバイ・ワイヤ式のブレーキシステムがアクティブになる。具体的には、正常作動時の車両用制動力発生装置10では、運転者がブレーキペダル12を踏むと、第1遮断弁60aおよび第2遮断弁60bが、マスタシリンダ34と各車輪を制動するディスクブレーキ機構30a〜30d(ホイールシリンダ32FR,32RL,32RR,32FL)との連通を遮断した状態で、モータシリンダ装置16が発生するブレーキ液圧を用いてディスクブレーキ機構30a〜30dを作動させる。このため、車両用制動力発生装置10では、例えば、電気自動車(燃料電池車を含む)やハイブリッド自動車等のように、内燃機関での負圧発生が少ないか、内燃機関による負圧が存在しない車両、または、内燃機関自体がない車両に好適に適用することができる。
一方、車両用制動力発生装置10では、モータシリンダ装置16やECU307が不作動である異常時において、運転者がブレーキペダル12を踏むと、既存の油圧式のブレーキシステムがアクティブになる。具体的には、異常時の車両用制動力発生装置10では、運転者がブレーキペダル12を踏むと、第1遮断弁60aおよび第2遮断弁60bをそれぞれ開弁状態とし、かつ、第3遮断弁62を閉弁状態として、マスタシリンダ34で発生するブレーキ液圧をディスクブレーキ機構30a〜30d(ホイールシリンダ32FR,32RL,32RR,32FL)に伝達して、前記ディスクブレーキ機構30a〜30d(ホイールシリンダ32FR,32RL,32RR,32FL)を作動させる。
〔本発明の実施形態に係る車両用制動力発生装置10が有するECU307の周辺構成〕
次に、本発明の実施形態に係る車両用制動力発生装置10が有するECU307の周辺構成について、図3Aおよび図3Bを参照して説明する。図3Aは、本発明の実施形態に係る車両用制動力発生装置10が有するECU307の周辺構成を表す説明図である。図3Bは、ECU307が有する駆動制御部325の内部構成を表す説明図である。
次に、本発明の実施形態に係る車両用制動力発生装置10が有するECU307の周辺構成について、図3Aおよび図3Bを参照して説明する。図3Aは、本発明の実施形態に係る車両用制動力発生装置10が有するECU307の周辺構成を表す説明図である。図3Bは、ECU307が有する駆動制御部325の内部構成を表す説明図である。
本発明の実施形態に係る車両用液圧発生装置10が有するECU307には、図3Aに示すように、イグニッションキースイッチ301、ドアセンサ303、前記の圧力センサPm,Pp,Ph、ストロークセンサ305、インバータ駆動部311、電流センサIs1,Is2,Is3、および、回転角度検出部313が接続されている。
イグニッションキースイッチ301は、車両Vの各部に、車載バッテリ(不図示)から電源を供給する際に操作されるスイッチである。イグニッションキースイッチ301がオン操作されると、ECU307に電源が供給されて、ECU307が起動されるようになっている。
ドアセンサ303は、例えば運転席ドア(不図示)の開閉を検知する機能を有する。ドアセンサ303で検知された運転席ドアの開閉信号は、ECU307へと送られる。
ストロークセンサ305は、運転者によるブレーキペダル12の操作量(ストローク量)を検出する機能を有する。ストロークセンサ305で検出されたブレーキペダル12の操作量(ストローク量)に係る信号は、ECU307へと送られる。
インバータ駆動部311は、ECU307の駆動制御部325から送られてくるPWM(パルス幅変調;pulse width modulation)信号に従って、電動モータ72をインバータ駆動する機能を有する。詳しく述べると、インバータ駆動部311は、車載バッテリの直流電流を、電動モータ72に供給するための三相交流電流に変換し、変換した三相交流電流を電動モータ72に供給する。インバータ駆動部311は、例えば、不図示の三相ブリッジ回路を有している。
電流センサIs1,Is2,Is3は、インバータ駆動部311から電動モータ72に供給される三相の各相の電流Iu,Iv,Iwをそれぞれ検出する機能を有する。電流センサIs1,Is2,Is3としては、例えば、シャント抵抗を用いる方式や、ホール素子を用いる時期比例方式・磁気平衡方式などの電流センサを適宜採用することができる。電流センサIs1,Is2,Is3で検出された各相の電流Iu,Iv,Iwは、ECU307へと送られる。
回転角度検出部313は、電動モータ72に係る回転角度(実際には、回転子の回転角度)θを検出する機能を有する。回転角度検出部313としては、例えばレゾルバやロータリーエンコーダなどを採用することができる。回転角度検出部313で検出された電動モータ72に係る回転角度θに係る情報は、ECU307の移動量取得部319へと送られる。回転角度検出部313で検出された電動モータ72に係る回転角度θは、本発明の“シリンダに対するピストンのブレーキ液の圧縮方向の側への移動量”に相当する。
ECU307は、図3Aに示すように、モータ電流取得部315、ブレーキ液圧取得部317、移動量取得部319、判定部321、異常判定領域記憶部323、および、駆動制御部325を備えて構成されている。
ECU307は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)などを備えたマイクロコンピュータにより構成される。このマイクロコンピュータは、ROMに記憶されているプログラムやデータを読み出して実行し、ECU307が有するモータ電流取得機能、ブレーキ液圧取得機能、移動量取得機能、判定機能、異常判定領域記憶機能、および、駆動制御機能を含む各種機能に係る実行制御を行うように動作する。
モータ電流取得部315は、電動モータ72を駆動するための、後記する界磁電流Idおよびトルク電流Iqをそれぞれ取得する機能を有する。モータ電流取得部315で取得された界磁電流Idおよびトルク電流Iqに係る情報は、判定部321において、モータシリンダ装置16の稼働状態を判定する際に参照される。
ブレーキ液圧取得部317は、圧力センサPm,Pp,Phで検出されたブレーキ液圧に係る情報BPm,BPp,BPh(図3A参照)を取得する機能を有する。ブレーキ液圧取得部317で取得されたブレーキ液圧に係る情報BPm,BPp,BPhは、判定部321において、モータシリンダ装置16の稼働状態を判定する際に参照される。
なお、以下の説明において、ブレーキ液圧BPm,BPp,BPhを総称する際に、ブレーキ液圧BPと呼ぶ場合がある。
なお、以下の説明において、ブレーキ液圧BPm,BPp,BPhを総称する際に、ブレーキ液圧BPと呼ぶ場合がある。
移動量取得部319は、シリンダ部76に対する第1および第2スレーブピストン88a,88bについての、ブレーキ液の圧縮方向の側への移動量Mvを取得する機能を有する。本実施形態では、移動量取得部319は、第1および第2スレーブピストン88a,88bの移動量(以下、ピストン移動量という場合がある)Mvとして、電動モータ72に係る回転角度θを、回転角度検出部313より取得する。ただし、移動量取得部319としては、例えば、運転者によるブレーキペダル12の操作量(ストローク量)を採用してもよい。
判定部321は、モータシリンダ装置16の稼働状態を判定する機能を有する。詳しく述べると、判定部321は、例えば、電動モータ72がブレーキペダル12の操作量に従って駆動された際に、モータ電流とブレーキ液圧との関係が、正の相関を有して所定の幅をもつ正常判定領域から外れた異常判定領域(図5A参照)に属し、かつ、移動量取得部319で取得される移動量Mvが所定の移動量閾値Mvth(図4参照)に満たない場合に、モータシリンダ装置16が異常状態にある旨の判定を下すように構成されている。
異常判定領域記憶部323は、異常判定領域(図5A参照)に係る特定情報を記憶する機能を有する。異常判定領域記憶部323の記憶内容は、判定部321において、モータシリンダ装置16の稼働状態を判定する際に参照される。
駆動制御部325は、図3Aに示すように、稼働量取得部319で取得された移動量Mvに係る情報などに基づいて、電動モータ72に係るトルク指令の演算を行い、この演算により求めた電動モータ72に係るトルク指令等に基づいてPWM信号を生成し、生成したPWM信号をインバータ駆動部311に送出する機能を有する。
具体的には、駆動制御部325は、イグニッションキースイッチ301のオン操作によるECU307の起動、かつ、運転席ドアの開放に係る原点位置設定条件が整った場合において、電動モータ72を終点位置EPまで戻し移動させる駆動制御を行う一方、ECU307により終点位置EPに対応する電動モータ72に係る回転角度θが取得されると、電動モータ72を原点位置OPまで復帰移動させる駆動制御を行う。
さらに詳しく述べると、駆動制御部325は、図3Bに示すように、トルク指令算出部351、電流指令算出部355、電流算出部357、および、PWM信号生成部359を有する。駆動制御部325は、インバータ駆動部311と電動モータ72との間に流れるu相、v相、w相の各相の電流Iu,Iv,Iwや電動モータ72に係る回転角度θのフィードバック信号を参照しながら、電動モータ72の駆動制御を行う。
三相交流モータである電動モータ72のトルク制御を行うために、駆動制御部325は、ベクトル制御を用いる。ベクトル制御では、電動モータ72に流れる一次電流を、界磁電流Idおよびトルク電流Iqに分けて制御する。界磁電流Idは、電動モータ72に二次磁束を発生させる電流成分であって、出力トルクの向き、すなわち電動モータ72の回転方向に関与しない電流成分である。これに対し、トルク電流Iqは、電動モータ72に出力トルクを発生させる電流成分であって、出力トルクの向き(電動モータ72の回転方向)に関与する電流成分である。したがって、トルク電流Iqに付される正負の符号により、電動モータ72の回転方向が決定される。界磁電流Idおよびトルク電流Iqは、本発明の“電動モータ72に係るモータ電流”に相当する。
トルク指令算出部351は、ブレーキペダル12の操作量などに基づいて、電動モータ72のトルク指令T*を算出する機能を有する。
電流指令算出部355は、トルク指令算出部351で算出されたトルク指令T*、および、電動モータ72に係る回転角度θに基づいて、電動モータ72の界磁電流指令Id*およびトルク電流指令Iq*をそれぞれ算出する機能を有する。電流指令算出部355で算出された電動モータ72の界磁電流指令Id*およびトルク電流指令Iq*は、後記するPWM信号生成部359において、PWM信号を生成する際に参照される。
電流算出部357は、電動モータ72に流れる各相の電流Iu,Iv,Iwや、電動モータ72に係る回転角度θを用い、かつ、三相電流を二相電流に変換するための公知の演算式を参照して、電動モータ72の界磁電流Idおよびトルク電流Iqをそれぞれ算出する。電流算出部357で算出された電動モータ72の界磁電流Idおよびトルク電流Iqは、判定部321において、モータシリンダ装置16の稼働状態を判定する際に参照されると共に、次述するPWM信号生成部359において、PWM信号を生成する際に参照される。
PWM信号生成部359は、まず、電流指令算出部355で算出された界磁電流指令Id*およびトルク電流指令Iq*と、電流算出部357で算出された電動モータ72の界磁電流Idおよびトルク電流Iqと、をそれぞれ比較し、対応する各成分(界磁電流成分、または、トルク電流成分)間の偏差を算出する。
次に、PWM信号生成部359は、前記算出された偏差に対し、二相電流を三相電流に変換するための公知の演算式を参照して、比例演算処理および積分演算処理を施すことにより、二相の電流指令を三相に変換して、目標電圧に対応するデューティ比を有するPWM信号を生成する。PWM信号生成部359で生成された電動モータ72の駆動制御に用いるPWM信号は、インバータ駆動部311に送られる。
前記の手順を順次経て得られたPWM信号に基づいて、ECU307の駆動制御部325は、電動モータ72の駆動制御を行う。電動モータ72の駆動制御に伴って時々刻々と変化する電動モータ72に係る回転角度θは、回転角度検出部313によって検出され、ECU307の移動量取得部319および駆動制御部325へと送られる。
〔本発明の実施形態に係る車両用制動力発生装置10の動作〕
次に、本発明の実施形態に係る車両用制動力発生装置10の動作について、図4を参照して説明する。図4は、本発明の実施形態に係る車両用制動力発生装置10が実行する稼働状態判定処理の流れを表すフローチャート図である。
次に、本発明の実施形態に係る車両用制動力発生装置10の動作について、図4を参照して説明する。図4は、本発明の実施形態に係る車両用制動力発生装置10が実行する稼働状態判定処理の流れを表すフローチャート図である。
なお、稼働状態判定処理とは、モータシリンダ装置16の稼働状態を判定する処理と、この判定の結果、モータシリンダ装置16が異常状態にある旨の判定が下された場合に、モータシリンダ装置16を含む車両用制動力発生装置10の動作を安全側に制御(フェィルセーフ制御)する処理とを含む、ECU307が実行する一連の処理をいう。
図4に示すステップS11において、ECU307のモータ電流取得部315は、電動モータ72に係るモータ電流として、界磁電流Idおよびトルク電流Iqをそれぞれ取得する。
ステップS12において、ブレーキ液圧取得部317は、圧力センサPm,Pp,Phで検出されたブレーキ液圧に係る情報BPm,BPp,BPhを取得する。以下では、特に断らない限り、ブレーキ液圧に係る情報BPm,BPp,BPhのうち“BPp”に注目して説明を進めることとする。
ステップS13において、移動量取得部319は、ブレーキ液の圧縮方向の側へのピストン移動量Mvを取得する。具体的には、移動量取得部319は、ピストン移動量Mvとして、電動モータ72に係る回転角度θを、回転角度検出部313より取得する。
ステップS14において、ECU307は、電動モータ72がブレーキ液の圧縮方向の側に駆動されているか否かを調べる。電動モータ72がブレーキ液の圧縮方向の側に駆動されていない場合(ステップS14の“No”参照)、ECU307は、処理の流れをステップS11へと戻し、電動モータ72がブレーキ液の圧縮方向の側に駆動されている旨の判定が下されるまで、ステップS11〜S14の処理を繰り返し行わせる。
一方、電動モータ72がブレーキ液の圧縮方向の側に駆動されている旨の判定が下された場合(ステップS14の“Yes”参照)、ECU307は、処理の流れを次のステップS15へと進ませる。
ステップS15において、ECU307の判定部321は、異常判定領域記憶部323の記憶内容を参照して、トルク電流Iq(モータ電流)とブレーキ液圧BPpとの関係が、異常判定領域に属するか否かを判定する。ステップS15の判定の結果、トルク電流Iqとブレーキ液圧BPpとの関係が異常判定領域に属しない旨の判定が下された場合(ステップS15の“No”参照)、ECU307は、処理の流れをステップS11へと戻し、トルク電流Iqとブレーキ液圧BPpとの関係が異常判定領域に属する旨の判定が下されるまで、ステップS11〜S15の処理を繰り返し行わせる。
一方、ステップS15の判定の結果、トルク電流Iqとブレーキ液圧BPpとの関係が異常判定領域に属する旨の判定が下された場合(ステップS15の“Yes”参照)、ECU307は、処理の流れを次のステップS16へと進ませる。
ステップS16において、ECU307の判定部321は、ピストン移動量Mvが、所定の移動量閾値Mvth未満か否かを判定する。
ステップS16の判定の結果、ピストン移動量Mvが移動量閾値Mvth以上である旨の判定が下された場合(ステップS16の“No”参照)、ECU307は、処理の流れをステップS11へと戻し、ピストン移動量Mvが移動量閾値Mvthに満たない旨の判定が下されるまで、ステップS11〜S16の処理を繰り返し行わせる。
一方、ステップS16の判定の結果、ピストン移動量Mvが移動量閾値Mvthに満たない旨の判定が下された場合(ステップS16の“Yes”参照)、ECU307は、処理の流れを次のステップS17へと進ませる。
ステップS17において、ECU307の判定部321は、ピストン移動量Mvが、時間の経過にかかわらず略一定であるか否かを判定する。
ステップS17の判定の結果、ピストン移動量Mvが時間の経過と共に変わっている旨の判定が下された場合(ステップS17の“No”参照)、ECU307は、処理の流れをステップS11へと戻し、ピストン移動量Mvが時間の経過にかかわらず略一定である旨の判定が下されるまで、ステップS11〜S17の処理を繰り返し行わせる。
一方、ステップS17の判定の結果、ピストン移動量Mvが移動量閾値Mvthに満たない旨の判定が下された場合(ステップS17の“Yes”参照)、ECU307は、処理の流れを次のステップS18へと進ませる。
ステップS18において、ECU307の判定部321は、トルク電流Iqの時間変化量IVが、所定の変化量閾値IVth以上であるか否かを判定する。
ステップS18の判定の結果、トルク電流Iqの時間変化量IVが変化量閾値IVthに満たない旨の判定が下された場合(ステップS18の“No”参照)、ECU307は、処理の流れをステップS11へと戻し、トルク電流Iqの時間変化量IVが変化量閾値IVth以上である旨の判定が下されるまで、ステップS11〜S18の処理を繰り返し行わせる。
一方、ステップS18の判定の結果、トルク電流Iqの時間変化量IVが変化量閾値IVth以上である旨の判定が下された場合(ステップS18の“Yes”参照)、ECU307は、処理の流れを次のステップS19へと進ませる。
ステップS19において、ECU307の判定部321は、モータシリンダ装置16が異常状態(動力伝達機構74がロック異常に陥っている蓋然性が高い)にある旨の判定を下す。
ステップS20において、ECU307は、モータシリンダ装置16を含む車両用制動力発生装置10の動作を安全側に制御(フェールセイフ制御)する処理を実行する。具体的には、ECU307は、動力伝達機構74がロック異常に陥っている蓋然性が高いとみなして、バイ・ワイヤ式のブレーキシステムに代えて、既存の油圧式のブレーキシステムをアクティブにする、フェィルセーフ制御を実行する。
〔稼働状態判定処理の詳細な説明〕
次に、本発明の実施形態に係る車両用制動力発生装置10が実行する稼働状態判定処理について、図5Aおよび図5Bを参照して詳細に説明する。図5Aは、トルク電流Iqとブレーキ液圧BPpとの関係を、正常判定領域または異常判定領域に対応付けて表す説明図である。図5Bは、モータシリンダ装置16の正常時および異常時におけるトルク電流Iqとピストン移動量Mvとの関係を表す説明図である。
次に、本発明の実施形態に係る車両用制動力発生装置10が実行する稼働状態判定処理について、図5Aおよび図5Bを参照して詳細に説明する。図5Aは、トルク電流Iqとブレーキ液圧BPpとの関係を、正常判定領域または異常判定領域に対応付けて表す説明図である。図5Bは、モータシリンダ装置16の正常時および異常時におけるトルク電流Iqとピストン移動量Mvとの関係を表す説明図である。
モータシリンダ装置16の異常状態としては、大きくふたつを想定している。第1の異常状態は、減速歯車への異物の噛み込みを含む動力伝達機構74での固着(以下、単にロックという場合がある。)である。また、第2の異常状態は、ブレーキ液漏れ(以下、単にリークという場合がある。)である。リークには、第1液圧系統70aおよび第2液圧系統70bのうち、いずれか一方の系統に生じる場合と、両者の系統に生じる場合とがある。本実施形態では、前記2つのモータシリンダ装置16の異常状態を適確に検知することができる。
モータシリンダ装置16の稼働状態が正常である場合には、トルク電流Iqが増大してゆくと、ブレーキ液圧BPpも増大してゆく傾向を示す(図5Aの正常判定領域参照)。また、トルク電流Iqが増大してゆくと、ピストン移動量Mvも増大してゆく傾向を示す。さらに、ピストン移動量Mvとブレーキ液圧BPpとの関係は、正の相関をもつ。そこで、トルク電流Iq、ブレーキ液圧BPp、ピストン移動量Mvの相互関係を経時的に監視することで、モータシリンダ装置16の稼働状態が正常であることを検知することができる。
これに対し、モータシリンダ装置16の稼働状態がロック異常の場合には、減速歯車を含む動力伝達機構74が、電動モータ72の駆動力を第1および第2スレーブピストン88a,88bに伝達しない。そのため、トルク電流Iqが増大しても、ブレーキ液圧BPpは略一定の値を維持する傾向を示す(図5Aの異常判定領域参照)。同様に、トルク電流Iqが増大しても、ピストン移動量Mvは略一定の値を維持する傾向を示す(図5Bのロック異常時の特性線図参照)。
なお、図5Bのロック異常時の特性線図では、ピストン移動量Mvがブレーキ液圧縮方向の側に進行している途中(図5Bのピストン移動量Mv1参照)でロック異常が生じた例を示している。
なお、図5Bのロック異常時の特性線図では、ピストン移動量Mvがブレーキ液圧縮方向の側に進行している途中(図5Bのピストン移動量Mv1参照)でロック異常が生じた例を示している。
そこで、トルク電流Iqを増大させたときの、ブレーキ液圧BPpまたはピストン移動量Mvの推移を監視することで、モータシリンダ装置16にロック異常が生じたことを検知することができる。
また、モータシリンダ装置16の稼働状態がリーク異常の場合には、ブレーキ液を媒介した油圧回路それ自体が作動しない。そのため、トルク電流Iqが増大しても、ブレーキ液圧BPpは低く抑制された状態を維持する傾向を示す(図5Aの異常判定領域参照)。また、ピストン移動量Mvが増大しても、ブレーキ液圧BPpは低く抑制された状態を維持する傾向を示す。
なお、第1液圧系統70aおよび第2液圧系統70bのうち、いずれか一方の系統のみにリークが生じた場合には、トルク電流Iqが増大しても、ブレーキ液圧BPpは低く抑制された状態を維持する傾向を示す。また、第1液圧系統70aおよび第2液圧系統70bのうち、両者の系統にリークが生じた場合には、電動モータ72を駆動させる際の抗力となる負荷は、第1および第2のリターンスプリング96a,96bのばね力のみとなる。かかる場合には、トルク電流Iqと、ブレーキ液圧BPとの関係は、トルク電流Iqが増大せず、かつ、ブレーキ液圧BPp,BPhは共に低く抑制された状態を維持する傾向を示す。
そこで、トルク電流Iqまたはピストン移動量Mvを増大させたときの、ブレーキ液圧BPの推移を監視することで、モータシリンダ装置16にリーク異常が生じたことを検知することができる。
なお、もうひとつのモータシリンダ装置16の異常状態として、液圧異常をあげることができる。液圧異常とは、電動モータ72を戻し方向(ブレーキ液の圧縮方向とは逆の方向)に駆動した際に、ブレーキ液圧BPpが生じる状態(図5Aの液圧異常判定領域参照)をいう。モータシリンダ装置16の正常状態では、電動モータ72を前記戻し方向に駆動した際に、ブレーキ液圧BPpは生じない。
そこで、トルク電流(戻し方向の電流値に、負記号を付して表す)Iq、および、ブレーキ液圧BPpの相互関係を経時的に監視することで、モータシリンダ装置16の稼働状態が液圧異常に陥っているか否かを検知することができる。
図5Aに示す領域331は、トルク電流Iqに対してブレーキ液圧BPpが高い領域である。例えばVSA装置18の作動時に、トルク電流Iqとブレーキ液圧BPpとの関係が、この領域331に属することが想定される。また、仮に異常状態に起因して、トルク電流Iqとブレーキ液圧BPpとの関係がこの領域331に属する場合であっても、ブレーキ液圧BPpが高いため、マスタシリンダ34によるバックアップを受けて制動機能を維持することができる。このため、この領域331は、異常判定領域から除外する。
〔本発明の実施形態に係る車両用制動力発生装置10の作用効果〕
次に、本発明の実施形態に係る車両用制動力発生装置10の作用効果について説明する。
第1の観点に関する車両用制動力発生装置10は、シリンダ部(シリンダ)76、第1および第2スレーブピストン(ピストン)88a,88b、並びに、減速歯車を含む動力伝達機構74を介してピストン88a,88bを駆動する電動モータ72を有し、運転者によるブレーキペダル(制動操作部材)12の操作量に従って電動モータ72が駆動されると、当該駆動力を受けてシリンダ部(シリンダ)76に対してピストン88a,88bが動力伝達機構74を介してブレーキ液の圧縮方向の側に移動することで、ブレーキペダル(制動操作部材)12の操作量に応じたブレーキ液圧を発生させるモータシリンダ装置(電動液圧発生部)16と、電動モータ72に係るトルク電流Iq(モータ電流)を取得するモータ電流取得部315と、シリンダ部(シリンダ)76に生じるブレーキ液圧を取得するブレーキ液圧取得部317と、シリンダ部(シリンダ)76に対するピストン88a,88bのブレーキ液の圧縮方向の側への移動量Mvを取得する移動量取得部319と、モータシリンダ装置(電動液圧発生部)16の稼働状態を判定する判定部321と、を備える。
次に、本発明の実施形態に係る車両用制動力発生装置10の作用効果について説明する。
第1の観点に関する車両用制動力発生装置10は、シリンダ部(シリンダ)76、第1および第2スレーブピストン(ピストン)88a,88b、並びに、減速歯車を含む動力伝達機構74を介してピストン88a,88bを駆動する電動モータ72を有し、運転者によるブレーキペダル(制動操作部材)12の操作量に従って電動モータ72が駆動されると、当該駆動力を受けてシリンダ部(シリンダ)76に対してピストン88a,88bが動力伝達機構74を介してブレーキ液の圧縮方向の側に移動することで、ブレーキペダル(制動操作部材)12の操作量に応じたブレーキ液圧を発生させるモータシリンダ装置(電動液圧発生部)16と、電動モータ72に係るトルク電流Iq(モータ電流)を取得するモータ電流取得部315と、シリンダ部(シリンダ)76に生じるブレーキ液圧を取得するブレーキ液圧取得部317と、シリンダ部(シリンダ)76に対するピストン88a,88bのブレーキ液の圧縮方向の側への移動量Mvを取得する移動量取得部319と、モータシリンダ装置(電動液圧発生部)16の稼働状態を判定する判定部321と、を備える。
第1の観点に関する車両用制動力発生装置10では、判定部321は、電動モータ72がブレーキペダル(制動操作部材)12の操作量に従って駆動された際に、トルク電流Iq(モータ電流)とブレーキ液圧BPとの関係が、正の相関を有して所定の幅をもつ正常判定領域から外れた異常判定領域に属し、かつ、移動量Mvが所定の移動量閾値(リーク異常の判別を考慮して予め適宜設定される。)Mvthに満たない場合に、モータシリンダ装置(電動液圧発生部)16が異常状態にある旨の判定を下す。
トルク電流Iq(モータ電流)とブレーキ液圧BPとの関係が、異常判定領域に属する場合には、例えば、ロック異常やリーク異常に陥っている蓋然性が高い。また、移動量Mvが移動量閾値Mvthに満たない場合には、油圧回路が正常に働いており、リーク異常を生じていない可能性が高い。
第1の観点に関する車両用制動力発生装置10によれば、ブレーキ液漏れ(リーク異常)が発生している場合であっても、減速歯車への異物の噛み込みを含む動力伝達機構74での固着(ロック異常)を速やかに検知することができる。
また、第1の観点に関する車両用制動力発生装置10では、判定部321は、移動量Mvが略一定の場合に、モータシリンダ装置(電動液圧発生部)16が異常状態にある旨の判定を下す、構成を採用してもよい。
第1の観点に関する車両用制動力発生装置10において、移動量Mvが略一定の場合には、ロック異常に陥っている蓋然性が高い。例えば、トルク電流Iq(モータ電流)の増大にかかわらず移動量Mvが略一定となるのは、ロック異常時の典型的な症状だからである。したがって、第1の観点に関する車両用制動力発生装置10によれば、ロック異常を適確かつ速やかに検知することができる。
また、第1の観点に関する車両用制動力発生装置10では、判定部321は、電動モータ72がブレーキペダル(制動操作部材)12の操作量に従って駆動された際に、トルク電流Iq(モータ電流)の時間変化量IVが所定の変化量閾値(ロック異常の判別を考慮して予め適宜設定される。)IVth以上の場合に、モータシリンダ装置(電動液圧発生部)16が異常状態にある旨の判定を下す、構成を採用してもよい。
第1の観点に関する車両用制動力発生装置10において、電動モータ72がブレーキペダル(制動操作部材)12の操作量に従って駆動された際に、トルク電流Iq(モータ電流)の時間変化量IVが所定の変化量閾値IVth以上の場合には、ロック異常に陥っている蓋然性が高い。例えば、前記のように電動モータ72が駆動された際に、トルク電流Iq(モータ電流)の時間変化量IVが所定の変化量閾値IVth以上となるのは、ロック異常時の典型的な症状だからである。
したがって、第1の観点に関する車両用制動力発生装置10によれば、リーク異常が発生している場合であっても、ロック異常を適確かつ速やかに検知することができる。
また、第1の観点に関する車両用制動力発生装置10では、異常判定領域は、ブレーキ液圧BPが所定の液圧閾値(ロック異常やリーク異常の判別を考慮して予め適宜設定される。)BPth(図5A参照)に満たない領域である、構成を採用してもよい。
第1の観点に関する車両用制動力発生装置10において、判定部321は、電動モータ72がブレーキペダル(制動操作部材)12の操作量に従って駆動された際に、トルク電流Iq(モータ電流)とブレーキ液圧BPとの関係が、前記の異常判定領域に属し、かつ、移動量Mvが所定の移動量閾値Mvthに満たない場合に、モータシリンダ装置(電動液圧発生部)16が異常状態にある旨の判定を下す。
したがって、第1の観点に関する車両用制動力発生装置10によれば、ロック異常およびリーク異常を適確かつ速やかに検知することができる。
一方、第2の観点に関する車両用制動力発生装置10は、シリンダ部(シリンダ)76、第1および第2スレーブピストン(ピストン)88a,88b、並びに、減速歯車を含む動力伝達機構74を介してピストン88a,88bを駆動する電動モータ72を有し、運転者によるブレーキペダル(制動操作部材)12の操作量に従って電動モータ72が駆動されると、当該駆動力を受けてシリンダ部(シリンダ)76に対してピストン88a,88bが動力伝達機構74を介してブレーキ液の圧縮方向の側に移動することで、ブレーキペダル(制動操作部材)12の操作量に応じたブレーキ液圧を発生させるモータシリンダ装置(電動液圧発生部)16と、電動モータ72に係るトルク電流Iq(モータ電流)を取得するモータ電流取得部315と、シリンダ部(シリンダ)76に対するピストン88a,88bのブレーキ液の圧縮方向の側への移動量Mvを取得する移動量取得部319と、モータシリンダ装置(電動液圧発生部)16の稼働状態を判定する判定部321と、を備える。
第2の観点に関する車両用制動力発生装置10では、判定部321は、電動モータ72がブレーキペダル(制動作部材)12の操作量に従って駆動された際に、トルク電流Iq(モータ電流)の時間変化量IVが変化量閾値IVth以上、かつ、移動量Mvが略一定の場合に、モータシリンダ装置(電動液圧発生部)16が異常状態にある旨の判定を下す。
第2の観点に関する車両用制動力発生装置10において、電動モータ72がブレーキペダル(制動操作部材)12の操作量に従って駆動された際に、トルク電流Iq(モータ電流)の時間変化量IVが所定の変化量閾値IVth以上の場合には、ロック異常に陥っている蓋然性が高い。例えば、前記のように電動モータ72が駆動された際に、トルク電流Iq(モータ電流)の時間変化量IVが所定の変化量閾値IVth以上となるのは、ロック異常時の典型的な症状だからである。
また、第2の観点に関する車両用制動力発生装置10において、電動モータ72がブレーキペダル(制動操作部材)12の操作量に従って駆動された際に、移動量Mvが略一定の場合には、ロック異常に陥っている蓋然性が高い。例えば、トルク電流Iq(モータ電流)の増大にかかわらず移動量Mvが略一定となるのは、ロック異常時の典型的な症状だからである。
したがって、第2の観点に関する車両用制動力発生装置10によれば、ロック異常をより適確に検知することができる。その結果、バイ・ワイヤ式ブレーキシステムの信頼性を格段に向上することができる。
さらに、第3の観点に関する車両用制動力発生装置10は、シリンダ部(シリンダ)76、第1および第2スレーブピストン(ピストン)88a,88b、並びに、減速歯車を含む動力伝達機構74を介してピストン88a,88bを駆動する電動モータ72を有し、運転者によるブレーキペダル(制動操作部材)12の操作量に従って電動モータ72が駆動されると、当該駆動力を受けてシリンダ部(シリンダ)76に対してピストン88a,88bが動力伝達機構74を介してブレーキ液の圧縮方向の側に移動することで、ブレーキペダル(制動操作部材)12の操作量に応じたブレーキ液圧を発生させるモータシリンダ装置(電動液圧発生部)16と、電動モータ72に係るトルク電流Iq(モータ電流)を取得するモータ電流取得部315と、シリンダ部(シリンダ)76に対するピストン88a,88bのブレーキ液の圧縮方向の側への移動量Mvを取得する移動量取得部319と、モータシリンダ装置(電動液圧発生部)16の稼働状態を判定する判定部321と、を備える。
第3の観点に関する車両用制動力発生装置10では、判定部321は、電動モータ72がブレーキペダル(制動操作部材)12の操作量に従って駆動された際に、トルク電流Iq(モータ電流)の時間変化量IVが変化量閾値IVth以上、かつ、移動量Mvが所定の移動量閾値Mvth以上で略一定の場合に、モータシリンダ装置(電動液圧発生部)16が異常状態にある旨の判定を下す。
第3の観点に関する車両用制動力発生装置10において、電動モータ72がブレーキペダル(制動操作部材)12の操作量に従って駆動された際に、トルク電流Iq(モータ電流)の時間変化量IVが変化量閾値IVth以上の場合には、ロック異常に陥っている蓋然性が高い。例えば、前記のように電動モータ72が駆動された際に、トルク電流Iq(モータ電流)の時間変化量IVが所定の変化量閾値IVth以上となるのは、ロック異常時の典型的な症状だからである。
また、第3の観点に関する車両用制動力発生装置10において、電動モータ72がブレーキペダル(制動操作部材)12の操作量に従って駆動された際に、移動量Mvが所定の移動量閾値Mvth以上で略一定の場合には、前記と同様にロック異常に陥っている蓋然性が高い。例えば、トルク電流Iq(モータ電流)の増大にかかわらず移動量Mvが移動量閾値Mvth以上で略一定となるのは、ロック異常時の典型的な症状だからである。
したがって、第3の観点に関する車両用制動力発生装置10によれば、ロック異常をより適確に検知することができる。その結果、バイ・ワイヤ式ブレーキシステムの信頼性を格段に向上することができる。
〔その他の実施形態〕
以上説明した複数の実施形態は、本発明の具現化の例を示したものである。したがって、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならない。本発明はその要旨またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形態で実施することができるからである。
以上説明した複数の実施形態は、本発明の具現化の例を示したものである。したがって、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならない。本発明はその要旨またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形態で実施することができるからである。
〔第1および第2参考例の開示〕
次に、第1および第2参考例について、図面を参照して説明する。図5Cは、ストロークセンサの正常時および異常時におけるペダルストローク量に対するブレーキ液圧の関係を表す説明図である(第1参考例)。図5Dは、トルク電流と指令電圧との関係を、正常判定領域または異常判定領域に対応付けて表す説明図である(第2参考例)。
なお、第1および第2参考例のそれぞれは、本発明の実施形態に係る車両用制動力発生装置10と共通の構成部分を有する。そこで、第1および第2参考例と、本発明の実施形態に係る車両用制動力発生装置10との相違部分をそれぞれ説明することで、第1および第2参考例の説明に代えることとする。
次に、第1および第2参考例について、図面を参照して説明する。図5Cは、ストロークセンサの正常時および異常時におけるペダルストローク量に対するブレーキ液圧の関係を表す説明図である(第1参考例)。図5Dは、トルク電流と指令電圧との関係を、正常判定領域または異常判定領域に対応付けて表す説明図である(第2参考例)。
なお、第1および第2参考例のそれぞれは、本発明の実施形態に係る車両用制動力発生装置10と共通の構成部分を有する。そこで、第1および第2参考例と、本発明の実施形態に係る車両用制動力発生装置10との相違部分をそれぞれ説明することで、第1および第2参考例の説明に代えることとする。
第1参考例に係る車両用制動力発生装置において、仮に、ストロークセンサ305のストローク検出部に異常が生じると、運転者によるブレーキペダル12の操作量(ストローク量)に係る検出値を、ECU307に供給することができなくなる。その結果、バイ・ワイヤ式のブレーキシステムを正常に動作させることができなくなってしまう。
そこで、第1参考例では、ストロークセンサ305の異常状態を検知するために、以下に述べる構成を採用している。
そこで、第1参考例では、ストロークセンサ305の異常状態を検知するために、以下に述べる構成を採用している。
前提として、ストロークセンサ305の稼働状態が正常である場合において、圧力センサPmのブレーキ液圧BPmと、ペダルストローク量Psとは、一方が増大すれば他方も増大する正の相関関係を示す(図5Cの正常時における特性線図(一点鎖線)参照)。
これに対し、ストロークセンサ305の検出部に異常が生じた場合には、例えば、運転者によるブレーキペダル12の操作量(ストローク量)に係る検出値が不変状態に陥る。そのため、ブレーキ液圧BPmが増大しても、ペダルストローク量Psは略一定の値を維持する傾向を示す。
なお、図5Cの異常時における特性線図(実線)では、ペダルストローク量Psがブレーキ液圧縮方向の側に進行している途中(図5Cのペダルストローク量Ps1参照)でストロークセンサ305の検出部に異常が生じた例を示している。
なお、図5Cの異常時における特性線図(実線)では、ペダルストローク量Psがブレーキ液圧縮方向の側に進行している途中(図5Cのペダルストローク量Ps1参照)でストロークセンサ305の検出部に異常が生じた例を示している。
したがって、第1参考例に係る車両用制動力発生装置によれば、ペダルストローク量Psに対するブレーキ液圧BPmの相互関係を経時的に監視することで、ストロークセンサ305の稼働状態が正常であるか否かを検知することができる。
次に、第2参考例について説明する。第2参考例に係る車両用制動力発生装置において、仮に、モータシリンダ装置16における電動モータ72の給電線や信号線に断線異常が生じると、電動モータ72の駆動力を第1および第2スレーブピストン88a,88bに伝達することができなくなる。その結果、バイ・ワイヤ式のブレーキシステムを正常に動作させることができなくなってしまう。
そこで、第2参考例では、モータシリンダ装置16における電動モータ72に係る断線異常を検知するために、以下に述べる構成を採用している。
そこで、第2参考例では、モータシリンダ装置16における電動モータ72に係る断線異常を検知するために、以下に述べる構成を採用している。
前提として、モータシリンダ装置16における電動モータ72に断線が生じていない正常時には、電動モータ72のトルク電流Iqと指令電圧Vqとは、基本的には、一方が増大すれば他方も増大する正の相関関係を示す(図5Dの正常判定領域に属する特性線図参照)。なお、指令電圧Vqとしては、車載バッテリの電圧変動を考慮して適宜補正を施した電圧値を採用してもよい。
これに対し、モータシリンダ装置16における電動モータ72に断線が生じた異常時には、例えば、運転者によるブレーキペダル12の操作量(ストローク量)に係る検出値が不変状態に陥る。そのため、指令電圧Vqが増大しているにもかかわらず、トルク電流Iqがさほど増大しない傾向を示す(図5Dの異常判定領域に属する特性線図参照)。
したがって、第2参考例に係る車両用制動力発生装置によれば、電動モータ72のトルク電流Iqと指令電圧Vqとの相互関係を経時的に監視することで、モータシリンダ装置16における電動モータ72に断線異常が生じたか否かを検知することができる。
なお、第2参考例に係る車両用制動力発生装置において、電動モータ72のトルク電流Iqと指令電圧Vqとの相互関係が異常判定領域に属することに加えて、第1および第2スレーブピストン88a,88bが保持状態にあり、かつ、電動モータ72の給電線や信号線に係る電流値がゼロであることを、前記の断線異常が生じたか否かを検知するための条件として設定してもよい。このように構成すれば、モータシリンダ装置16における電動モータ72に断線異常が生じたか否かを、より適確に検知することができる。
最後に、本発明の実施形態に係る車両用制動力発生装置10と、前記の第1または第2参考例に係る車両用制動力発生装置との関係について説明する。
本発明の実施形態に係る車両用制動力発生装置10は、第1参考例に係る車両用制動力発生装置において、ストロークセンサ305の稼働状態が正常である旨の判断が下された場合に、モータシリンダ装置(電動液圧発生部)16の稼働状態を判定する構成を採用してもよい。
また、本発明の実施形態に係る車両用制動力発生装置10は、第2参考例に係る車両用制動力発生装置において、モータシリンダ装置16における電動モータ72に断線異常が生じていない旨の判断が下された場合に、モータシリンダ装置(電動液圧発生部)16の稼働状態を判定する構成を採用してもよい。
さらに、本発明の実施形態に係る車両用制動力発生装置10は、第1参考例に係る車両用制動力発生装置において、ストロークセンサ305の稼働状態が正常である旨の判断が下され、かつ、第2参考例に係る車両用制動力発生装置において、モータシリンダ装置16における電動モータ72に断線異常が生じていない旨の判断が下された場合に、モータシリンダ装置(電動液圧発生部)16の稼働状態を判定する構成を採用してもよい。
本発明の実施形態に係る車両用制動力発生装置10は、第1参考例に係る車両用制動力発生装置において、ストロークセンサ305の稼働状態が正常である旨の判断が下された場合に、モータシリンダ装置(電動液圧発生部)16の稼働状態を判定する構成を採用してもよい。
また、本発明の実施形態に係る車両用制動力発生装置10は、第2参考例に係る車両用制動力発生装置において、モータシリンダ装置16における電動モータ72に断線異常が生じていない旨の判断が下された場合に、モータシリンダ装置(電動液圧発生部)16の稼働状態を判定する構成を採用してもよい。
さらに、本発明の実施形態に係る車両用制動力発生装置10は、第1参考例に係る車両用制動力発生装置において、ストロークセンサ305の稼働状態が正常である旨の判断が下され、かつ、第2参考例に係る車両用制動力発生装置において、モータシリンダ装置16における電動モータ72に断線異常が生じていない旨の判断が下された場合に、モータシリンダ装置(電動液圧発生部)16の稼働状態を判定する構成を採用してもよい。
10 車両用制動力発生装置
12 ブレーキペダル(制動操作部材)
16 モータシリンダ装置(電動液圧発生部)
72 電動モータ
74 動力伝達機構
76 シリンダ部(シリンダ)
88a 第1スレーブピストン(ピストン)
88b 第2スレーブピストン(ピストン)
315 モータ電流取得部
317 ブレーキ液圧取得部
319 移動量取得部
321 判定部
Pm,Pp,Ph 圧力センサ
Iq トルク電流(モータ電流)
12 ブレーキペダル(制動操作部材)
16 モータシリンダ装置(電動液圧発生部)
72 電動モータ
74 動力伝達機構
76 シリンダ部(シリンダ)
88a 第1スレーブピストン(ピストン)
88b 第2スレーブピストン(ピストン)
315 モータ電流取得部
317 ブレーキ液圧取得部
319 移動量取得部
321 判定部
Pm,Pp,Ph 圧力センサ
Iq トルク電流(モータ電流)
Claims (6)
- シリンダおよびピストン、並びに、減速歯車を含む動力伝達機構を介して前記ピストンを駆動する電動モータを有し、制動操作部材の操作量に従って前記電動モータが駆動されると、当該駆動力を受けて前記シリンダに対して前記ピストンが前記動力伝達機構を介してブレーキ液の圧縮方向の側に移動することで、前記制動操作部材の操作量に応じたブレーキ液圧を発生させる電動液圧発生部と、
前記電動モータに係るモータ電流を取得するモータ電流取得部と、
前記シリンダに生じるブレーキ液圧を取得するブレーキ液圧取得部と、
前記シリンダに対する前記ピストンの前記ブレーキ液の圧縮方向の側への移動量を取得する移動量取得部と、
前記電動液圧発生部の稼働状態を判定する判定部と、
を備え、
前記判定部は、前記電動モータが前記制動操作部材の操作量に従って駆動された際に、前記モータ電流と前記ブレーキ液圧との関係が、正の相関を有して所定の幅をもつ正常判定領域から外れた異常判定領域に属し、かつ、前記移動量が所定の移動量閾値に満たない場合に、前記電動液圧発生部が異常状態にある旨の判定を下す、
ことを特徴とする車両用制動力発生装置。 - シリンダおよびピストン、並びに、減速歯車を含む動力伝達機構を介して前記ピストンを駆動する電動モータを有し、制動操作部材の操作量に従って前記電動モータが駆動されると、当該駆動力を受けて前記シリンダに対して前記ピストンが前記動力伝達機構を介してブレーキ液の圧縮方向の側に移動することで、前記制動操作部材の操作量に応じたブレーキ液圧を発生させる電動液圧発生部と、
前記電動モータに係るモータ電流を取得するモータ電流取得部と、
前記シリンダに対する前記ピストンの前記ブレーキ液の圧縮方向の側への移動量を取得する移動量取得部と、
前記電動液圧発生部の稼働状態を判定する判定部と、
を備え、
前記判定部は、前記電動モータが前記制動操作部材の操作量に従って駆動された際に、前記モータ電流の時間変化量が所定の変化量閾値以上、かつ、前記移動量が略一定の場合に、前記電動液圧発生部が異常状態にある旨の判定を下す、
ことを特徴とする車両用制動力発生装置。 - シリンダおよびピストン、並びに、減速歯車を含む動力伝達機構を介して前記ピストンを駆動する電動モータを有し、制動操作部材の操作量に従って前記電動モータが駆動されると、当該駆動力を受けて前記シリンダに対して前記ピストンが前記動力伝達機構を介してブレーキ液の圧縮方向の側に移動することで、前記制動操作部材の操作量に応じたブレーキ液圧を発生させる電動液圧発生部と、
前記電動モータに係るモータ電流を取得するモータ電流取得部と、
前記シリンダに対する前記ピストンの前記ブレーキ液の圧縮方向の側への移動量を取得する移動量取得部と、
前記電動液圧発生部の稼働状態を判定する判定部と、
を備え、
前記判定部は、前記電動モータが前記制動操作部材の操作量に従って駆動された際に、前記モータ電流の時間変化量が所定の変化量閾値以上、かつ、前記移動量が所定の移動量閾値以上で略一定の場合に、前記電動液圧発生部が異常状態にある旨の判定を下す、
ことを特徴とする車両用制動力発生装置。 - 請求項1に記載の車両用制動力発生装置であって、
前記判定部は、前記移動量が略一定の場合に、前記電動液圧発生部が異常状態にある旨の判定を下す、
ことを特徴とする車両用制動力発生装置。 - 請求項1に記載の車両用制動力発生装置であって、
前記判定部は、前記電動モータが前記制動操作部材の操作量に従って駆動された際に、前記モータ電流の時間変化量が所定の変化量閾値以上の場合に、前記電動液圧発生部が異常状態にある旨の判定を下す、
ことを特徴とする車両用制動力発生装置。 - 請求項1に記載の車両用制動力発生装置であって、
前記異常判定領域は、前記ブレーキ液圧が所定の液圧閾値に満たない領域であり、
前記判定部は、前記電動モータが前記制動操作部材の操作量に従って駆動された際に、前記モータ電流と前記ブレーキ液圧との関係が、前記異常判定領域に属し、かつ、前記移動量が所定の移動量閾値に満たない場合に、前記電動液圧発生部が異常状態にある旨の判定を下す、
ことを特徴とする車両用制動力発生装置。
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