JP2020513376A - 車両制動システム及び方法 - Google Patents

Abstract

車両制動システムは、ブレーキペダル（３２）と、マスタシリンダ（２８）と、入力構成要素と出力構成要素とを有する電子制御式ブースタ（Ｂ）であって、ドライバ供給入力力と当該電子制御式ブースタによって供給されるブースト力とを合成するマスタシリンダに入力力を供給するように構成された電子制御式ブースタ（Ｂ）とを含む。ホイールシリンダ（３６）は、マスタシリンダ（２８）の出口に流体連結されており、かつ、マスタシリンダへの入力力に比例するホイール制動力を供給するように動作可能である。ポンプ（６０−１、６０−２）は、補助ホイール制動力を供給するために、ホイールシリンダに流体をポンピングするように動作可能である。コントローラ（４０）は、補助ホイール制動力を供給するためにポンプが動作させられるハイドロリック制動アシストルーチンを起動するようにプログラムされている。コントローラは、ハイドロリック制動アシストルーチンの間、電子制御式ブースタによって供給されるブースト力を減少させるようにプログラムされている。

Description

背景技術
本発明は、車両制動システムに関する。特に、本発明は、電子制御式ブースタを備える車両制動システムと、車両制動システムの動作の間に電子制御式ブースタを制御する方法とに関する。

発明の概要
１つの態様において、本発明は、ブレーキペダルと、マスタシリンダと、ブレーキペダルに連結されている入力構成要素とマスタシリンダに連結されている出力構成要素とを有する電子制御式ブースタであって、入力構成要素によって供給されるドライバ供給入力力と当該電子制御式ブースタによって供給されるブースト力とを合成するマスタシリンダに入力力を供給するように構成された電子制御式ブースタとを含む車両制動システムを提供する。ホイールシリンダは、マスタシリンダの出口に流体連結されており、マスタシリンダへの入力力に比例するホイール制動力を供給するように動作可能である。ポンプは、補助ホイール制動力を供給するために、ホイールシリンダに流体をポンピングするように動作可能である。コントローラは、マスタシリンダ出口とホイールシリンダとが流体連通されている間に、補助ホイール制動力を供給するためにポンプが動作させられるハイドロリック制動アシストルーチンを起動するようにプログラムされている。コントローラは、ハイドロリック制動アシストルーチンの間、電子制御式ブースタによって供給されるブースト力を減少させるようにプログラムされている。

他の態様においては、本発明は、車両制動システムを動作させる方法を提供する。ブレーキペダルに連結された入力ロッドと、マスタシリンダに連結された出力ロッドとを有する電子制御式ブースタが準備される。ブレーキペダルによってブースタ入力ロッドに供給されるドライバ入力が検出される。ブースト力は、ドライバ入力によって供給される力を補うために電子制御式ブースタから供給され、これにより、ドライバ入力によって供給される力と、ブースト力とが合成されて、ブースタ出力ロッドによってマスタシリンダに加えられる総出力力が生成される。この総出力力は、圧媒液を介してマスタシリンダから少なくとも１つのホイールシリンダに伝達されて、車両制動力が供給される。ブレーキペダルへのドライバ入力は、緊急制動要求として識別される。ポンプは、緊急制動要求の識別に応じて、少なくとも１つのホイールシリンダに補助ホイール制動力を供給するために動作させられる。電子制御式ブースタは、補助ホイール制動力を供給するためのポンプの動作の間、ブースト力を減少させるように動作させられる。

本発明の他の態様は、詳細な説明及び添付の図面を考慮することによって明らかになるであろう。

本発明の一実施形態による車両制動システムの概略図である。 図１の車両制動システムのブレーキペダルとマスタシリンダとの間に動作可能に連結されている電子制御式ブースタの概略図である。

発明の詳細な説明
本発明の実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、その適用において、以下の説明に記載される又は以下の図面に示される構成部分の構成及び配置の詳細に限定されないことを理解されたい。本発明は、他の複数の具現化が可能であり、また、種々異なる方法により実施又は実行することが可能である。

車両制動システム２０は、図１に示されている。制動システム２０は、ホイール付き車両に設けられており、ホイールロックアップを回避し、かつ、緊急制動イベント又は低摩擦表面での制動下でのスキッドを回避するアンチロック制動機能の能力を有する。制動システム２０は、マスタシリンダ２８と複数のホイールシリンダ３６との間に、独立した複数のハイドロリック制動回路２６Ａ、２６Ｂを含む。以下においてさらに詳細に説明するように、マスタシリンダ２８を、ブースタＢと連係させ、ユーザが操作可能なブレーキペダル３２によって動作させることができる。制動回路２６Ａ、２６Ｂは、ハイドロリックユニット２４に物理的に設けられている。図示した構成において、制動回路２６Ａ、２６Ｂは、それぞれフロント／リア分割部分を形成し、前輪ＬＦ、ＲＦに接続された第１又は１次回路２６Ａと、後輪ＬＲ、ＲＲに接続された第２又は２次回路２６Ｂとを有する。ホイールシリンダ３６は、図１においてディスク制動システムのキャリパに組み込まれているように示されているが、他のタイプのハイドロリック制動システムをそれぞれのホイールに設けることが可能である。ハイドロリック制動回路は、ホイールシリンダ３６からの圧媒液圧の選択的なレリーフ（解放）を制御することができ、これにより、トラクション限界以下の制動力が維持される。ホイール速度、ペダル移動量、回路流体圧などを含めた入力情報を供給するために、複数のセンサが、制動システム２０のコントローラ４０に接続されており、これにより、コントローラ４０は、ハイドロリックユニット２４の動作を制御することができる。ハイドロリックユニット２４は、また、多くの同等のハードウェア構成要素が既に制動システム２０に備えられているため、車両の総合的な横滑り防止装置（ＥＳＰ electronic stability program）の一部として、制動力配分及び／又はトラクション制御を行うように構成することも可能である。ハイドロリックユニット２４は、アンチロック及び他の機能を備えた複数の自動車制動システムに使用することができるが、その適用は、これらのようなシステムに限定されない。

図１に示したように、１次ハイドロリック制動回路２６Ａは、マスタシリンダ２８（図２）の１次チャンバＣ_１の出口に流体連通された入口管路４４（マスタシリンダ２８の１次出口からの出口管路）を含む。入口管路４４は、パイロット弁４８（例えば、常時開の電磁制御２位置弁）と、高圧切換弁５２（例えば、常時閉の電磁制御２位置弁）と、圧力センサ５４とに連通している。パイロット弁４８の出口は、並列圧力管路５９上の対応する入口弁５８（例えば常時開の電磁制御２位置弁）を介して双方の前輪シリンダ３６に連結されている。それぞれの前輪シリンダ３６はまた、並列レリーフ管路６３上の対応する出口弁６２（例えば常時閉の電磁制御多位置弁）を介して、ポンプ６０−１の吸込側にも連結されている。ポンプ６０−１は、１つ又は複数のポンプエレメント（例えば３つのエレメント）を含んでいてもよい。出口弁６２は、トラクション限界を上回ると思われる又は上回る見込みのホイールシリンダ３６から圧力を抜くために、コントローラ４０により、種々異なる開位置間で制御可能である。アキュムレータ６４（例えば低圧アキュムレータ）は、出口弁６２とポンプ６０−１との間に並列に接続されており、流体がポンプ６０−１によって除去されて戻されるのに先立って、（複数の）出口弁６２からの流体を受け取って一時的に貯蔵するように構成されている。ポンプ６０−１は、モータ７０によって駆動される。モータ７０は、ブースタＢ並びに１次回路２６Ａ及び２次回路２６Ｂのすべての電磁制御弁と共に、コントローラ４０に電気的に接続可能である。

２次ハイドロリック制動回路２６Ｂは、マスタシリンダ２８（図２）の２次チャンバＣ_２の出口に流体連通されている入口管路８０（マスタシリンダ２８の２次出口からの出口管路）を含む。入口管路８０は、入口管路４４からは流体的に分離されており、これにより、１次回路２６Ａ及び２次回路２６Ｂは、それぞれ対応する（図示の構成において前車軸及び後車軸として分離されている）ホイールシリンダの組に別々に独立して制動を行うことができる。入口管路８０は、隔離弁８４（例えば常時開の電磁制御２位置弁）と連通している。隔離弁８４の出口は、並列圧力管路５９上の対応する入口弁５８（例えば常時開の電磁制御２位置弁）を介して、双方の後輪シリンダ３６に連結されている。それぞれの後輪シリンダ３６はまた、並列レリーフ管路６３上の対応する出口弁６２（例えば常時閉の電磁制御多位置弁）を介して、ポンプ６０−２の吸込側にも連結されている。ポンプ６０−２は、１つ又は複数のポンプエレメント（例えば３つのエレメント）を含んでいてもよい。出口弁６２は、トラクション限界を上回ると思われる又は上回る見込みのホイールシリンダ３６から圧力を抜くために、コントローラ４０により、種々異なる開位置間で制御可能である。ポンプ６０−２は、モータ７０によって駆動される（例えば１次制動回路２６Ａのポンプ６０−１と協働して駆動される）。ポンプ６０−２の圧力側は、戻り管路９０上の圧力制御調整弁８８（例えば常時閉の電子制御多位置弁）を介してマスタシリンダ２８のリザーバＲに接続されている。

マスタシリンダ２８に目を向けると、それぞれのチャンバＣ_１、Ｃ_２は、対応する第１ピストンＰ_１及び第２ピストンＰ_２によって制御される可変容積チャンバである。ブレーキペダル３２は、以下において説明する電子制御式ブースタであるブースタＢを介して第１ピストンＰ_１を動作させる。第２ピストンＰ_２は、第１ピストンＰ_１の移動によって間接的にのみ動作させられるフローティングピストンである。ブレーキペダル３２は、ここではブースタ入力ロッドと称されるロッド９４に連結されており、ロッド９４は、ブースタＢへの入力構成要素として使用され、連結は、それらの間に中間ブースタを有することなく直接的に行われる。第１ピストンＰ_１は、ここではブースタ出力ロッドと称されるロッド９５に連結されており、ロッド９５は、ブースタＢの出力構成要素として使用され、これにより、第１ピストンＰ_１は、ブースタ出力ロッド９５の移動に伴って移動する。ブースタＢは、閾値又は「カットイン」力を下回ると、ブレーキペダル３２の操作からの力が、付加的なブースト力なしにブースタ出力ロッド９５及び第１ピストンＰ_１に伝達され、カットイン力を上回ると、ブレーキペダル３２の操作からのブースタ出力ロッド９５に加わる力が、ブースタ出力ロッド９５及び第１ピストンＰ_１に伝達される全体的な力の一部のみを形成するように（残余はブースタＢによって供給されるため）構成されている。ブースタアシスト制動を適用するため、ブレーキペダル３２又はブースタ入力ロッド９４のストローク量が、ペダル移動量センサ７４によって検出されてコントローラ４０に通知される。対応するコントローラ出力は、ブースタＢに送信され、これにより、ブレーキペダル３２からの、ブースタ入力ロッド９４のドライバ供給力に加えるべき力が、出力ロッド９５に加えられる。通常動作の間、又は、車両制動システム２０の１次動作モードの間、ホイールシリンダ３６に目標制動力を実現し、従って、ドライバが作用させた力に比例する目標車両減速率を実現するために、ブースタＢは、ドライバがマスタシリンダ２８内に流体圧力を形成するのを積極的にアシストする。ブースタＢは、ドライバ供給力に対し、ブースタＢからマスタシリンダへの総出力力によって定められる、あらかじめ定められたブースト比を実現するために、あらかじめ定められたアルゴリズムに従って動作することができる。

図１に示したように、また、図２にさらに詳細に示すように、ブースタＢは、ブースタモータ９７と、伝達装置９８と、伝達装置９８を介してブースタモータ９７によって駆動可能なブースト本体部９９とを含む電気機械式ブースタであってよい。ブースト本体部９９は、ブースタ出力ロッド９５に連結されている。図２に示したようにブースト本体部９９は、弁本体部１００及びゴム弾性リアクションディスク１０２を介して出力ロッド９５に連結されていてよい。図示した構成において、伝達装置９８は、ブースタモータ９７の出力部に連結された駆動ねじと、ブースト本体部９９に形成された雄ねじ山とを含むが、他の配置構成は任意選択可能である。戻しばね９６は、ブースタ出力ロッド９５を、従ってブースト本体部９９をマスタシリンダ２８から離すようにバイアスさせる。カットインばね１０４は、ブースタ入力ロッド９４がブレーキペダル３２によって動作されていない場合に、弁本体部１００から離して初期位置又はホームポジションにブースタ入力ロッド９４をバイアスさせる。動作の通常モードにおいて、カットインばね１０４の変形により、ブースタ入力ロッド９４は、ゴム弾性リアクションディスク１０２の中心部分に接触することができ、ゴム弾性リアクションディスク１０２自体は、ブースタ出力ロッド９５に力を伝達する。その間に、ゴム弾性リアクションディスク１０２の外側の周囲部分は、ブースト本体部９９を介してブースタモータ９７によって駆動される弁本体部１００によって動作させられる。コントローラ４０は、弁本体部１００の移動が、ブースタ入力ロッド９４の移動に追従する又はこれを追跡するようにプログラム可能である。従って、ブースタＢのブースト比は、リアクションディスク１０２の動作領域の比によって定めることが可能である。動作のバックアップ又はフェイルセーフモードにおいて、ブースタＢは、マスタシリンダ２８の動作をアシストするように動作することはできず、ブースタ入力ロッド９４は、弁本体部１００に接触して、弁本体部１００を介して少なくとも部分的にブースタ出力ロッド９５を動作させる。

以下に説明するように、コントローラ４０は、制動アシストルーチンの間に、ブースタ加力に対するブレーキペダル加力の比が調整されるように（即ち、ブースタ加力を減少させるように）ブースタＢを制御するようにプログラム可能であり、これにより、第１マスタシリンダチャンバＣ_１に実質的な圧力低下が発生した場合であっても、ペダル反力の変化をドライバが知覚できないようにする。ブレーキペダル３２をドライバが操作すると、コントローラ４０は、ブレーキペダル３２がどの位の距離で操作されたかを特定し、また、どの位の速さで入力がブレーキペダル３２に供給されたかも特定する。これらの値は、ブレーキペダル３２とブースタ入力ロッド９４とが、あらかじめ定められる運動学的な関係を有するため、ペダル移動量センサ７４によってブースタ入力ロッド９４の位置又は移動量を観察することによって特定することが可能である。コントローラ４０はまた、マスタシリンダ２８若しくは回路２６Ａ、２６Ｂ内の流体圧、又は、車両に設けられている衝突回避センサを含めた他の入力若しくはファクタを考慮することも可能であるが、これらには限定されない。これらの入力のうちのいくつか又はすべてに基づき、コントローラ４０は、ハイドロリック制動アシストルーチンの実現の必要性を識別し、かつ、ハイドロリック制動アシストルーチンを起動するようにプログラムされており、ここでは、ポンプ６０−１は、マスタシリンダチャンバＣ_１と、第１回路２６Ａの対応するホイールシリンダ３６とが流体連通される間に動作させられる。１つの態様において、ハイドロリック制動アシストルーチンは、コントローラ４０がドライバのブレーキ要求を緊急制動要求であると識別し、さらにその一方で、最大の制動力及び減速を実現するために、ブーストを伴ったとしてもドライバの入力が十分でないことを識別する場合に、起動されることが可能である。従って、ハイドロリック制動アシストルーチンは、最大の制動力及び減速を実現するために、ポンプ６０−１を動作させることにより、通常の制動をアシストする。構成によっては、コントローラ４０により、ブースタＢからマスタシリンダ２８への出力が、アンチロック制動動作を起動し得るか否かを計算することができ、コントローラ４０により、これが起動されないことが特定される場合、コントローラ４０は、ハイドロリック制動アシストルーチンを起動して、車両制動システム２０をアンチロック制動動作にすることが可能である。他の構成においては、所与のマスタシリンダ圧力又はホイールシリンダ力に対して制動トルクが減少される「フェード」（即ち、過熱によるブレーキライニングの相互摩擦の減少）を制動システム２０が受けた場合に、ハイドロリック制動アシストルーチンを起動することが可能である。

ハイドロリック制動アシストルーチンの間にポンプ６０−１が動作させられる場合、第１回路２６Ａのポンプ６０−１は、流体リザーバＲと直接連通されていないため、流体は、マスタシリンダチャンバＣ_１からポンプ６０−１の吸込側に抜き出される。従って、ハイドロリック制動アシストルーチンは、チャンバＣ_１内の流体圧力を減少させ、この減少自体は、マスタシリンダ２８内の流体からブースタ出力ロッド９５に加えられる反力Ｆ_ＴＭＣを減少させる。また、ホイールシリンダ３６に供給するために流体がポンプ６０−１によって排出されるため、ブースタ出力ロッド９５をマスタシリンダ２８内にさらに前進させることも可能である。ブースタ出力ロッド９５に加えられる反力Ｆ_ＯＵＴも、ハイドロリック制動アシストルーチンに応答して低下する。対抗手段を講じなければ、これにより、結果的にブースタ入力ロッド９４からブレーキペダル３２への反力（図２の入力力Ｆ_ＩＮと大きさが等しくかつ逆向きの力）が突然に低下することになり、このことは、ドライバが制動をしていない又はブレーキペダル３２とのコンタクトが失われたという印象をドライバに与える。ドライバによってはまた、自身が制動をしていないのにもかかわらず、ブレーキアシストが動作したままであるという印象を有することもある。入力力Ｆ_ＩＮ及びブレーキペダル３２への対応する反力を、対応して減少させることなく、マスタシリンダ２８とブースタ出力ロッド９５との間で力Ｆ_ＴＭＣ、Ｆ_ＯＵＴの必要な減少を調整するために、コントローラ４０は、ブースト力Ｆ_{ＢＯＯＳＴ}を減少するようにプログラムされる。

ブースト力の減少は、マスタシリンダ２８内の圧力低下に対応するように計算することができ、これにより、ドライバは、ブレーキペダル３２を押し下げ続けるため、ハイドロリック制動アシストルーチンが、ドライバに知覚されることはない。このようにして、ドライバによって供給される総出力力Ｆ_ＯＵＴの相対的な割合は、実際に増加する。マスタシリンダへの総出力に対してドライバがより責任を負うようにすることにより、ブレーキペダルが回路２６Ａに連結されたままであっても、ブレーキペダル３２の感覚に影響を及ぼすことなく、ブースト減少を介して、ハイドロリック制動アシストルーチンは、回路２６Ａの流体圧を操作することができる。これにより、ハイドロリック制動アシストルーチンの間のドライバの信頼及び満足と、全体的なドライバ体験とを改善させることができる。コントローラ４０は、あらかじめ定めた範囲又は閾値内で、マスタシリンダの圧力減少に比例してブースト力を減少させるようにプログラムすることができ、これにより、ハイドロリック制動アシストルーチンの間にブースト力が減少され得る量に有限の限界又は上限が設けられる。この限界により、いかなる状況においても、ブレーキペダル３２へのドライバ入力に反して、ブースタＢが動作しないことを保証することができる。

本発明の種々異なる特徴及び利点は、以下の特許請求の範囲に記載される。

Claims (18)

1. 車両制動システムであって、
   ブレーキペダルと、
   マスタシリンダと、
   前記ブレーキペダルに連結された入力構成要素と前記マスタシリンダに連結された出力構成要素とを有する電子制御式ブースタであって、前記入力構成要素によって供給されるドライバ供給入力力と当該電子制御式ブースタによって供給されるブースト力とを合成するマスタシリンダに入力力を供給するように構成された電子制御式ブースタと、
   前記マスタシリンダの出口に流体連結されており、かつ、前記マスタシリンダへの前記入力力に比例するホイール制動力を供給するように動作可能なホイールシリンダと、
   補助ホイール制動力を供給するために前記ホイールシリンダに流体をポンピングするように動作可能なポンプと、
   マスタシリンダ出口と前記ホイールシリンダとが流体連通されている間に、前記補助ホイール制動力を供給するために前記ポンプが動作させられるハイドロリック制動アシストルーチンを起動するようにプログラムされているコントローラと、
   を備えており、
   前記コントローラは、前記ハイドロリック制動アシストルーチンの間、前記電子制御式ブースタによって供給される前記ブースト力を減少させるようにプログラムされている、
   車両制動システム。
2. 前記ブレーキペダルの操作の速度及び量のうちの１つ又は両方に基づいて緊急制動が要求されていること、及び、
   前記マスタシリンダへの前記入力力が、減速を最大化するのに十分でないこと
   が識別された場合に、前記コントローラは、前記ハイドロリック制動アシストルーチンを起動するようにプログラムされている、請求項１に記載の車両制動システム。
3. 前記電子制御式ブースタの前記出力構成要素は、前記ブースト力を受け取るために、電動モータによって駆動可能なブースト本体部に連結されている、請求項１に記載の車両制動システム。
4. 前記ブースト本体部は、前記入力構成要素がスライド可能に収容される弁体の周囲に同軸に配置されている、請求項３に記載の車両制動システム。
5. 前記電子制御式ブースタには、ゴム弾性リアクションディスクを含み、前記ゴム弾性リアクションディスクを介して、前記ブースト力及び前記ドライバ供給入力力の両方が、前記出力構成要素に加えられる、請求項１に記載の車両制動システム。
6. 前記ホイールシリンダは、第１流体回路によって前記マスタシリンダの第１チャンバに連結されており、前記車両制動システムは、第２流体回路によって前記マスタシリンダの第２チャンバに連結されている少なくとも１つの付加的なホイールシリンダをさらに備えている、請求項１に記載の車両制動システム。
7. 前記ポンプは、第１ポンプであり、前記第２流体回路は、流体リザーバに連結されている吸込側を有する第２ポンプを含む、請求項６に記載の車両制動システム。
8. 前記コントローラは、前記ハイドロリック制動アシストルーチンの開始と同時にブースト力の減少を開始するようにプログラムされている、請求項１に記載の車両制動システム。
9. 前記コントローラは、前記ハイドロリック制動アシストルーチンの間、前記ポンプの動作の結果として生じる流体圧の減少に比例して前記ブースト力を減少させるようにプログラムされている、請求項１に記載の車両制動システム。
10. 前記電子制御式ブースタの前記入力構成要素は、中間ブースタなしに前記ブレーキペダルに直接的に連結されている、請求項１に記載の車両制動システム。
11. 車両制動システムを操作する方法において、
    ブレーキペダルに連結されている入力ロッドと、マスタシリンダに連結されている出力ロッドとを有する電子制御式ブースタを準備し、
    前記ブレーキペダルによってブースタ入力ロッドに供給されるドライバ入力を検出し、
    前記ドライバ入力によって供給される力を補うために前記電子制御式ブースタからブースト力を供給し、これにより、前記ドライバ入力によって供給される力と、前記ブースト力とを合成して、ブースト出力ロッドによって前記マスタシリンダに加えられる総出力力を生成し、
    車両制動力を供給するために、圧媒液を介して前記マスタシリンダから少なくとも１つのホイールシリンダに前記総出力力を伝達し、
    前記ブレーキペダルへの前記ドライバ入力を緊急制動要求として識別し、
    前記緊急制動要求の識別に応じて、前記少なくとも１つのホイールシリンダに補助ホイール制動力を供給するためにポンプを動作させ、
    前記補助ホイール制動力を供給するための前記ポンプの動作の間、前記ブースト力を減少させるように前記電子制御式ブースタを動作させる、
    ことを含む、車両制動システムを操作する方法。
12. 前記ドライバ入力は、中間ブースタなしに前記ブレーキペダルによって前記ブースタ入力ロッドに供給される、請求項１１に記載の方法。
13. ブレーキペダル押下量及びブレーキペダル適用速度のうちの１つ又は両方によって、前記ブレーキペダルへの前記ドライバ入力は、緊急制動要求として識別される、請求項１１に記載の方法。
14. 前記マスタシリンダ内の流体圧の低下にもかかわらず、前記ポンプの前記動作の間全体に亘って、前記ドライバ入力によって供給される力に等しく一致するペダル反力を前記ブースタ入力ロッドにおいて維持することをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
15. 前記ブースト力は、前記マスタシリンダ内の流体圧の前記低下に比例した量だけ減少させられる、請求項１４に記載の方法。
16. 前記ブースト力の前記減少は、前記ポンプ動作の開始と同時に開始される、請求項１１に記載の方法。
17. 前記少なくとも１つのホイールシリンダにおける総制動力は、同時の前記ポンプの動作及び前記ブースト力の減少の間に、増加させられる、請求項１１に記載の方法。
18. 前記電子制御式ブースタが前記ドライバ入力に反して動作しないことを保証するために、前記ブースト力の前記減少をあらかじめ定めた最大量に制限することをさらに含む、請求項１１に記載の方法。

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