JP2024048594A - 車両のブレーキ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】液圧駆動系と機械駆動系を備えたブレーキ装置において、液圧駆動系による押圧力を減少させた後のブレーキ力の低下を抑制する。【解決手段】ブレーキ力を液圧駆動系による液圧系押圧力Hから機械駆動系による機械系押圧力Mに移行する際、機械系押圧力Mの増加に応じて、液圧系押圧力Hを減少させる。機械系押圧力Mの増加と液圧系押圧力Hの減少が並行して進行するため、総押圧力T、すなわちブレーキ力の低下が抑制される。【選択図】図2
Description
本発明は、車両のブレーキ装置、特に電動駐車ブレーキを備えたブレーキ装置に関する。
電動アクチュエータによって、ブレーキパッド等のブレーキ部材をディスクロータ等の被ブレーキ部材に機械的に押圧して、車輪の動きを拘束する電動駐車ブレーキが知られている。下記特許文献1には、運転者のブレーキペダルの操作が液体を介して伝えられるピストン(19)を、機械的に、具体的にはEPBモータ(10)に駆動される直動部材(18)によって押し出して、ブレーキパッド(11)をディスクロータ(ブレーキディスク12)に押圧する電動駐車ブレーキ(2)が示されている。なお、上記の( )内の部材名および符号は、下記特許文献1で用いられたものであり、本願の実施形態の説明で用いられる部材名および符号とは関連しない。
ピストンに液圧をかけてブレーキ部材の被ブレーキ部材に対する押圧力を発生させているとき、伝達部材を介して電動アクチュエータによってピストンを押し出して押圧力を付加し、その後に液圧を低下させると、ブレーキ部材の押圧力の反力のうち、それまで液圧で担っていた反力が機械的な伝達部材に加わる。機械的な伝達部材は、この反力により圧縮されて短縮し、ブレーキ部材の押圧力が低下して、ブレーキ部材と被ブレーキ部材の間に生じる摩擦力、すなわちブレーキ力が低下する。
本発明は、車両のブレーキ装置において、液圧によるブレーキ力から機械的伝達部材によるブレーキ力に移行する際、液圧を低下させた後、機械的な伝達部材によって作用するブレーキ力の低下を抑制する。
本発明に係る車両のブレーキ装置は、車輪と一体に回転する被ブレーキ部材に向けてブレーキ部材を押し出すピストンと、液圧によってピストンを駆動し、ブレーキ部材を押し出して被ブレーキ部材に対する押圧力を生じさせる液圧駆動系と、機械的に直接ピストンを駆動し、ブレーキ部材を押し出して被ブレーキ部材に対する押圧力を生じさせる機械駆動系とを備え、液圧駆動系によって被ブレーキ部材に対する押圧力が生じているときに機械駆動系によって押圧動作が開始された場合、液圧駆動系は、機械駆動系の押圧動作による押圧力の増加に応じて、当該液圧駆動系による押圧力を減少させる。
機械駆動系の押圧動作による押圧力の増加に伴って液圧駆動系による押圧力が減少することで、機械駆動系は、当該機械駆動系による押圧力が増加する過程で、液圧駆動系が担っていたブレーキ部材の押圧力の反力を順次担うようになる。よって、液圧駆動系による押圧力の減少分に対応する、機械駆動系の部材に付加される反力による当該部材の圧縮(短縮)は、機械駆動系の押圧力の増加過程ですでに生じている。そして、当該増加過程において、この圧縮に対応した押圧力の低下を加味して機械駆動系の押圧力が増加する。よって、機械駆動系による押圧力が所定の値に達したときには、機械駆動系が、液圧駆動系が担っていた反力をすでに担っており、液圧駆動系による押圧力が低下した後、機械駆動系の伝達部材が圧縮されて短縮することが抑えられ、総押圧力の低下を抑制できる。
前述の車両のブレーキ装置において、増加する機械駆動系の押圧力と、減少する液圧駆動系による押圧力との和が一定である装置とすることができる。これにより、総押圧力を一定にすることができる。
機械駆動系による押圧力の増加に伴って液圧駆動系による押圧力を減少させることにより、液圧駆動系による押圧力が減少した後のブレーキ力の低下を抑制することができる。
以下、本発明に係る実施形態を図面に従って説明する。図1は、本実施形態の車両のブレーキ装置10の概略構成を模式的に示す図である。ブレーキ装置10は、車両の車輪と一体となって回転する円板状のディスクロータ12と、回転するディスクロータ12と摺接し、ディスクロータ12に摩擦力によりブレーキ力を付与するブレーキパッド14を含む。ディスクロータ12は、車輪と一体となって回転する被ブレーキ部材の一例であり、被ブレーキ部材の他の例として例えばブレーキドラムが挙げられる。ブレーキパッド14は、被ブレーキ部材に摺接するブレーキ部材の一例である。前述のブレーキドラムに対応するブレーキ部材としてブレーキシューが挙げられる。
ブレーキ装置10は、さらにブレーキパッド14が組み込まれたブレーキキャリパ16(以下、キャリパ16と記す。)を含み、キャリパ16には、さらにブレーキパッド14をディスクロータ12に向けて押し出すためのブレーキピストン18(以下、ピストン18と記す。)が、キャリパ16内に規定されたシリンダ室20に摺動可能に組み込まれている。ピストン18は、中空の円筒部18aと、円筒部18aのブレーキパッド14側の端をふさぐように設けられた端面部18bを含む。ブレーキ装置10は、液圧を介してピストン18を駆動する液圧駆動系22と、液圧等の流体圧を介さず直接機械的にピストン18を駆動する機械駆動系24を含む。
液圧駆動系22は、ブレーキペダル26の操作量に応じた液圧を発生するマスタシリンダ28と、マスタシリンダ28により発生された液圧を増減可能な液圧回路30を含む。液圧回路30は、液圧ポンプ(不図示)を備え、マスタシリンダ圧が不足するとき、当該液圧ポンプによりシリンダ室20に供給される液圧を増圧する。液圧回路30は、車両挙動制御装置、横滑り防止装置などと呼ばれる装置の液圧回路を用いることができる。車両挙動制御装置は、各車輪に発生するブレーキ力を個々に制御し、ブレーキ力によって車両のヨーモーメントを生じさせて、車両の挙動を安定化させる装置である。マスタシリンダ28からの液圧は、液圧回路30を介してシリンダ室20に供給され、この圧力によってピストン18が駆動され、ピストン18がブレーキパッド14をディスクロータ12に向けて押し出す。これにより、ディスクロータ12は、ディスクロータ12を挟んで対向するブレーキパッド14によって挟持され、ブレーキ力が発生する。
機械駆動系24は、電気モータ32(以下、モータ32と記す。)と、モータ32の回転を伝達し、直線動作に変換してピストン18を駆動する機械伝達機構34を含む。よって、機械駆動系24は、ピストン18を電動駆動する電動アクチュエータである。機械伝達機構34は、モータ32の回転を減速して伝達するギヤ列36と、ギヤ列36に回転駆動される送りねじ軸38と、送りねじ軸38とねじ結合するスラストナット40を含む。送りねじ軸38と、スラストナット40は、ピストン18の円筒部18aの内側に、ピストン18と同軸に配置されている。スラストナット40は、ピストン18およびキャリパ16に対して回転しないよう規制されており、送りねじ軸38が回転すると、送りねじ軸38の軸線方向に沿って移動する。送りねじ軸38とスラストナット40は、モータ32の回転動作を直線動作に変換する動作変換機構を構成する。スラストナット40がピストン18の端面部18b側に駆動されると、ピストン18はブレーキパッド14をディスクロータ12に向けて押し出す。これにより、ディスクロータ12は、ディスクロータ12を挟んで対向するブレーキパッド14によって挟持され、ブレーキ力が発生する。
ディスクロータ12、キャリパ16、液圧駆動系22および機械駆動系24は、複数の車輪についてそれぞれ配置されており、図1は、1つの車輪についての構成を示している。機械駆動系24は、一部の車輪のみに対して設けられてよく、例えば一般的な乗用車等の四輪車両においては、2つの後輪のみに設けられてよい。
ブレーキ装置10は、各車輪の液圧駆動系22および機械駆動系24の動作を制御する制御部42を含む。制御部42は、液圧回路30を制御して、液圧駆動系22によってシリンダ室20に供給される液圧を制御する。このとき、液圧駆動系22の液圧を検出する液圧センサ44の検出した液圧に基づきフィードバック制御を行ってよい。また、制御部42は、モータ32に供給する電流を制御して機械駆動系24によるピストン18の駆動力を制御する。モータ32に供給される電流値によってピストン18を駆動する力を検出することができる。さらに、制御部42は、乗員による電動駐車ブレーキスイッチ46(以下、EPBスイッチ46と記す。)の操作に基づきモータ32を駆動制御し、スラストナット40を進退させる。EPBスイッチ46がオン操作されると、スラストナット40がピストン18の端面部18b側に進出駆動され、オフ操作されるとスラストナット40は反対向きに退避駆動される。
図2は、ブレーキ装置10の動作、特に駐車ブレーキを掛ける際の動作を説明する図である。図2において、上領域にディスクロータ12に対するブレーキパッド14の押圧力が示され、下領域にモータ32の駆動電流Iが示されている。図2中、液圧駆動系22による押圧力H(以下、液圧系押圧力Hと記す。)が破線で示され、機械駆動系24による押圧力M(以下、機械系押圧力Mと記す。)が太い実線で示され、液圧系押圧力Hと機械系押圧力Mの和である総押圧力Tが細い実線で示されている。さらに、押圧力Fは、駐車時に必要なブレーキ力、例えば所定の傾斜角の道路で車両を止めておくことができるブレーキ力を生じさせるための押圧力であり、以降必要押圧力Fと記す。
時点t1において、EPBスイッチ46がオン操作されると、制御部42は、まず液圧回路30を制御して、液圧系押圧力Hを発生させる。制御部42は、液圧センサ44によって検出された液圧駆動系22の液圧に基づき液圧回路30を制御する。液圧系押圧力Hが必要押圧力Fに達した時点t2において、制御部42は、液圧回路30の駆動を停止し、液圧系押圧力Hを維持し、一方、モータ32の駆動を開始する。モータ32の駆動によってスラストナット40がピストン18の端面部18bに向けて進出する。スラストナット40がピストン18に当接して機械系押圧力Mが発生し始めた時点t3において、制御部42は、液圧系押圧力Hが減少するように液圧回路30の制御を開始する。制御部42は、機械系押圧力Mと関連するモータ電流Iに基づき、機械系押圧力Mの増加に応じて液圧回路30を制御して液圧系押圧力Hを減少させる。このとき、機械系押圧力Mの増加と液圧系押圧力Hの減少が同時に、または並行して進行する。機械系押圧力Mの増加速度と、液圧系押圧力Hの減少速度が等しくなるように制御した場合、機械系押圧力Mと液圧系押圧力Hが変化している間であっても、総押圧力Tは一定となる。機械系押圧力Mが必要押圧力Fに達した時点t4において、制御部42は、モータ32への電力供給を停止し、機械駆動系24の制御を終了する。また、機械系押圧力Mの増加速度と液圧系押圧力Hの減少速度が等しい場合、時点t4において、液圧駆動系22の液圧は0になる。機械系押圧力Mの増加速度と液圧系押圧力Hの減少速度は、時点t3からt4の間で一定でなくてもよい。
駐車ブレーキを掛ける際、まず液圧駆動系によって押圧力を発生させた後、機械駆動系によって押圧力を発生させることで、機械駆動系の負荷を軽減することができ、モータ32を低出力の小形のものとすることができる。
図2においては、EPBスイッチ46がオン操作された時点t1で、押圧力(ブレーキ力)は生じていないが、運転者がブレーキペダル26を踏んだ状態でEPBスイッチ46をオン操作した場合には、時点t1で液圧系押圧力Hが発生している。このときの液圧系押圧力Hは必要押圧力Fとは異なる場合がある。制御部42は、EPBスイッチ46がオン操作されると、液圧系押圧力Hを増加または減少させて必要押圧力Fとし(時点t2)、時点t2以降、前述と同様に機械駆動系24および液圧駆動系22を制御する。
図3は、EPBスイッチ46がオン操作されたときに押圧力が生じていた場合の、他の制御の例を示す図である。時点t1において、EPBスイッチ46がオン操作されたとき、液圧系押圧力Hが必要押圧力Fを超えていた場合、制御部42は、液圧系押圧力Hを維持したまま、直ちにモータ32に電力を供給し、機械駆動系24を動作させる(時点t2)。時点t3にて機械系押圧力Mが立ち上がると、制御部42は、機械系押圧力Mの増加に応じて液圧系押圧力Hを減少させる。減少当初の液圧系押圧力Hが必要押圧力Fより大きいため、制御部42は、機械系押圧力Mの増加よりも、液圧系押圧力Hを大きく減少させる。これにより、機械系押圧力Mが必要押圧力Fに達した時点t4で液圧系押圧力Hが0となる。言い換えれば、制御部42は、時点t4で液圧系押圧力Hが0になるように減少量を定め液圧回路30を制御する。
以上、ブレーキ装置10が運転者等のEPBスイッチ46のオン操作によって動作を開始する例を説明した。ブレーキ装置10が運転者なしで自律制御にて走行する車両に装着された場合、制御部42は、当該車両の運行計画に応じて動作するようにしてよい。例えば、運行計画上、次の走行までに所定時間以上の長時間にわたっての停車または駐車をする場合、ブレーキ装置10は、図2または図3に関連して説明した動作を行うようにできる。
10 ブレーキ装置、12 ディスクロータ(被ブレーキ部材)、14 ブレーキパッド(ブレーキ部材)、16 キャリパ、18 ピストン、20 シリンダ室、22 液圧駆動系、24 機械駆動系、26 ブレーキペダル、28 マスタシリンダ、30 液圧回路、32 モータ、38 送りねじ軸、40 スラストナット、42 制御部、44 液圧センサ、46 電動駐車ブレーキ(EPB)スイッチ、F 必要押圧力、H 液圧系押圧力、I モータ電流、M 機械系押圧力、T 総押圧力。
Claims (2)
- 車輪と一体に回転する被ブレーキ部材に向けてブレーキ部材を押し出すピストンと、
液圧によって前記ピストンを駆動し、前記ブレーキ部材を押し出して前記被ブレーキ部材に対する押圧力を生じさせる液圧駆動系と、
機械的に直接前記ピストンを駆動し、前記ブレーキ部材を押し出して前記被ブレーキ部材に対する押圧力を生じさせる機械駆動系と、
を備え、
前記液圧駆動系によって前記被ブレーキ部材に対する押圧力が生じているときに前記機械駆動系によって押圧動作が開始された場合、前記液圧駆動系は、前記機械駆動系の押圧動作による押圧力の増加に応じて、当該液圧駆動系による押圧力を減少させる、
車両のブレーキ装置。 - 請求項1に記載の車両のブレーキ装置であって、増加する前記機械駆動系の押圧力と、減少する前記液圧駆動系による押圧力との和が一定である、車両のブレーキ装置。
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