JP4720230B2 - Friction braking device for vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、車輌の制動装置に係り、更に詳細には車輪と共に回転する回転部材に対し摩擦材を押圧し、その押圧力を制御することにより制動力を制御する摩擦制動装置に係る。 The present invention relates to a vehicle braking device, and more particularly to a friction braking device that controls a braking force by pressing a friction material against a rotating member that rotates together with a wheel and controlling the pressing force.
自動車等の車輌の摩擦制動装置の一つとして、例えば下記の特許文献1に記載されている如く、車輪と共に回転する回転部材に対し摩擦材を押圧する二つのピストンを有し、一方のピストン内にばね部材が設けられ、該一方のピストンによる摩擦材の押圧を他方のピストンによる摩擦材の押圧に対し遅らせるよう構成された摩擦制動装置が既に知られている。上述の如き摩擦制動装置によれば、二つのピストンが同時には摩擦材を押圧しないので、二つのピストンが同時に摩擦材を押圧する場合に比してブレーキ鳴きを低減することができる。
上述の如き従来の摩擦制動装置に於いては、往復動部材として複数のピストンが設けられ、車輪と共に回転する回転部材に対し摩擦材を押圧するために、複数のピストンが駆動されなければならず、そのため摩擦制動装置の構造が複雑になるという問題があり、また回転部材に対する摩擦材の押圧位置を変更することによりブレーキ鳴きを更に一層効果的に低減すると共に長期間に亘り適正な制動を確保すべく、複数のピストンが個別に駆動される場合には、摩擦制動装置の構造が更に一層複雑になるという問題がある。 In the conventional friction braking device as described above, a plurality of pistons are provided as reciprocating members, and the plurality of pistons must be driven in order to press the friction material against the rotating member that rotates together with the wheel. Therefore, there is a problem that the structure of the friction braking device becomes complicated, and by changing the pressing position of the friction material against the rotating member, brake squeal is further effectively reduced and appropriate braking is ensured over a long period of time. Therefore, when a plurality of pistons are individually driven, there is a problem that the structure of the friction braking device is further complicated.
本発明は、摩擦材が複数のピストンにより回転部材に対し押圧される従来の摩擦制動装置に於ける上述の如き問題に鑑みてなされたものであり、本発明の主要な課題は、一つの往復動部材にて摩擦材を押圧すると共にその押圧位置を変更し得るよう構成することにより、摩擦制動装置の構造を過度に複雑化することなく、長期間に亘り適正な制動を確保しつつブレーキ鳴きを効果的に低減することである。 The present invention has been made in view of the above-described problems in a conventional friction braking device in which a friction material is pressed against a rotating member by a plurality of pistons. Brake squeal is ensured over a long period of time without excessively complicating the structure of the friction braking device by configuring the moving member to press the friction material and change the pressing position. Is effectively reduced.
上述の主要な課題は、本発明によれば、請求項1の構成、即ち制動要求量を判定する手段と、車輪と共に回転する回転部材と、摩擦材と、前記摩擦材を前記回転部材に対し押圧する押圧手段と、前記制動要求量に基づき前記押圧手段の押圧量を制御する制御手段とを有する車輌の摩擦制動装置に於いて、前記押圧手段は前記摩擦材に近づく方向及び離れる方向へ往復動可能であり且つ往復動方向に沿う軸線の周りに回転可能である往復動部材を含み、前記往復動部材の前記摩擦材側の端面は前記軸線の周りに部分的に延在する凸部を有し、前記制御手段は前記制動要求量に基づき前記摩擦材に対する前記往復動部材の押圧量を制御すると共に、制動状況に基づいて前記軸線の周りの前記往復動部材の回転位置を変更する必要性を判定し、前記必要性に応じて前記軸線の周りの前記往復動部材の回転位置を変更することを特徴とする車輌の摩擦制動装置によって達成される。 According to the present invention, the main problem described above is the configuration of claim 1, that is, a means for determining a braking request amount, a rotating member that rotates together with a wheel, a friction material, and the friction material with respect to the rotating member. In a vehicle friction braking device having pressing means for pressing and control means for controlling the pressing amount of the pressing means based on the required braking amount, the pressing means reciprocates in a direction approaching and separating from the friction material. A reciprocating member that is movable and rotatable about an axis along a reciprocating direction, and the end surface on the friction material side of the reciprocating member has a convex portion partially extending around the axis. And the control means needs to control the amount of pressing of the reciprocating member against the friction material based on the required braking amount, and to change the rotational position of the reciprocating member around the axis based on the braking situation. Judging sex Is achieved by the friction braking device of the vehicle, characterized in that changing the rotational position of the reciprocating member around said axis in response to materiality.
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項1の構成に於いて、前記制御手段は前記摩擦材に対する前記往復動部材の押圧を終了するときに前記必要性があると判定するよう構成される(請求項2の構成)。 According to the present invention, in order to effectively achieve the main problem described above, in the configuration of claim 1, the control means ends the pressing of the reciprocating member against the friction material. It is configured to determine that there is a need (configuration of claim 2).
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項1の構成に於いて、前記制御手段は前回前記往復動部材の回転位置を変更した時点より基準時間以上経過しているときに前記必要性があると判定するよう構成される(請求項3の構成)。 Further, according to the present invention, in order to effectively achieve the above main problem, in the configuration of claim 1 , the control means is more than a reference time from the time when the rotational position of the reciprocating member is changed last time. It is configured to determine that there is the need when the time has passed (configuration of claim 3).
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項1の構成に於いて、前記摩擦制動装置はブレーキ鳴き発生の虞れを判定し、ブレーキ鳴き発生の虞れがあると判定したときに前記必要性があると判定するよう構成される(請求項4の構成)。 According to the present invention, in order to effectively achieve the main problems described above, in the configuration of claim 1 , the friction braking device determines the possibility of occurrence of brake squeal and the possibility of occurrence of brake squeal. It is configured to determine that there is the necessity when it is determined that there is a defect (configuration of claim 4).
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項4の構成に於いて、前記制御手段は前記制動要求量の変化率の大きさが制動要求量変化率判定の基準値以下の状況に於いて車輌の減速度の増大率が減速度増大率判定の基準値以上であるときにブレーキ鳴き発生の虞れがあると判定し、前記凸部が前記回転部材の回転中心に漸次近づくよう前記軸線の周りの前記往復動部材の回転位置を変更するよう構成される(請求項5の構成)。 According to the present invention, in order to effectively achieve the above main problem, in the configuration of claim 4 , the control means is configured such that the rate of change in the required braking amount is the required rate of change in braking required amount. It is determined that there is a possibility of occurrence of brake squeal when the vehicle deceleration increase rate is equal to or greater than the deceleration increase rate determination reference value in a situation below the determination reference value, and the convex portion is the rotating member. The rotational position of the reciprocating member around the axis is changed so as to gradually approach the rotation center of the rotation.
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項1の構成に於いて、前記摩擦制動装置は制動トルクの変動を検出する手段を有し、前記制御手段は前記制動要求量の変化率の大きさが制動要求量変化率判定の基準値以下の状況に於いて制動トルクの変動範囲が制動トルク変動範囲判定の基準値以上であるときに前記必要性があると判定し、制動トルクの変動範囲が大きいときには制動トルクの変動範囲が小さいときに比して前記凸部が前記回転部材の回転中心に近い側に位置するよう前記軸線の周りの前記往復動部材の回転位置を変更するよう構成される(請求項6の構成)。 According to the present invention, in order to effectively achieve the above main problem, in the configuration of claim 1 , the friction braking device has means for detecting a variation in braking torque, and the control means The necessity is determined when the variation range of the braking torque is greater than or equal to the reference value for determining the braking torque variation range in a situation where the magnitude of the change rate of the required braking amount is equal to or less than the reference value for determining the required braking amount change rate. The reciprocating motion around the axis line is determined so that the convex portion is positioned closer to the rotation center of the rotating member when the braking torque fluctuation range is larger than when the braking torque fluctuation range is smaller. It is comprised so that the rotation position of a member may be changed (structure of Claim 6).
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項1の構成に於いて、前記摩擦制動装置は前記摩擦材の摩擦係数を推定する手段を有し、前記制御手段は前記摩擦材の摩擦係数の推定値に基づいて前記必要性を判定し、前記摩擦材の摩擦係数の推定値が低いときには前記摩擦材の摩擦係数の推定値が高いときに比して前記凸部が前記回転部材の回転中心より離れるよう前記軸線の周りの前記往復動部材の回転位置を変更するよう構成される(請求項7の構成)。 According to the present invention, in order to effectively achieve the main problem described above, in the configuration of claim 1 , the friction braking device includes means for estimating a friction coefficient of the friction material, and The control means determines the necessity based on the estimated value of the friction coefficient of the friction material, and when the estimated value of the friction coefficient of the friction material is low, compared to when the estimated value of the friction coefficient of the friction material is high. The rotation position of the reciprocating member around the axis is changed so that the convex portion is separated from the rotation center of the rotating member (configuration of claim 7 ).
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項7の構成に於いて、前記摩擦材の摩擦係数を推定する手段は少なくとも前記摩擦材の温度に基づいて前記摩擦材の摩擦係数を推定するよう構成される(請求項8の構成)。 According to the present invention, in order to effectively achieve the above main problem, in the configuration of claim 7 , the means for estimating the friction coefficient of the friction material is based on at least the temperature of the friction material. It is comprised so that the friction coefficient of the said friction material may be estimated (structure of Claim 8 ).
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項7又は8の構成に於いて、前記摩擦材の摩擦係数を推定する手段は少なくとも車速に基づいて前記摩擦材の摩擦係数を推定するよう構成される(請求項9の構成)。 According to the present invention, in order to effectively achieve the above main problem, in the configuration of claim 7 or 8 , the means for estimating the friction coefficient of the friction material is based on at least the vehicle speed. It is comprised so that the friction coefficient of a material may be estimated (structure of Claim 9 ).
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項1の構成に於いて、前記摩擦制動装置は前記摩擦材の摩擦負荷を推定する手段を有し、前記制御手段は前記摩擦材の摩擦負荷の推定値が摩擦負荷判定の基準値以上であるときに前記必要性があると判定するよう構成される(請求項10の構成)。 According to the present invention, in order to effectively achieve the main problem described above, in the configuration of claim 1 , the friction braking device includes means for estimating a friction load of the friction material, control means configured to determine the estimated value of the frictional load of the friction material is the need when greater than or equal to the reference value of the friction load determination (the construction of claim 1 0).
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項10の構成に於いて、前記摩擦材の摩擦負荷を推定する手段は制動中の制動エネルギーの積算値に基づいて前記摩擦材の摩擦負荷を推定するよう構成される(請求項11の構成)。 According to the invention, to the aspect of the effective, the claims at the structure of claim 1 0, means for estimating the friction load of the friction material integrated value of the braking energy during braking configured to estimate the friction load of the friction material on the basis of (the construction of claim 1 1).
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項1の構成に於いて、前記制御手段は前記制動要求量の増大率が緊急制動判定の基準値以上であるときに前記必要性があると判定し、前記凸部が前記回転部材の回転中心より離れるよう前記軸線の周りの前記往復動部材の回転位置を変更するよう構成される(請求項12の構成)。 Further, according to the present invention, in order to effectively achieve the main problem described above, in the configuration of claim 1 , the control means has an increase rate of the braking request amount equal to or higher than a reference value for emergency braking determination. determines that there is the need for a certain time, the convex portion is the configured to change the rotational position of the reciprocating member (claim 1 2 about said axis so as to leave from the rotating center of the rotary member Constitution).
上記請求項1の構成によれば、押圧手段は摩擦材に近づく方向及び離れる方向へ往復動可能であり且つ往復動方向に沿う軸線の周りに回転可能である往復動部材を含み、往復動部材の摩擦材側の端面は軸線の周りに部分的に延在する凸部を有し、制御手段は摩擦材に対する往復動部材の押圧量を制御すると共に、制動状況に基づいて軸線の周りの往復動部材の回転位置を変更する必要性を判定し、該必要性に応じて軸線の周りの往復動部材の回転位置を変更する。従って回転位置を変更する必要があるときには、往復動部材の回転位置を変更することにより軸線に対する凸部の位置を変更することができ、これにより複数個の往復動部材及びそれらの個別駆動を要することなく、凸部による摩擦材の押圧位置を容易且つ確実に変更することができる。また回転位置を変更する必要があるときには、往復動部材の回転位置は変更されないので、無駄なエネルギーの消費を回避し、摩擦制動装置の耐久性を確保することができる。 According to the configuration of the first aspect, the pressing means includes a reciprocating member that can reciprocate in a direction approaching and away from the friction material and that can rotate around an axis along the reciprocating direction. The end face of the friction material side has a convex part partially extending around the axis, and the control means controls the amount of pressing of the reciprocating member against the friction material and reciprocates around the axis based on the braking situation. The necessity of changing the rotational position of the moving member is determined, and the rotational position of the reciprocating member around the axis is changed according to the necessity . Therefore, when it is necessary to change the rotational position, the position of the convex portion with respect to the axis can be changed by changing the rotational position of the reciprocating member, thereby requiring a plurality of reciprocating members and their individual driving. The pressing position of the friction material by the convex portion can be changed easily and reliably. Further, when the rotational position needs to be changed, the rotational position of the reciprocating member is not changed, so that useless energy consumption can be avoided and the durability of the friction braking device can be ensured.
また上記請求項2の構成によれば、制御手段は摩擦材に対する往復動部材の押圧を終了するときに前記必要性があると判定するので、摩擦材に対する往復動部材の押圧を終了する毎に往復動部材の回転位置を変更し、凸部による摩擦材の押圧位置を変更することができ、よって摩擦材が回転部材に対し常に同一の押圧位置にて押圧されることを防止し、これによりブレーキ鳴き発生の虞れを効果的に低減することができる。 Further, according to the configuration of the second aspect, since the control means determines that there is the necessity when the pressing of the reciprocating member against the friction material is finished, every time the pressing of the reciprocating member against the friction material is finished. The rotational position of the reciprocating member can be changed, and the pressing position of the friction material by the convex portion can be changed, thus preventing the friction material from being always pressed against the rotating member at the same pressing position, thereby The risk of occurrence of brake squealing can be effectively reduced.
また上記請求項3の構成によれば、制御手段は前回往復動部材の回転位置を変更した時点より基準時間以上経過しているときに前記必要性があると判定する。従って前回往復動部材の回転位置を変更した時点より基準時間以上経過している状況に於いて往復動部材の回転位置が変更されることなく摩擦材が回転部材に対し同一の押圧位置にて押圧される状況が継続することを防止し、これによりブレーキ鳴き発生の虞れを効果的に低減することができる。 In the above-described configuration according to claim 3, the control means determines that there is the need when they are older than the reference time from the time of changing the rotational position of the previous reciprocating member. Therefore, the friction material is pressed against the rotating member at the same pressing position without changing the rotating position of the reciprocating member in a situation where the reference time has passed since the time when the rotating position of the reciprocating member was changed last time. prevents situations being continues, thereby it is possible to effectively reduce the risk of brake squeal occurrence.
また上記請求項4の構成によれば、摩擦制動装置はブレーキ鳴き発生の虞れを判定し、ブレーキ鳴き発生の虞れがあると判定したときに前記必要性があると判定する。従ってブレーキ鳴きが発生する虞れがない状況に於いて往復動部材の回転位置が不必要に変更されることを防止しつつ、ブレーキ鳴きが発生する虞れを効果的に低減することができる。 In the above-described configuration according to claim 4, frictional braking device determines the possibility of brake noise generation, it determined that there is the need when it is determined that there is a risk of brake noise occurrence. Thus while preventing the rotational position of the reciprocating member at the situation there is no fear that the brake noise is generated is changed unnecessarily, can you to effectively reduce the possibility of brake noise is generated .
また上記請求項5の構成によれば、制御手段は制動要求量の変化率の大きさが制動要求量変化率判定の基準値以下の状況に於いて車輌の減速度の増大率が減速度増大率判定の基準値以上であるときにブレーキ鳴き発生の虞れがあると判定し、凸部が回転部材の回転中心に近づくよう軸線の周りの往復動部材の回転位置を変更する。従って制動要求量の変化率の大きさが大きく車輌の減速度の増大率が大きい状況に於いて、摩擦材に対する往復動部材の押圧中心と回転部材の回転中心との間の距離を低減し、これにより摩擦材が回転部材に対し押圧されることにより発生する制動トルクの不必要な増大を回避しつつ、ブレーキ鳴き又はその発生の虞れを効果的に低減することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the control means is configured such that the increase rate of the vehicle deceleration increases when the magnitude of the change rate of the braking request amount is equal to or less than a reference value for determining the braking request amount change rate. When it is equal to or higher than the reference value for rate determination, it is determined that there is a possibility of occurrence of brake squeal, and the rotational position of the reciprocating member around the axis is changed so that the convex portion approaches the rotation center of the rotating member . Therefore, in a situation where the rate of change in the required braking amount is large and the rate of increase in vehicle deceleration is large , the distance between the center of pressure of the reciprocating member against the friction material and the center of rotation of the rotating member is reduced, As a result, it is possible to effectively reduce the risk of brake squealing or the occurrence thereof, while avoiding an unnecessary increase in braking torque that occurs when the friction material is pressed against the rotating member.
また上記請求項6の構成によれば、摩擦制動装置は制動トルクの変動を検出する手段を有し、制御手段は制動要求量の変化率の大きさが制動要求量変化率判定の基準値以下の状況に於いて制動トルクの変動範囲が制動トルク変動範囲判定の基準値以上であるときに前記必要性があると判定し、制動トルクの変動範囲が大きいときには制動トルクの変動範囲が小さいときに比して凸部が回転部材の回転中心に近い側に位置するよう軸線の周りの往復動部材の回転位置を変更する。従って制動要求量の変化率の大きさが小さく制動トルクの変動範囲も小さい状況に於いて、往復動部材の回転位置が不必要に変更され制動トルクが不必要に低減されることを防止しつつ、制動要求量の変化率の大きさが小さく制動トルクの変動範囲が大きい状況に於いて、制動トルクを低減し、制動トルクの変動及びこれに起因するブレーキ振動を効果的に低減することができる。 According to the configuration of the sixth aspect, the friction braking device has means for detecting fluctuations in the braking torque, and the control means has a magnitude of the rate of change of the braking request amount equal to or less than a reference value for determining the braking request amount change rate. When the fluctuation range of the braking torque is equal to or greater than the reference value for determining the fluctuation range of the braking torque, the necessity is determined. When the fluctuation range of the braking torque is large, the fluctuation range of the braking torque is small. In comparison, the rotational position of the reciprocating member around the axis is changed so that the convex portion is positioned closer to the rotational center of the rotating member . Therefore, in a situation where the rate of change of the required braking amount is small and the fluctuation range of the braking torque is small, the rotational position of the reciprocating member is unnecessarily changed and the braking torque is prevented from being unnecessarily reduced. In a situation where the rate of change of the required braking amount is small and the fluctuation range of the braking torque is large, the braking torque can be reduced, and the fluctuation of the braking torque and the resulting brake vibration can be effectively reduced. .
また上記請求項7の構成によれば、摩擦制動装置は摩擦材の摩擦係数を推定する手段を有し、制御手段は摩擦材の摩擦係数の推定値に基づいて前記必要性を判定し、摩擦材の摩擦係数の推定値が低いときには摩擦材の摩擦係数の推定値が高いときに比して凸部が回転部材の回転中心より離れるよう軸線の周りの往復動部材の回転位置を変更する。従って往復動部材によって摩擦材が回転部材に対し押圧されることにより発生する摩擦制動力が低いときには摩擦制動力が高いときに比して、確実に摩擦材に対する往復動部材の押圧中心と回転部材の回転中心との間の距離を大きくし、これにより摩擦材の摩擦係数の変動に拘らず所要の制動トルクを発生させることができる。 According to the seventh aspect of the present invention, the friction braking device has means for estimating the friction coefficient of the friction material, and the control means determines the necessity based on the estimated value of the friction coefficient of the friction material, When the estimated value of the friction coefficient of the material is low, the rotational position of the reciprocating member around the axis is changed so that the convex portion is separated from the rotation center of the rotating member as compared with the estimated value of the friction coefficient of the friction material . Therefore, when the frictional braking force generated when the frictional material is pressed against the rotating member by the reciprocating member is low, the pressing center of the reciprocating member against the frictional material and the rotating member are more reliable than when the frictional braking force is high. Thus, the required braking torque can be generated regardless of fluctuations in the friction coefficient of the friction material.
また摩擦材の摩擦係数は摩擦材の温度によって変動するが、摩擦材の種類に拘らず摩擦材の摩擦係数と摩擦材の温度との間には一定の関係がある。上記請求項8の構成によれば、摩擦材の摩擦係数を推定する手段は少なくとも摩擦材の温度に基づいて摩擦材の摩擦係数を推定するので、摩擦材の摩擦係数と摩擦材の温度との間の一定の関係を利用して摩擦材の摩擦係数を推定することができる。 Although the friction coefficient of the friction material varies depending on the temperature of the friction material, there is a certain relationship between the friction coefficient of the friction material and the temperature of the friction material regardless of the type of the friction material. According to the configuration of the above aspect 8 , since the means for estimating the friction coefficient of the friction material estimates the friction coefficient of the friction material based on at least the temperature of the friction material, the friction coefficient of the friction material and the temperature of the friction material The friction coefficient of the friction material can be estimated using a certain relationship between the friction materials.
また摩擦材の摩擦係数は摩擦材と回転部材との間の相対速度によっても変動するが、摩擦材の種類に拘らず摩擦材の摩擦係数と相対速度との間には一定の関係があり、相対速度は車速に応じて変化する。上記請求項9の構成によれば、摩擦材の摩擦係数を推定する手段は少なくとも車速に基づいて摩擦材の摩擦係数を推定するので、摩擦材と回転部材との間の相対速度に応じて適正に摩擦材の摩擦係数を推定することができる。 The friction coefficient of the friction material also varies depending on the relative speed between the friction material and the rotating member, but there is a certain relationship between the friction coefficient of the friction material and the relative speed regardless of the type of the friction material. The relative speed changes according to the vehicle speed. According to the configuration of the ninth aspect , since the means for estimating the friction coefficient of the friction material estimates the friction coefficient of the friction material based on at least the vehicle speed, it is appropriate according to the relative speed between the friction material and the rotating member. In addition, the friction coefficient of the friction material can be estimated.
また上記請求項10の構成によれば、摩擦制動装置は摩擦材の摩擦負荷を推定する手段を有し、制御手段は摩擦材の摩擦負荷の推定値が摩擦負荷判定の基準値以上であるときには前記必要性があると判定する。従って摩擦材の摩擦負荷が高いときには往復動部材の回転位置を変更し、これにより軸線の周りの往復動部材の回転位置が一定である場合に比してブレーキ鳴き発生の虞れを低減することができ、また摩擦材が回転部材に対し一定の摩擦状態に維持されることによる摩擦材の偏摩耗の虞れを低減し、長期間に亘り良好な制動状況を確保することができる。 In the above-described configuration according to claim 1 0, the friction braking device comprises means for estimating the frictional load of the friction material, the control means estimate the frictional load of the friction material is greater than or equal to the reference value of the friction load determination determining that sometimes there is the need. Therefore, when the friction load of the friction material is high, the rotational position of the reciprocating member is changed, thereby reducing the possibility of occurrence of brake squeal compared to the case where the rotational position of the reciprocating member around the axis is constant. In addition, the risk of uneven wear of the friction material due to the friction material being maintained in a constant friction state with respect to the rotating member can be reduced, and a good braking condition can be ensured over a long period of time.
また上記請求項11の構成によれば、摩擦材の摩擦負荷を推定する手段は制動中の制動エネルギーの積算値に基づいて摩擦材の摩擦負荷を推定するので、摩擦材の摩擦負荷を確実に推定することができる。 In the above-described configuration according to claim 1 1, the means for estimating the frictional load of the friction material so to estimate the frictional load of the friction material on the basis of the integrated value of the braking energy during braking, ensures friction load of the friction material Can be estimated.
また上記請求項12の構成によれば、制御手段は制動要求量の増大率が緊急制動判定の基準値以上であるときに前記必要性があると判定し、凸部が回転部材の回転中心より離れるよう軸線の周りの往復動部材の回転位置を変更する。従って緊急制動時の如く制動要求量が急激に増大する状況に於いて、往復動部材の回転位置が変更されない場合や凸部が回転部材の回転中心に近づくよう往復動部材の回転位置が変更される場合に比して、制動トルクを速やかに増大させることができる。 In the above-described configuration according to claim 1 2, the control means determines that there is the need when the rate of increase in the braking demand is above the reference value of the emergency braking determination, the rotation center of the convex portion rotating member The rotational position of the reciprocating member around the axis is changed so as to be further away . Therefore, in a situation where the required braking amount increases rapidly as in emergency braking, the rotational position of the reciprocating member is changed so that the rotational position of the reciprocating member is not changed or the convex portion approaches the rotational center of the rotating member. The braking torque can be increased quickly compared to the case where the
〔課題解決手段の好ましい態様〕
本発明の一つの好ましい態様によれば、上記請求項1乃至12の構成に於いて、制動要求量を判定する手段は運転者の制動操作量に基づいて制動要求量を判定するよう構成される(好ましい態様1)。
[Preferred embodiment of problem solving means]
According to one preferred embodiment of the present invention, in the configuration of the claims 1 to 1 2, means for determining the braking demand is configured to determine the braking amount required based on the amount of braking operation of the driver (Preferred embodiment 1)
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項1乃至12又は上記好ましい態様1の構成に於いて、押圧量は押圧力であり、目標押圧量は目標押圧力であるよう構成される(好ましい態様2)。 According to another preferred aspect of the present invention, in the configuration of claims 1 to 12 or preferred aspect 1, the pressing amount is a pressing force and the target pressing amount is a target pressing force. (Preferred embodiment 2).
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記上記請求項3乃至12又は上記好ましい態様1又は2の構成に於いて、制御手段は摩擦材に対する往復動部材の押圧中に往復動部材の回転位置を変更するときには、摩擦材に対する往復動部材の押圧量が許可判定の基準値以下であるときに往復動部材の回転位置を変更するよう構成される(好ましい態様3)。 According to the aspect of the present invention, in the configuration of the upper Symbol upper Symbol claims 3 to 1 2 or the preferred embodiment 1 or 2, the control means reciprocally in pushing of the reciprocating member with respect to the friction material when changing the rotational position of the rotary members is configured to change the rotational position of the forward backward member when the pressing amount of the reciprocating member is less than the reference value of permission decision for the friction material (preferred embodiment 3).
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項1乃至12又は上記好ましい態様1乃至3の構成に於いて、押圧手段は電磁式の押圧力発生装置であるよう構成される(好ましい態様4)。 According to another preferred embodiment of the present invention, in the configuration of the above-described claims 1 to 12 or the preferred embodiments 1 to 3 , the pressing means is configured to be an electromagnetic pressing force generator ( Preferred embodiment 4 ).
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施例について詳細に説明する。 The present invention will now be described in detail with reference to a few preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明による車輌の摩擦制動装置の実施例1を示す概略構成図、図2は図1に示されたピストンを拡大して示す正面図、図3は図1に示されたピストンを拡大して示す側面図である。 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of a vehicle friction braking device according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged front view of the piston shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a plan view showing the piston shown in FIG. It is a side view which expands and shows.
これらの図に於いて、10は図には示されていない車輪と共に車輪の軸線10Aの周りに回転する回転部材としてのロータディスクを示している。ロータディスク10の外縁部に近接した位置にはキャリパ12が配置され、キャリパ12は図には示されていないばね上部材に取り付けられている。キャリパ12はロータディスク10に対し垂直な方向に往復動可能に且つ往復動方向に沿う軸線14の周りに回転可能にピストン16を支持している。
In these drawings,
図示の実施例1に於いては、ピストン16はキャリパ12の当接板18を貫通してロータディスク10の側へ延在し、ピストン16のロータディスク10の側の端面16Aは軸線14の周りに半円弧状に延在する凸部20を有している。凸部20は支持板22に当接し、支持板22には摩擦材24が固定されている。支持板22は当接板18によりロータディスク10に対し垂直な方向に往復動可能に且つ軸線14の周りに回転不可能に支持されている。
In the illustrated first embodiment, the
キャリパ12には電磁アクチュエータ26が固定され、電磁アクチュエータ26の駆動軸28はピストン16のロータディスク10とは反対側の端面16Bに当接している。ピストン16は電磁アクチュエータ26の駆動軸28により軸線14に沿って往復動され、これにより摩擦材24がロータディスク10に対し押圧されるようになっている。電磁アクチュエータ26にはピストン16の軸力Fsを検出する軸力センサ30が設けられている。
An
ピストン16の外周には複数個の永久磁石32が周方向に等間隔にて隔置された状態で固定されており、永久磁石32の周りには周方向に等間隔にて隔置された状態で複数個のソレノイド34が配設されている。従ってソレノイド34に対し制御電流が通電されることによりピストン16が軸線14の周りに回転駆動され、これによりピストン16の軸線14の周りの回転位置、換言すれば軸線14に対する凸部20の位置を変更し、摩擦材24に対するピストン16の押圧中心36の位置を可変制御し得るようになっている。
A plurality of
尚図には示されていないが、電磁アクチュエータ26に駆動電流が通電されていないときには、ロータディスク10より離れる方向へピストン16を付勢する圧縮コイルばねの如き付勢手段が設けられており、これにより電磁アクチュエータ26に駆動電流が通電されていないときには、摩擦材24がロータディスク10に押圧されないようになっている。またピストン16が支持板22に対し相対的に容易に回転することができるよう、ピストン16と支持板22との間の摩擦係数は非常に低い値に設定されている。
Although not shown in the drawing, an urging means such as a compression coil spring for urging the
電磁アクチュエータ26は電子制御装置40により制御され、電子制御装置40には各車輪の軸力センサ30よりの押圧力Fsi(i=fl、fr、rl、rr)を示す信号に加えて、各車輪のロータリーエンコーダー44より各ピストン16の回転角度θi(i=fl、fr、rl、rr)を示す信号、ブレーキペダル42に設けられた踏力センサ46よりペダル踏力Fpを示す信号、ストップランプスイッチ(STPSW)48よりストップランプスイッチがオン状態にあるか否かを示す信号が入力される。尚図1には詳細に示されていないが、電子制御装置40はCPUとROMとRAMと入出力ポート装置とを有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続されたマイクロコンピュータ及び駆動回路よりなっていてよい。
The
電子制御装置40は、ペダル踏力Fpに基づき車輌全体の目標制動力Fballを演算し、目標制動力Fballに基づき各車輪の目標制動力Fbti(i=fl、fr、rl、rr)を演算する。また電子制御装置40は、摩擦材24の摩擦係数をμとし、摩擦材24の制動力発生中心とロータディスク10の回転軸線10Aとの間の距離(制動半径)をそれぞれRi(i=fl、fr、rl、rr)として、各車輪について下記の式1を満たすFstiの値を電磁アクチュエータ26の目標押圧力Fstiとして演算する。尚この場合、摩擦材24の制動力発生中心は摩擦材24に対するピストン16の押圧中心36の位置にあると推定され、制動半径Riはピストン16の回転位置に拘らず一定と看做される。
Fbti=FstiμRi ……(1)
The
Fbti = FstiμRi (1)
更に電子制御装置40は、目標押圧力Fstiに基づき電磁アクチュエータ26の目標電圧Vtiを演算し、目標電圧Vtiに基づき電磁アクチュエータ26の駆動電圧を制御することにより、軸力センサ30により検出される押圧力Fsiが目標押圧力Fstiになるよう各電磁アクチュエータ26を制御する。
Furthermore, the
また電子制御装置40は、図2に示されたピストン16の回転位置、即ち押圧中心36が軸線14に対し車輌前進時のロータディスク10の回転方向トレーリング側に位置するよう位置決めされる回転位置を標準位置として、車輌の走行開始時にはピストン16を標準位置に制御し、ピストン16が標準位置にあるときのピストン16の回転角度θiを0として回転角度θi(−180°≦θi≦180°、図2で見て時計廻り方向を正とする)を制御する。
Further, the
特に図示の実施例1に於いては、電子制御装置40は、制動の終了時、即ちピストン16によるロータディスク10に対する摩擦材24の押圧終了時に、ピストン16を軸線14の周りに所定の回転角度Δθ(正の定数)回転させ、摩擦材24に対するピストン16の押圧位置を制動毎に変更する。
In particular, in the illustrated first embodiment, the
この場合回転後のピストン16の回転角度θiが180°を越えた場合には、現在の回転角度θi−360°が次のサイクルに於ける現在の現在の回転角度θiとされる。また回転後のピストン16の回転角度θiが−180°を越えた場合には、現在の回転角度θi+360°が次のサイクルに於ける現在の現在の回転角度θiとされる。
In this case, when the rotation angle θi of the
次に図4に示されたフローチャートを参照して実施例1に於ける制動力制御ルーチンについて説明する。尚図4に示されたフローチャートによる制御は図には示されていないイグニッションスイッチの閉成により開始され、所定の時間毎に繰返し実行される。 Next, the braking force control routine according to the first embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The control according to the flowchart shown in FIG. 4 is started by closing an ignition switch (not shown), and is repeatedly executed at predetermined time intervals.
まずステップ10に於いてはピストン16の回転位置が標準位置に制御され、ステップ20に於いては踏力センサ44により検出されたペダル踏力Fpを示す信号等の読み込みが行われる。
First, at
ステップ30に於いてはストップランプスイッチ46がオン状態にあるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ110へ進み、否定判別が行われたときにはステップ40へ進む。
In
ステップ40に於いては前回ストップランプスイッチ46がオン状態にあると判別されたか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ20へ戻り、肯定判別が行われたときにはステップ50に於いてピストン16の現在の回転角度をθfi(i=fl、fr、rl、rr)として、ピストン16の回転角度θiがθti=θfi+Δθの目標回転角度になるようピストン16が軸線14の周りに所定の回転角度Δθ回転され、しかる後ステップ20へ戻る。
In
ステップ110に於いてはペダル踏力Fpに基づき当技術分野に於いて公知の要領にて車輌全体の目標制動力Fballが演算され、ステップ120に於いては当技術分野に於いて公知の配分則に従って各車輪の目標制動力Fbtiが演算される。 In step 110, the target braking force Fball of the entire vehicle is calculated based on the pedal depression force Fp in the manner known in the art, and in step 120, the distribution law known in the art is followed. A target braking force Fbti for each wheel is calculated.
ステップ130に於いては上記式1を満たすFstiの値として電磁アクチュエータ26の目標押圧力Fstiが演算され、ステップ300に於いては電磁アクチュエータ26の押圧力Fsiがそれぞれ目標押圧力Fstiになるよう各電磁アクチュエータ26の押圧力が制御される。
In step 130, the target pressing force Fsti of the
かくして図示の実施例1によれば、車輌の走行開始時にステップ10に於いてピストン16の回転位置が標準位置に制御され、ステップ30に於いて制動中であると判別されると、ステップ110〜130及び300に於いて運転者の制動操作量に応じて電磁アクチュエータ26の押圧力Fsiが制御される。これに対しステップ30に於いて制動中ではないと判別され、ステップ40に於いて制動の終了時であると判別されると、ステップ50に於いてピストン16が軸線14の周りに所定の回転角度Δθ回転される。
Thus, according to the first embodiment shown in the figure, when the rotation position of the
従って図示の実施例1によれば、制動の終了毎にピストン16が軸線14の周りに所定の回転角度Δθ回転されるので、制動毎に軸線14に対するピストン16の押圧中心36の位置を変更し、これによりロータディスク10に対する摩擦材24の押圧状況を変化させてブレーキ鳴きが発生する虞れを効果的に低減することができ、またピストン16が回転されない場合に比して摩擦材の偏摩耗の虞れを確実に低減することができる。
Therefore, according to the first embodiment shown in the drawing, the
また図示の実施例1によれば、ピストン16は制動の終了時、換言すれば摩擦材24に対するピストン16の押圧力が非常に小さい状況に於いてピストン16が回転されるので、ピストン16が制動中に回転される場合に比して、電磁アクチュエータ26の回転負荷を低減することができ、電磁アクチュエータ26の消費エネルギーを低減することができると共に、電磁アクチュエータ26として低出力のものを使用することができる。
Further, according to the first embodiment shown in the figure, the
尚図示の実施例1に於いては、ステップ40に於いて肯定判別が行われると、ステップ50に於いてピストン16が軸線14の周りに所定の回転角度Δθ回転されるようになっているが、ステップ50に先立って軸力センサ30により検出される押圧力Fsiが基準値Fso(0に近い正の定数)以下であるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ20へ戻り、肯定判別が行われた場合にステップ50が実行されるよう修正されてもよい。
In the illustrated embodiment 1, if an affirmative determination is made in
図5は本発明による車輌の摩擦制動装置の実施例2に於ける制動力制御ルーチンを示すフローチャートである。尚図5に於いて図4に示されたステップと同一のステップには図4に於いて付されたステップ番号と同一のステップ番号が付されており、このことは後述の他の実施例についても同様である。 FIG. 5 is a flowchart showing a braking force control routine in the second embodiment of the vehicle friction braking apparatus according to the present invention. In FIG. 5, the same step number as the step number shown in FIG. 4 is assigned to the same step number shown in FIG. Is the same.
この実施例2に於いては、ステップ30に於いて否定判別が行われたときにはステップ20へ戻り、肯定判別が行われたときにはステップ110〜130が上述の実施例1の場合と同様に実行され、ステップ130が完了するとステップ140へ進む。
In the second embodiment, when a negative determination is made in
ステップ140に於いては電磁アクチュエータ26の目標押圧力Fstiが基準値Fsto(0に近い正の定数)以下であるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ300へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ150へ進む。
In step 140, it is determined whether or not the target pressing force Fsti of the
ステップ150に於いてはピストン16が前回所定の回転角度Δθ回転された時点より基準時間Δto(正の定数)以上経過したか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ300へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ160に於いて上述の実施例1に於けるステップ50の場合と同様、ピストン16が軸線14の周りに所定の回転角度Δθ回転され、しかる後ステップ300へ進む。
In step 150, it is determined whether or not a reference time Δto (a positive constant) has elapsed since the time when the
かくして図示の実施例2によれば、運転者により制動操作が行われ、ステップ30に於いて肯定判別が行われると、ステップ110〜130に於いて運転者の制動操作量に基づき電磁アクチュエータ26の目標押圧力Fstiが演算され、目標押圧力Fstiが基準値Fstoを越えているとき又は目標押圧力Fstiが基準値Fsto以下であるがピストン16が前回所定の回転角度Δθ回転された時点より基準時間Δto以上経過していないときには、ステップ300に於いて電磁アクチュエータ26の押圧力Fsiが目標押圧力Fstiになるよう制御される。
Thus, according to the illustrated second embodiment, when the driver performs a braking operation and an affirmative determination is made in
これに対し目標押圧力Fstiが基準値Fsto以下であり且つピストン16が前回所定の回転角度Δθ回転された時点より基準時間Δto以上経過しているときには、ステップ160に於いてピストン16が軸線14の周りに所定の回転角度Δθ回転され、しかる後ステップ300に於いて電磁アクチュエータ26の押圧力Fsiが目標押圧力Fstiになるよう制御される。
On the other hand, when the target pressing force Fsti is equal to or less than the reference value Fsto and the reference time Δto has elapsed from the time when the
従って図示の実施例2によれば、制動中であり且つピストン16の押圧力Fsiが小さい状況に於いてピストン16が軸線14の周りに所定の回転角度Δθ回転されるので、制動中に軸線14に対するピストン16の押圧中心36の位置を変更し、これによりロータディスク10に対する摩擦材24の押圧状況を変化させてブレーキ鳴きが発生する虞れを効果的に低減することができ、またピストン16が回転されない場合に比して摩擦材の偏摩耗の虞れを確実に低減することができる。
Therefore, according to the illustrated second embodiment, the
また図示の実施例2によれば、ピストン16はピストン16の押圧力Fsiが小さい状況に於いてピストン16が回転されるので、ピストン16が押圧力が高い制動中に回転される場合に比して、電磁アクチュエータ26の回転負荷を低減することができ、電磁アクチュエータ26の消費エネルギーを低減することができると共に、電磁アクチュエータ26として低出力のものを使用することができる。
Also, according to the illustrated embodiment 2, the
特に図示の実施例2によれば、ステップ150に於いてピストン16が前回所定の回転角度Δθ回転された時点より基準時間Δto以上経過したと判別されたときにステップ160に於いてピストン16が回転されるので、例えば運転者によりブレーキペダルがポンピングされるような状況に於いて、ピストン16が不必要に頻繁に回転されることを確実に防止することができる。
In particular, according to the second embodiment shown in the figure, when it is determined in step 150 that the reference time Δto or more has elapsed since the
尚図示の実施例2に於いては、ステップ140に於いて電磁アクチュエータ26の目標押圧力Fstiが基準値Fsto以下であるか否かの判別が行われるようになっているが、ステップ150に先立って軸力センサ30により検出される押圧力Fsiが基準値Fso以下であるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ300へ進み、肯定判別が行われた場合にステップ150が実行されるよう修正されてもよく、またステップ140の判別に代えて押圧力Fsiが基準値Fso以下であるか否かの判別が行われるよう修正されてもよい。
In the illustrated embodiment 2, it is determined in step 140 whether or not the target pressing force Fsti of the
図6は本発明による車輌の摩擦制動装置の実施例3に於ける制動力制御ルーチンを示すフローチャートである。 FIG. 6 is a flowchart showing a braking force control routine in Embodiment 3 of the vehicle friction braking apparatus according to the present invention.
この実施例3に於いては、ステップ10〜30、ステップ110〜130、ステップ300は上述の実施例1の場合と同様に実行され、ステップ130が完了するとステップ170へ進み、ステップ170に於いてペダル踏力Fpの変化率Fpdの絶対値が基準値Fpdo(正の定数)以下であるか否かの判別、即ち運転者の制動操作量が実質的に一定であるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ300へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ180へ進む。 In the third embodiment, steps 10 to 30, steps 110 to 130, and step 300 are executed in the same manner as in the first embodiment. When step 130 is completed, the process proceeds to step 170. It is determined whether or not the absolute value of the change rate Fpd of the pedal effort Fp is equal to or less than a reference value Fpdo (a positive constant), that is, whether or not the amount of braking operation by the driver is substantially constant. When a negative determination is made, the process proceeds to step 300, and when an affirmative determination is made, the process proceeds to step 180.
ステップ180に於いては現在までの所定の時間内に軸力センサ30により検出された押圧力Fsiの最大値と最小値との偏差ΔFsiが演算されると共に、偏差ΔFsiが基準値ΔFso(正の定数)以上であるか否かの判別、即ち制動トルクの変動が大きい状況であるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ300へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ190に於いてピストン16の目標回転角度θti=90°としてピストン16の回転角度θiが目標回転角度θtiになるようピストン16が軸線14の周りに回転され、しかる後ステップ300へ進む。
In step 180, a deviation ΔFsi between the maximum value and the minimum value of the pressing force Fsi detected by the
かくして図示の実施例3によれば、ステップ170に於いてペダル踏力Fpの変化率Fpdの絶対値が基準値Fpdo以下であり、運転者の制動操作量が実質的に一定であると判別され、ステップ180に於いて制動トルクの変動が大きい状況であると判別されると、ステップ190に於いてピストン16の回転角度θiが目標回転角度θti=90°になるようピストン16が軸線14の周りに回転され、摩擦材24の制動力発生中心とロータディスク10の回転軸線10Aとの間の距離、即ち制動半径が最小値に低減されることによって制動トルクが低減される。
Thus, according to the illustrated third embodiment, it is determined in step 170 that the absolute value of the rate of change Fpd of the pedal effort Fp is equal to or less than the reference value Fpdo, and the braking operation amount of the driver is substantially constant. If it is determined in step 180 that the fluctuation of the braking torque is large, the
例えば図7(A)〜(C)はそれぞれピストン16の回転角度θiが0°(標準位置)、90°、−90°であるときのロータディスク10及び摩擦材24に対するピストン16の凸部20及び押圧中心36の位置関係を示している。図示の如く、制動半径Riは回転角度θiが−90°であるときに最大値Rmaxになり、回転角度θiが90°であるときに最小値Rminになり、回転角度θiが0°であるときに最大値Rmaxと最小値Rminとの中間値Rn=(Rmax+Rmin)/2になる。
For example, FIGS. 7A to 7C show the
図示の実施例3によれば、運転者の制動操作量が実質的に一定である状況に於いて制動トルクの変動が大きいときには、制動半径Riが最小値Rminになるようピストン16が回転され、これによりロータディスク10に対する摩擦材24の押圧状態が変化されると共に制動トルクが低減されるので、制動トルクの変動が継続する虞れを効果的に低減することができる。
According to the illustrated third embodiment, when the fluctuation of the braking torque is large in a situation where the amount of braking operation of the driver is substantially constant, the
特に図示の実施例3によれば、ステップ170に於いてペダル踏力Fpの変化率Fpdの絶対値が基準値Fpdo以下であり、運転者の制動操作量が実質的に一定であるか否かが判別され、ステップ170に於いて肯定判別が行われた場合にステップ180の判別が実行されるので、運転者の制動操作量が細かく増減される状況に於いてピストン16が不必要に回転されることを防止することができる。
In particular, according to the third embodiment shown in the drawing, in step 170, it is determined whether or not the absolute value of the rate of change Fpd of the pedal depression force Fp is equal to or less than the reference value Fpdo and the amount of braking operation by the driver is substantially constant. When the determination is made and an affirmative determination is made in step 170, the determination in step 180 is executed, so that the
尚図示の実施例3に於いては、ステップ190に於いてピストン16の回転角度θiが目標回転角度θti=90°になるようピストン16が回転されるようになっているが、ピストン16の回転角度θiが目標回転角度θti=90°に漸次近づくようピストン16が各サイクル毎に特定の角度ずつ回転されるよう修正されてもよい。
In the illustrated third embodiment, in step 190, the
図8は本発明による車輌の摩擦制動装置の実施例4に於ける制動力制御ルーチンを示すフローチャートである。 FIG. 8 is a flowchart showing a braking force control routine in the fourth embodiment of the vehicle friction braking apparatus according to the present invention.
この実施例4に於いては、図1に於いて仮想線にて示されている如く、電子制御装置40には、車速センサ50より車速Vを示す信号及び温度センサ52i(i=fl、fr、rl、rr)より各車輪の摩擦材24の温度Ti(i=fl、fr、rl、rr)を示す信号が入力される。また電子制御装置40は図9に示されたグラフに対応するマップを記憶している。
In the fourth embodiment, as indicated by the phantom lines in FIG. 1, the
次に図8に示されたフローチャートを参照して実施例4に於ける制動力制御ルーチンについて説明する。 Next, a braking force control routine according to the fourth embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
図8に示されている如く、ステップ10〜30、ステップ110〜130、ステップ300は上述の実施例1の場合と同様に実行され、ステップ30に於いて否定判別が行われたときには、即ち運転者により制動操作が行われていないときにはステップ60へ進み、ステップ60に於いては摩擦材24の温度Ti及び車速Vに基づき図9に示されたグラフに対応するマップより摩擦材24の摩擦係数の推定値μai(i=fl、fr、rl、rr)が演算される。
As shown in FIG. 8, Steps 10 to 30, Steps 110 to 130, and Step 300 are executed in the same manner as in the first embodiment, and when a negative determination is made in
ステップ70に於いては摩擦材24の摩擦係数の推定値μaiが低いほど制動半径Riが大きくなるようピストン16の目標回転角度θtiが演算され、ステップ80に於いてはピストン16の回転角度θiが目標回転角度θtiであるか否かが判別され、回転角度θiが目標回転角度θtiでないときには回転角度θiが目標回転角度θtiになるようピストン16が軸線14の周りに回転され、しかる後ステップ20へ戻る。
In
かくして図示の実施例4によれば、運転者により制動操作が行われていない状況に於いて、ステップ60に於いて摩擦材24の摩擦係数μaiが推定され、摩擦材24の摩擦係数μaiが低いほど制動半径Riが大きくなるようピストン16が回転されるので、摩擦材24の摩擦係数の変動に起因する制動トルクの変動を低減し、摩擦材24の摩擦係数の変動に拘らず常に良好な制動性能を確保することができる。
Thus, according to the fourth embodiment, the friction coefficient μai of the
特に図示の実施例4によれば、摩擦材24の温度Ti及び車速Vに基づき図9に示されたグラフに対応するマップより摩擦材24の摩擦係数の推定値μaiが演算されるので、例えば摩擦材24の温度Ti又は車速Vのみに基づき摩擦材24の摩擦係数の推定値μaiが演算される場合に比して摩擦材24の摩擦係数μaiを正確に推定することができる。
In particular, according to Example 4 shown in the figure, the estimated value μai of the friction coefficient of the
図10は本発明による車輌の摩擦制動装置の実施例5に於ける制動力制御ルーチンを示すフローチャートである。 FIG. 10 is a flowchart showing a braking force control routine in the fifth embodiment of the vehicle friction braking apparatus according to the present invention.
この実施例5に於いては、ステップ10〜30、ステップ110〜130、ステップ300は上述の実施例1の場合と同様に実行され、ステップ30に於いて否定判別画行われたときには、即ち運転者により制動操作を行われていないときには、ステップ35に於いて各車輪の支持荷重をMi(i=fl、fr、rl、rr)とし、後述のステップ55が実行された後の各制動時の制動開始時に於ける車速をVsとし、制動終了時に於ける車速をVeとして、下記の式2に従って各車輪毎に制動エネルギーの積算値Ebi(i=fl、fr、rl、rr)が演算される。
Ebi=ΣMi(Vs2−Ve2)/2 ……(2)
In the fifth embodiment, steps 10 to 30, steps 110 to 130, and step 300 are executed in the same manner as in the above-described first embodiment. When the braking operation is not performed by the person, the support load of each wheel is set to Mi (i = fl, fr, rl, rr) in
Ebi = ΣMi (Vs 2 −Ve 2 ) / 2 (2)
ステップ45に於いては制動エネルギーの積算値Ebiが基準値Ebo(正の定数)以上であるか否かの判別、即ち制動負荷が大きい状況であるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ20へ戻り、肯定判別が行われたときにはステップ50へ進む。
In
ステップ50に於いては上述の実施例1の場合と同様、ピストン16の現在の回転角度をθfi(i=fl、fr、rl、rr)として、ピストン16の回転角度θiがθti=θfi+Δθの目標回転角度になるようピストン16が軸線14の周りに所定の回転角度Δθ回転され、ステップ55に於いては制動エネルギーEbiが0にリセットされ、しかる後ステップ20へ戻る。
In
かくして図示の実施例5によれば、運転者により制動操作が行われていない状況に於いて、ステップ35に於いて制動エネルギーの積算値Ebiが演算され、ステップ45に於いて制動エネルギーの積算値Ebiが基準値Ebo以上であり、制動負荷が大きい状況であると判別されると、ステップ50に於いてピストン16が軸線14の周りに所定の回転角度Δθ回転される。
Thus, according to the fifth embodiment shown in the figure, in a situation where the driver does not perform the braking operation, the integrated value Ebi of the braking energy is calculated in
従って制動負荷が大きい状況であると判別される毎に軸線14に対するピストン16の押圧中心36の位置を変更し、これによりロータディスク10に対する摩擦材24の押圧状況を変化させてブレーキ鳴き発生の虞れや摩擦材の偏摩耗の虞れを効果的に低減することができる。
Therefore, every time it is determined that the braking load is large, the position of the
例えば図11は摩擦材24に対するピストン16の押圧状況が一定である場合の摩擦材24の摩耗状況(破線)と図示の実施例5の場合の摩擦材24の摩耗状況(一点鎖線)とを比較して示す説明図である。図11に於いて破線にて示されている如く、摩擦材24に対するピストン16の押圧状況が一定である場合には、摩擦材24に偏摩耗が生じ易く、摩擦制動装置が長期間に亘り使用されると制動を安定的に実行できなくなったり、摩擦材24の交換頻度が高くなるという問題がある。これに対し図示の実施例5によれば、ロータディスク10に対する摩擦材24の押圧状況が変化されるので、図11に於いて一点鎖線にて示されている如く、摩擦材24の偏摩耗の虞れやその交換頻度を低減し、長期間に亘り安定的に適正な制動を行うことができる。
For example, FIG. 11 compares the wear state (broken line) of the
また図示の実施例5によれば、ピストン16は非制動時、換言すれば摩擦材24に対するピストン16の押圧力が0である状況に於いてピストン16が回転されるので、ピストン16が制動中に回転される場合に比して、電磁アクチュエータ26の回転負荷を低減することができ、電磁アクチュエータ26の消費エネルギーを低減することができると共に、電磁アクチュエータ26として低出力のものを使用することができる。
Further, according to the illustrated embodiment 5, the
尚図示の実施例5に於いては、制動負荷は制動開始時の車速Vsと制動終了時の車速Veとの偏差に基づいて演算されるようになっているが、軸力センサ30により検出される押圧力Fsiの積算値の如く任意の要領にて演算されてよい。
In the illustrated embodiment 5, the braking load is calculated based on the deviation between the vehicle speed Vs at the start of braking and the vehicle speed Ve at the end of braking, but is detected by the
図12は本発明による車輌の摩擦制動装置の実施例6に於ける制動力制御ルーチンを示すフローチャートである。 FIG. 12 is a flowchart showing a braking force control routine in the sixth embodiment of the vehicle friction braking apparatus according to the present invention.
この実施例6に於いては、ステップ10〜30、ステップ110〜130、ステップ300は上述の実施例1の場合と同様に実行され、ステップ170は上述の実施例3の場合と同様に実行され、ステップ170に於いて肯定判別が行われたときにはステップ200へ進む。 In the sixth embodiment, steps 10 to 30, steps 110 to 130, and step 300 are executed in the same manner as in the first embodiment, and step 170 is executed in the same manner as in the third embodiment. When an affirmative determination is made at step 170, the routine proceeds to step 200.
ステップ200に於いては車輌の減速度Gbの増大率Gbdが基準値Gbd1以上であるか否かの判別、即ち摩擦材の温度及び摩擦係数の上昇に起因する制動力の増大及びブレーキ鳴き発生の虞れがある状況であるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ300へ進み、肯定判別が行われたときには210へ進む。 In step 200, it is determined whether or not the increase rate Gbd of the vehicle deceleration Gb is equal to or greater than the reference value Gbd1, that is, an increase in braking force and occurrence of brake squeal due to an increase in the temperature of the friction material and the friction coefficient. It is determined whether or not there is a possibility of a situation. When a negative determination is made, the process proceeds to step 300, and when an affirmative determination is performed, the process proceeds to 210.
ステップ210に於いては車輌の減速度Gbの増大率Gbdに基づき図13に示されたグラフに対応するマップよりピストン16の回転角度Δθbが演算され、ステップ220に於いてはピストン16の回転角度θiが90°に近づくよう各サイクル毎にピストン16が軸線14の周りにΔθb回転され、しかる後ステップ300へ進む。
In step 210, the rotation angle Δθb of the
かくして図示の実施例6によれば、ステップ170に於いてペダル踏力Fpの変化率Fpdの絶対値が基準値Fpdo以下であり、運転者の制動操作量が実質的に一定であると判別され、ステップ200に於いて車輌の減速度Gbの増大率Gbdが基準値Gbd1以上であり、摩擦材の温度及び摩擦係数の上昇に起因する制動力の増大及びブレーキ鳴き発生の虞れがある判別されると、ステップ210及び220に於いてピストン16の回転角度θiが90°に近づくよう各サイクル毎にピストン16が軸線14の周りにΔθb回転され、制動半径Riが最小値Rminに漸次近づくよう低減されることによって制動トルクが漸次低減される。
Thus, according to the sixth embodiment shown in the figure, it is determined in step 170 that the absolute value of the rate of change Fpd of the pedal effort Fp is equal to or less than the reference value Fpdo, and the braking operation amount of the driver is substantially constant. In step 200, the increase rate Gbd of the vehicle deceleration Gb is equal to or greater than the reference value Gbd1, and it is determined that there is a possibility of increase in braking force and occurrence of brake squeal due to increase in the temperature and friction coefficient of the friction material. In steps 210 and 220, the
従って制動の継続による摩擦材の温度及び摩擦係数の上昇に起因する制動力の増大及びブレーキ鳴き発生の虞れがあるときには、制動トルクが漸次低減されるので、車輌全体の制動力を低減して車輌の減速度が不必要に増大することを確実に防止することができると共に、ブレーキ鳴き発生の虞れを効果的に低減することができる。 Therefore, when there is a risk of brake force increase and brake squealing due to an increase in the temperature and friction coefficient of the friction material due to continued braking, the braking torque is gradually reduced. It is possible to reliably prevent the vehicle deceleration from increasing unnecessarily, and to effectively reduce the possibility of occurrence of brake noise.
例えば図14は、車輌が制動減速走行する場合であって、運転者の制動操作量が増大された後比較的長い時間に亘り実質的に一定に維持され、しかる後低減される場合に於ける車輌の減速度の変化を、従来の摩擦制動装置の場合(A)及び図示の実施例6の場合(B)について示すグラフである。 For example, FIG. 14 shows a case where the vehicle travels at a deceleration speed, and is maintained substantially constant for a relatively long time after the driver's braking operation amount is increased, and then is reduced. It is a graph which shows the change of the deceleration of a vehicle about the case (A) of the conventional friction braking device, and the case (B) of Example 6 of illustration.
図14(A)に示されている如く、従来の摩擦制動装置の場合には、制動減速走行の継続時間が長くなると、摩擦熱により摩擦材の温度が上昇し、これに伴って摩擦材の摩擦係数が上昇することに起因して制動力が増大し、そのため運転者の制動操作量が実質的に一定に維持されているにも拘らず、車輌の減速度が不必要に増大すると共にブレーキ鳴きが発生し易い。 As shown in FIG. 14 (A), in the case of the conventional friction braking device, when the duration of braking deceleration traveling becomes longer, the temperature of the friction material rises due to the frictional heat. The braking force increases due to the increase in the coefficient of friction, and therefore the deceleration of the vehicle is unnecessarily increased and the brake is applied despite the fact that the amount of braking operation by the driver is maintained substantially constant. A squeal is likely to occur.
これに対し図示の実施例によれば、図14(B)に示されている如く、制動減速走行の継続時間が長くなり、摩擦材の温度及び摩擦係数が上昇することに起因して制動力が増大し、車輌の減速度が増大し始めると、ピストン16の回転角度θiが90°に近づくようピストン16が漸次回転され、制動半径Riが漸次低減されることによって制動トルクが漸次低減されるので、ピストン16が回転されない場合に比して、車輌の減速度が不必要に増大する虞れやブレーキ鳴きが発生する虞れを効果的に低減することができる。
On the other hand, according to the embodiment shown in the figure, as shown in FIG. 14 (B), the braking deceleration traveling time is lengthened, and the braking force is increased due to the increase in the temperature and the friction coefficient of the friction material. Increases, and the deceleration of the vehicle begins to increase, the
特に図示の実施例6によれば、ステップ30に於いて制動中であるか否かの判別が行われ、制動中であると判定された場合にステップ110以降が実行されるので、制動中ではない状況に於いてピストン16が不必要に回転されることを確実に防止することができる。
In particular, according to the sixth embodiment shown in the drawing, it is determined whether or not braking is being performed in
また図示の実施例6によれば、ピストン16の回転角度Δθbはステップ210に於いて車輌の減速度Gbの増大率Gbdが大きいほど大きくなるよう、増大率Gbdに応じて可変設定されるので、例えばステップ200に於いて肯定判別が行われた場合には増大率Gbdに関係なくピストン16が一定の回転角度にて低減される場合に比して、制動トルクの急激な変化を防止しつつ車輌の減速度の増大を適正に抑制することができる。
Further, according to the illustrated embodiment 6, the rotation angle Δθb of the
図15は本発明による車輌の摩擦制動装置の実施例7に於ける制動力制御ルーチンを示すフローチャートである。 FIG. 15 is a flowchart showing a braking force control routine in the seventh embodiment of the vehicle friction braking apparatus according to the present invention.
この実施例7に於いては、ステップ10〜30、ステップ110〜130、ステップ300は上述の実施例1の場合と同様に実行され、ステップ30に於いて肯定判別が行われるとステップ90へ進む。
In the seventh embodiment, steps 10 to 30, steps 110 to 130, and step 300 are executed in the same manner as in the first embodiment described above. If an affirmative determination is made in
ステップ90に於いてはペダル踏力Fpの変化率Fpdの絶対値が緊急制動判定の基準値Fpde(正の定数)以上であるか否かの判別、即ち運転者により緊急制動操作が行われたか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ110へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ100に於いてピストン16の目標回転角度θti=90°としてピストン16の回転角度θiが目標回転角度θtiになるようピストン16が軸線14の周りに回転され、しかる後ステップ300へ進む。
In
かくして図示の実施例7によれば、ステップ90に於いてペダル踏力Fpの変化率Fpdの絶対値が緊急制動判定の基準値Fpde以上であり、運転者により緊急制動操作が行われたと判別されると、ステップ100に於いてピストン16の目標回転角度θti=90°としてピストン16の回転角度θiが目標回転角度θtiになるようピストン16が軸線14の周りに回転され、これにより制動半径Riが最大値Rmaxに制御されるので、ピストン16が回転されない場合に比して、制動トルクを効率的に増大させることができ、車輌の減速度を高くすることができる。
Thus, according to the illustrated embodiment 7, in
この実施例8に於いては、図1に於いて仮想線にて示されている如く、各キャリパ12には磁力センサ54iが設けられており、磁力センサ54iはピストン16に設けられた永久磁石32の磁力Mpi(i=fl、fr、rl、rr)を検出する。特に図示の実施例に於いては、磁力センサ54iはロータディスク10側へのピストン16の移動距離が大きいほど検出される磁力Mpiの強度が高くなるよう、永久磁石32に対しロータディスク10の側に設けられている。
In the eighth embodiment, as shown by phantom lines in FIG. 1, each
電子制御装置40には磁力センサ54iより検出磁力Mpiを示す信号も入力され、電子制御装置40は検出磁力Mpiが基準値Mpo(正の定数)以上であるときには、摩擦材24の摩耗量が過大になっていると判定し、図1には示されていない警報装置へ警報を発すべき指令信号を出力する。
The
次に図16に示されたフローチャートを参照して実施例8に於ける制動力制御ルーチンの要部について説明する。尚図16に示されたルーチンは他の実施例のステップ30に於いて肯定判別が行われた後の任意の段階に於いて実行されてよい。
Next will be described main part of in the braking force control routine in Example 8 with reference to the flowchart shown in FIG 6. The routine shown in FIG. 16 may be executed at any stage after the affirmative determination is made in
ステップ310に於いては検出磁力Mpiが基準値Mpo以上であるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ320の次のステップ(例えば実施例1に於いてステップ30に於いて肯定判別が行われた場合にステップ310及び320が実行される場合には、ステップ110)へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ320に於いて警報装置へ警報を発すべき指令信号が出力される。
In step 310, it is determined whether or not the detected magnetic force Mpi is greater than or equal to the reference value Mpo. If a negative determination is made, the next step after step 320 (for example, in
かくして図示の実施例8によれば、摩擦材24の摩耗量が過大になったときには、そのことを確実に判定し、運転者に摩擦材24の交換を促すことにより適正な制動を確保するに必要な措置を容易に講ずることができる。
Thus, according to the illustrated eighth embodiment, when the wear amount of the
図17は本発明による車輌の摩擦制動装置の実施例9を示す概略構成図である。尚図17に於いて、図1に示された部材と同一の部材には図1に於いて付された符号と同一の符号が付されている。 FIG. 17 is a schematic diagram showing a ninth embodiment of the vehicle friction braking device according to the present invention. In FIG. 17, the same members as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those shown in FIG.
この実施例9に於いては、電磁アクチュエータ26及びその出力軸28は中空状をなし、電磁アクチュエータ56の出力軸56Aは電磁アクチュエータ26及びその出力軸28を貫通してピストン16内まで延在している。出力軸56Aの先端部はピストン16とセレーション結合されており、これにより出力軸56Aは軸線14に沿ってピストン16に対し相対的に変位することができるが、軸線14の周りにピストン16に対し相対的に回転することができないようになっている。
In the ninth embodiment, the
従ってピストン16は電磁アクチュエータ26により支持板22に対する押圧力が制御され、電磁アクチュエータ56により軸線14の周りの回転位置が制御される点を除き、実施例9の摩擦制動装置は図1に示された摩擦制動装置と同様に作動し、従ってロータディスク10に対する摩擦材24の押圧及びピストン16の軸線14の周りの回転位置の制御は上述の実施例1乃至8の何れにより実行されてもよく、それぞれ上述の実施例1乃至8の場合と同様の作用効果を得ることができる。
Accordingly, the friction braking device of the ninth embodiment is shown in FIG. 1 except that the pressing force of the
以上に於いては本発明を特定の実施例について詳細に説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。 Although the present invention has been described in detail with reference to specific embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various other embodiments are possible within the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art.
例えば上述の各実施例に於いては、ピストン16の標準位置は押圧中心36が軸線14に対し車輌前進時のロータディスク10の回転方向トレーリング側に位置する回転位置であるが、ピストン16の標準位置は実施例の回転位置以外の任意の回転位置に設定されてもよい。
For example, in each of the above-described embodiments, the standard position of the
また上述の各実施例に於いては、ロータリーエンコーダー44より各ピストン16の回転角度θiが検出されるようになっているが、ピストン16の回転位置を検出する手段が省略され、ピストン16の回転角度の累積によりピストン16の回転位置が推定されるよう構成されてもよい。
In each of the above-described embodiments, the rotation angle θi of each
また上述の各実施例に於いては、ピストン16の押圧力及び回転位置は図1又は図17に示された構造手段により制御されるようになっているが、ピストン16の押圧力及び回転位置を制御し得る限り、これらは任意の構造により制御されてよい。
In each of the embodiments described above, the pressing force and rotational position of the
また上述の実施例2に於いては、制動中であり且つピストン16の押圧力Fsiが小さい状況に於いてピストン16が軸線14の周りに所定の回転角度Δθ回転されるようになっているが、音又は振動によりブレーキ鳴きを検出するセンサが設けられ、ブレーキ鳴きが検出されたときにはピストン16の押圧力Fsiや前回所定の回転角度Δθ回転された時点よりの経過時間の如何に関係なくピストン16が軸線14の周りに所定の回転角度Δθ回転されるよう修正されてもよい。
In the second embodiment described above, the
また上述の各実施例に於いては、運転者の制動操作量に基づき車輌全体の目標制動力Fballが演算され、目標制動力Fballに基づき各車輪の目標制動力Fbtiが演算され、目標制動力Fbtiに基づき電磁アクチュエータ26の目標押圧力Fstiが演算され、押圧力Fsi、が目標押圧力Fstiになるよう電磁アクチュエータ26が制御されるようになっているが、各車輪の目標制動力Fbtiに基づき各ピストンの目標変位量が演算され、各ピストンの変位量がそれぞれ対応する目標変位量になるよう各アクチュエータが制御されてもよい。尚この修正例の場合には、電磁アクチュエータ26の押圧力Fsiを検出する軸力センサ30は各ピストンの変位量を検出するエンコーダーの如き変位量センサに置き換えられる。
In each of the above-described embodiments, the target braking force Fball of the entire vehicle is calculated based on the braking operation amount of the driver, the target braking force Fbti of each wheel is calculated based on the target braking force Fball, and the target braking force is calculated. The target pressing force Fsti of the
10 ロータディスク
12 キャリパ
16 ピストン
24 摩擦材
26 電磁アクチュエータ
30 軸力センサ
40 電子制御装置
42 ブレーキペダル
44 ロータリーエンコーダー
46 踏力センサ
48 ストップランプスイッチ(STPSW)
50 車速センサ
52i 温度センサ
54i 磁力センサ
56 電磁アクチュエータ
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50
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